Статья "Школьный Мини Технопарк. Развитие инженерного мышления"

Зачатки инженерного мышления необходимы ребенку уже с малых лет, так как с самого раннего детства он находится в окружении техники, электроники и даже роботов. Данный тип мышления необходим как для изучения и эксплуатации техники, так и для предохранения "погружения" ребенка в техномир.

Приучение с раннего возраста исследовать цепочку "кнопка – процесс - результат" вместо обучения простому и необдуманному "нажиманию на кнопки".

Система дополнительного образования дает возможность способствовать формированию личности ребенка, осуществлять его физические и интеллектуальные способности, раскрывать полученные знания последовательно и непрерывно.

Так же ребенок получает представление о начальном моделировании, как о части научно-технического творчества. Инженерная направленность обучения базируется на новых информационных технологиях, формирует умения и навыки исследовательского поведения, осуществляет развитие личностно – волевой сферы ребенка, работа с автоматизированными моделями и проектами.

Перед нашей школой сегодня стоит задача в том, чтобы каждый ребёнок мог сформировать представление о новых горизонтах науки и их применить в практике.

Инженерное мышление – это больше, чем просто склонность к математике, это умение видеть проблему целиком и находить разные способы ее разрешения. Для того, чтобы у ребенка сформировалось инженерное мышление, нужно, чтобы он постоянно что-то конструировал, исследовал, создавал.
Для решения этих целей в мае 2016 года был создан Школьный МиниТехнопарк.

Школьный МиниТехнопарк – это новая модель дополнительного образования детей, через вовлечение как можно большего количества учащихся в инженерно-конструкторскую и исследовательскую деятельность, позволяющая детям на высоком уровне получать начальные профессиональные умения и навыки по техническим дисциплинам, дающая возможность развиваться молодым талантам и показывать своё мастерство на различных выставках и конкурсах.

Для нас МиниТехнопарк - это способ организации инновационного процесса становления нового знания и превращения его в новый продукт, и одновременно это способ организации пространства, наиболее соответствующего такому процессу.

МиниТехнопарк МБОУ "СОШ № 20" объединяет 7 модулей, в которые входят: 10 кружков внеурочной деятельности, 2 кружка дополнительного образования, две проектные команды в рамках школьной проектной платформы "Школьный Мини Технопарк". Развитие инженерного мышления", 4 команды школьной научно-практической конференции "Путь к Успеху" и более 100 обучающихся!

Модуль первый "Робототехника"
Робототехника на разных ступенях образования имеет различные цели. Поэтому в зависимости от возраста обучающихся, используются конструкторы разных типов, организуется большее количество групп для занятий (для 5, 6, 7-х классов), проводятся мероприятия различных уровней: школа, город, область, страна.

Введение робототехники позволило заинтересовать обучающихся, разнообразить внеурочную деятельность, использовать групповые активные методы обучения, решать задачи практической направленности. Программирование реального робота помогает нам увидеть законы математики не на страницах тетради или учебника, а в окружающем мире. Программирование роботов позволило без усилий организовать межпредметные связи информатики с математикой и физикой.

Учитель - профессионал не ходит на работу, не отбывает учебные часы, а совместно с детьми проживает и переживает все, что происходит каждый день в школе. И помогают в этом не только внеурочная деятельность, которая прививает интерес и готовность к учению, развивает познавательные способности наших детей, но и учебная деятельность.

Сегодня робототехнические конструкторы используются для проведения демонстрационных учебных экспериментов по физике, химии, биологии, математике и основам безопасности жизнедеятельности. Для того, чтобы у ученика формировалась учебная успешность, нужно добиться, прежде всего, чтобы школьник осознавал, что учебная деятельность, которой он занят в данный момент в школе повлечет за собой успех в его дальнейшей деятельности.

Открытие кружка дополнительного образования "Экспериментаниум" последовал после того как школой были закуплено оборудование "ГИА-лаборатория" по физике для 9-х классов. Это позволило детям во внеурочное время к освоению, изучению нового оборудования по физике, подготовке к экзамену по выбору. Нетрадиционный курс дополнительного образования был использован не только для изучения законов физики. Модуль "Робототехника" дал дорогу для образования других модулей.

Модуль второй "Практическая математика"
Участие в модуле "Практическая математика" в рамках изучения таких площадок как "Изонить" и "Фрактальная геометрия", ориентирует обучающихся на освоение опыта практического применения математических знаний и умений, осознание потребности в этих знаниях для успешной социализации и интеграции в инженерное пространство общества.

Модуль третий "Программирование"
Этот модуль объединяет такие площадки как "Юный программист", "Компьютерная графика", "Компьютерное программирование", "Ардуино" — то, что нужно для будущих программистов. Покупка школой "Ардуино" позволила группам из "Робототехники" развиваться далее. Ребята работают с прикладными программами Paint, PowerPoint, Excel.

Они учатся разрабатывать вычислительные и графические программы на языках программирования Бейсик и Паскаль. И в этом модуле ребята работают с таким загадочным Ардуино.

Модуль четвёртый "Технология"
Этот модуль для усидчивых людей. В основе этого модуля - графическая культура — совокупность достижений человечества в области создания и освоения графических способов передачи различной информации в науке, технике, искусстве, производстве. Составной частью графической культуры является графический язык. С его помощью передается информация о трехмерных объектах.

От технологии "птичьего крыла" до автоматизации процессов – вот. На современном уровне развития автоматизация процессов представляет собой один из подходов к управлению процессами на основе применения информационных технологий. Этот подход позволяет осуществлять управление операциями, данными, информацией и ресурсами за счет использования компьютеров и программного обеспечения, которые сокращают степень участия человека в процессе, либо полностью его исключают.

Модуль пятый "Естествознание"
Дети работают используя: Лего, Полидрон, Ардуино, 3D-ручки, 3D-принтеры, овладевают современными технологиями, методами учебно- исследовательской и проектной деятельности, решают творческие задачи моделирования и конструирования. Для фантазии юного изобретателя нет никаких пределов.

Дети рассматривают основные компоненты конструктора LEGO, Полидрон, Ардуино – детали, вертушки, датчик наклона, датчик движения, моторчик, сравнивают величину деталей, цвете, размер, количество, изучают схемы сборки моделей, закрепляют технологию конструирования. Основной акцент на развитие логико- математических представлений детей идет через работу моделирования.

Развиваются умения выбирать и отсчитывать предметы из большого количества деталей по образцу и количеству; определять направление присоединения деталей, формируют представление о симметрии. Создают алгоритм действия "Умных игрушек" с использованием компьютера.
Дети учатся излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений. В качестве самоконтроля после сборки модели дети исследуют, какое влияние на поведение модели оказывает изменение ее конструкции. Таким образом, формируются основы инженерного мышления у учащихся.

Практическая значимость данного опыта заключается в возможности в будущем использовать знания, полученные в общеобразовательном учреждении все, что связано с программированием, моделированием, конструированием, решением проблем. И во главе всего – проектная деятельность: работа в команде, поиск оптимальных решений, навыки отстаивания собственных идей и умение быть лидером, коллегой. Работая индивидуально, парами или в командах, проводят исследования, обсуждают идеи, возникающие во время работы.

И моментально включаются в процесс творчества: а что будет, если изменить те или другие параметры в программе? И пробы, пробы, пробы… Вот оно – исследование и формирование инженерной мысли! Здесь даже самые подвижные мальчишки становятся настойчивыми и кропотливыми в достижении своей цели.

Ребята снимают видеосюжеты, это дает возможность максимального раскрытия творческого потенциала ребёнка. Развивается устная речь ребёнка, развиваются его литературные способности. Способствуя формированию универсальных учебных действий школьника, проявляя свою индивидуальность. Работа над созданием телевизионных программ, позволяет проявить себя, попробовать свои силы в разных видах деятельности — от гуманитарной до технической. И, конечно же, показать публично результаты своей работы. А все последние новости вы можете посмотреть на сайте нашей школы в рубрике ШИК и прочитать в газете "Читайка".

Ученики выступают в роли лаборантов, используя цифровые микроскопы, стереоскопический микроскоп, лабдиски и оборудование для исследований в области физики, биологии, химии, проводят интересные занятия друг для друга. Благодаря использованию цифровых технологий все измерения становятся предельно точными, а теоретические знания приобретают прикладное значение.

Если рассмотреть микроскопы XIX, ХХ века и XXI века, можно сделать вывод: сегодня происходящие вокруг перемены столь интенсивны и так стремительны, что человеку требуются особые умения, необходимые для обучения и инноваций, составные структуры инженерного мышления.

Инновационные средства обучения служат для формирования инженерного мышления, мотивируя к осознанному стремлению и получению образования по инженерным специальностям. Обеспечивая возможность получения ребенком качественного образования, способствуя формированию информационной грамотности и овладению современными информационными технологиями, качественно осуществляя подготовку школьников к осознанному выбору профессии.

Школьный МиниТехнопарк рассматривается как система профессиональных проб и практик учащихся, позволяет создать эффективную систему профориентации для учащихся, популяризировать среди школьников и их родителей востребованные инженерные и технические специальности, формирования инженерного мышления.