Система инженерного образования в школе

Обновлено: 02.07.2024

Почему наши соотечественники предпочитают ездить на иномарках? Почему в своем окружении вы не найдете пользователей отечественных смартфонов? Почему российские наручные часы, еще лет 40 назад успешно экспортировавшиеся за границу, сегодня далеко отстали от продукции швейцарского часпрома.

Ответ на все подобные “почему” прост: за последние десятилетия страна существенно подрастеряла свои инженерно-конструкторские кадры, не создав принципиальных условий для их восполнения. Результат – отставание от стран-конкурентов по множеству отраслей, где требуются высокопрофессиональные конструкторы и инженеры. А требуются они во всех сферах, где речь идет о разработке и промышленном изготовлении чего бы то ни было – от предметов мебели до военной и космической техники.

В наши дни осознание ситуации пришло, и стали приниматься системные меры по ее исправлению. Понятно, что в данном случае все должно начинаться с образования, ибо нельзя получить первоклассного инженера “из воздуха”. Цепочку воспитания соответствующих кадров нужно протянуть от школы через инженерные вузы к высокотехнологичным инновационным предприятиям.

Так в сентябре 2015 г. под эгидой Департамента образования г. Москвы стартовал проект “Инженерный класс в московской школе”, имеющий главной целью подготовку компетентных специалистов, необходимых экономике города и востребованных на современном рынке труда (аналогичным проектам был дан ход и в регионах). Одним из участников проекта стала Гимназия №1519.

Спустя год после старта

2015/2016 учебный год стал весьма динамичным в части продвижения проекта “Инженерный класс в московской школе”. Около ста школ столицы влились в проект, открыли в общей сложности более двухсот инженерных классов, охвативших около 4.5 тысяч учащихся. К концу года более 130 новых школ заявили о своем желании участвовать в проекте. В реализации проекта участвуют 16 федеральных технических вузов, являющихся опорными площадками для профориентационной работы с учащимися инженерных классов. Формируется пул предприятий-партнеров проекта из различных отраслей промышленности. Знакомство с работой реальных высокотехнологичных предприятий должно послужить эффективному “погружению” учащихся в инженерную сферу.

В июне 2016 года в Москве на площадке МГТУ им. Н.Э. Баумана состоялся Международный конгресс “SEE-2016. Наука и инженерное образование”. В работе Конгресса приняли участие представители российских и зарубежных университетов и научно-промышленных предприятий, потенциальных работодателей, отечественных школ. Конгресс был сконцентрирован на повышении эффективности инженерного образования в современных условиях, а обмен опытом с зарубежными коллегами позволил выявить пока еще не реализованные возможности и слабые места в деле возрождения отечественного инженерного потенциала.

Побывав на Конгрессе SEE-2016 и будучи куратором инженерных классов в Гимназии №1519, мне бы хотелось поделиться своими наблюдениями за текущей ситуацией, поразмышлять о возникших и ожидаемых трендах, предложить свой взгляд на использование имеющегося потенциала для дальнейшего продвижения проекта в нашей гимназии.

“Хотим готовенького”

Как показало общение на Конгрессе, часть российских предприятий и вузов все еще исходят из представления, что для воспитания профессионального инженера достаточно адаптации вузовских программ под потребности предприятий, нуждающихся в инженерных кадрах. Результатом такого подхода является “недоученность” выпускников вузов до требуемого уровня. Отечественные эксперты считают, что горизонт воспитания инженера составляет примерно семь лет, из чего следует, что начало этому воспитанию должно быть положено уже в школе. Открытие инженерных классов и активная позиция вузов – участников проекта в построении эффективного взаимодействия с профильными школами и внедрении отдельных форм инженерной подготовки уже начиная со старших классов, отвечают этой потребности.

В Гимназии № 1519 открыто два инженерных класса (10-й и 11-й) и так называемый “предынженерный” 9-й, учащиеся которого также вовлекаются в соответствующие профориентационные мероприятия и получают расширенную подготовку по профильным предметам (физика, математика, информатика). К моменту окончания учащиеся этого класса в подавляющем своем большинстве выбирают профильное техническое направление в старшей школе. Зачисление в 10-й и 11-й инженерные классы происходит на основе анализа интегрированных образовательных результатов учащихся по профильным предметам, результатов проектно-исследовательской работы и научно-технического творчества.

Гимназия №1519 заключила договоры о сотрудничестве с МИЭМ НИУ ВШЭ и МГТУ им. Н. Э. Баумана. Партнерство с данными вузами обеспечивает учащимся широкий круг разнообразных инженерно-образовательных возможностей, включая профориентационные лекции, спецкурсы, лабораторные работы, мастер-классы, летнюю инженерную практику на базе университетских кафедр, научно-образовательных центров и лабораторий.

А надо бы еще раньше

Можно констатировать, что понимание необходимости начала воспитания будущих инженеров уже со школы охватывает все больше сторонников и становится практически необратимым. При этом сравнение с зарубежным опытом показывает, что за границей вовлечение школьников в инженерную деятельность происходит гораздо раньше, чем у нас – уже с младших классов.

Что ты умеешь на самом деле?

Важный тезис, разделяемый инженерным и образовательным сообществом: пока человек не начнет делать что-либо своими руками, его инженерные познания иллюзорны. Вот почему практически все участники движения по возрождению инженерного потенциала страны подчеркивают исключительное значение проектно-исследовательской деятельности школьников и студентов. Понимая важность данного фактора и опираясь на положения ФГОС второго поколения, необходимо придать проектно-исследовательской деятельности статус обязательного компонента подготовки школьников. Вероятно, такой подход также превратится в тренд в ближайшие годы.

Представляется, однако, что не все способы организации проектно-исследовательской деятельности учащихся равноценны и эффективны. На мой взгляд, можно выделить три уровня организации такой деятельности:

Речь идет о проектах, придуманных в домашних или школьных условиях. Руководителями таких проектов являются родители ребенка или учитель. С одной стороны, это позволяет выделить активных детей, повысить их мотивацию, набраться минимального исследовательского опыта. С другой стороны, недостатки этого способа весьма существенны: за такими работами, как правило, не стоит столь важных организационных ресурсов, как производственная база и научный потенциал руководителя. Соответственно, подобные проекты, в большинстве своем, почти не имеют прикладного значения и перспектив серьезной дальнейшей разработки.

“Базовый” (на текущий момент)

Этот уровень предполагает выполнение проектов на вузовских площадках под руководством вузовских специалистов и научных работников. В этих условиях к услугам школьника, выполняющего проект – и разнообразное оборудование, и научный опыт руководителя, позволяющий поставить действительно актуальную и перспективную задачу, и возможность дальнейшего продвижения выполненной разработки, если она этого заслуживает. Данный уровень отвечает современным представлениям о проектно-исследовательской деятельности учащихся инженерных классов и предусматривается большинством договоров о сотрудничестве между вузами, участвующими в проекте, и профильными школами. В основном, именно на такую форму проектно-исследовательской деятельности в настоящее время существует запрос со стороны участников (школ, вузов, предприятий), занятых в деле возрождения инженерной профессии.

Прорывным шагом вперед в развитии проектно-исследовательской деятельности стало бы формирование групп, состоящих из студентов и школьников, участвующих в выполнении конкретных проектов на конкретных предприятиях, представляющих наукоемкие и инновационные отрасли. Такой подход дал бы максимальную степень погружения будущих инженеров в профессию, обеспечил бы несомненное прикладное значение их работе, а также перспективу внедрения выполненных разработок в практику. Мотивация учащихся в такой модели достигала бы наивысшего уровня.

В разрезе проектно-исследовательской деятельности задачей №1 нашей гимназии является максимальный охват учащихся этой деятельностью на уровне не ниже “базового” и придание ей статуса обязательного компонента подготовки школьников. Помимо этого, мы намерены предпринять усилия, чтобы внедрить в гимназии модель “высшего” уровня.

Можешь ли ты “продавать”?

На Конгрессе SEE-2016 интересная дискуссия развернулась на тему: должен ли инженер одновременно быть предпринимателем, чтобы уметь коммерциализировать свои идеи и разработки, находить для них инвесторов, “пробивать” им дорогу в жизнь? Участники сошлись во мнении, что такая двойная роль – “инженер-предприниматель” – это, скорее, идеальная модель, и ее нельзя возводить в ранг стандарта. Хотя, если инженер, не в ущерб своему профессионализму, тем или иным способом овладеет навыками предпринимателя, то это можно только приветствовать.

Разумным решением являются созданные в различных вузах факультеты и кафедры, готовящие специалистов по продвижению инженерных разработок. И хотя акцент в проекте “Инженерные классы” делается не на комерциализации инженерных разработок, а на овладении собственно инженерной профессией, определенная профориентационная работа, связанная с инженерным бизнесом, не была бы лишней. Во всяком случае, школьнику, нацеленному на профессию инженера, полезно заранее представлять себе, что созданный инженером прототип чего-либо, пусть даже очень перспективного и востребованного, – это не финал процесса, а лишь старт целого комплекса специальных бизнес-мероприятий, выводящих разработку в жизнь.

В этой связи, возникает следующая идея: занимаясь продвижением инженерных классов в широком смысле, можно найти полезное место в этом процессе и для части учащихся классов социально-экономического профиля. Во всяком случае, опыт нашей гимназии показывает, что учащиеся этих классов проявляют интерес к направлению “Инженерный бизнес и менеджмент”. Представляется, что вовлечение классов социально-экономического профиля во взаимодействие с соответствующими факультетами и кафедрами вузов не только не “нагружает” избыточно проект “Инженерные классы”, но и разумно дополняет его в силу сказанного выше о разделении ролей собственно инженера и предпринимателя, продвигающего инженерные разработки в жизнь.

IT – без них никуда!

По меткому замечанию одного из докладчиков SEE-2016, современные самолет, ракета и многие другие образцы техники – это, во многом, IT-изделия. В том смысле, что существенной их частью являются управляющие ими программно-аппаратные комплексы. Что уж говорить о “чистых” IT-сервисах, полностью состоящих из собственно программ и представляющих собой огромное поле деятельности. И тут всплывает еще одна проблема – нехватка не только инженеров в классическом понимании этого слова, но и острая нехватка высококлассных программистов. Очередное подтверждение этому было дано на проходящем в июне – августе Всероссийском молодежном образовательном форуме “Территория смыслов”, а именно – на открывшейся 13 июля 2016 г. третьей смене “Молодые ученые и преподаватели в области IT”.

Таким образом, данная проблема также заслуживает того, чтобы заниматься ею уже начиная со школы. Обращаясь вновь к теме проектно-исследовательской деятельности, уместно “обогатить” ее содержание IT-проектами и создавать условия для получения школьниками практики программирования, участия в реальных проектах автоматизации процессов на предприятиях в составе проектных групп.

На совещании 30 июня 2016 г. о планах развития проекта “Инженерный класс в московской школе” на 2016/17 год Департамент образования г. Москвы проинформировал о том, что уже формируется пул предприятий-партнеров из IT-отрасли, которые включатся в профориентационную работу со школьниками. Вероятно, мы увидим еще один тренд – увеличение доли учащихся инженерных классов, сориентированных на работу в IT-сфере и выбирающих для поступления соответствующие вузы и кафедры.

Заключение

Понимание, учет и реагирование на имеющиеся и возникающие тренды в любом сегменте образования, в частности, в рамках реализации проекта “Инженерный класс в Московской школе”, есть необходимое условие эффективной подготовки учащихся.

Проект “Инженерный класс в московской школе” создаёт условия для расширения сетевого взаимодействия между общеобразовательными организациями, организациями высшего профессионального образования и научно-производственными предприятиями. Объединение ресурсов участников проекта открывает перед школьниками новые реальные пути в профессию инженера.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

ЦЕЛИ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Обращение современной педагогики к проблеме качества профессионального образования в экономически наиболее развитых странах отражает как либерально-демократические, так и сугубо прагматические тенденции настоящего периода существования человеческого сообщества. Противоречивость развития образования обусловлена различным видением перспектив развития общества, экономики и Человека. Эти противоречия особенно остро проявляются в инженерном образовании, обеспечивающем через подготовку специалистов связь научного знания с производством и экономикой.

Темпы развития промышленных технологий таковы, что эмпирически формируемая система профессиограмм и соответствующая ей система знаний, умений и навыков нередко безнадежно устаревают еще до завершения профессионального образования. Жизненный цикл технологий по продолжительности сопоставим, а в некоторых отраслях производства меньше продолжительности подготовки инженера. Профессиональное образование как социальная подсистема должно в таком же темпе изменять содержание образования. Но этого недостаточно; специалист должен быть способен к самообразованию, к поддержанию и возвышению своей квалификации в будущем. Существенно изменились также условия профессионального взаимодействия по уровню ответственности и последствий возможных рисков, по неоднозначности постановки задач, по требуемому темпу освоения и использования знания и новых технологий.

Самоуправление деятельностью включает в себя такие составляющие, как постановка и принятие цели, учет значимых условий деятельности, контроль, оценка и коррекция процесса и продуктов деятельности. В результате не только становится возможной адаптация к внешним изменениям, но и стимулируется внутренняя направленность на изменение и совершенствование. Согласно классификации А. К. Марковой это соответствует профессиональному производительному труду (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Схема соотношения компонентов образования, уровня деятельности и вида ООПД на различных этапах развития современного инженерного образования

Существуют две основные концепции развития и стратегического управления интеллектуально-человеческим потенциалом (Ю. Ветров, Т. Майборода). Согласно универсалистской концепции, принятой в США, имеется принципиальная возможность построения обобщенных эффективных моделей для решения утилитарных задач.

Эта концепция ориентирует на дедуктивную логику, не учитывает контекста региональных, социальных, культурных и других различий. Принятая в Европе контекстуальная концепция ориентирована на индуктивную методологию; предметом индукции в ней выступают указанные различия. Эта концепция исключает возможность общего для всех закона развития, а для принятия решений считает достаточным учитывать статистически выявленные тенденции.

Приходится констатировать, что фактически все представления о дальнейшем развитии профессионального образования опираются на статистические данные, на анализ тенденций. Несмотря на неизменные утверждения о гуманистической направленности развития современного общества образование рассматривается через призму требований эффективности и конкурентоспособности производства.

Развитие профессионального образования и развитие общественного производства взаимообусловлены. Соответственно развитие современного профессионального образования может быть представлено пятью этапами (О.В. Долженко):

— этап рецептурного знания соответствует состоянию общественного производства, при котором время существования технологии существенно больше времени жизни человека; обучение осуществляется в процессе производства как передача рецептурных знаний;

— этап научности соответствует созданию новых средств в рамках неизменных технологий; образование осуществляется на основе вариативной системы научных знаний;

— этап фундаментальности соответствует состоянию производства, при котором время существования технологии соизмеримо с продолжительностью профессиональной жизни; с помощью активных и традиционных методов обучения формируется система деятельности, обеспечивающая адаптацию к изменяющимся условиям; в инженерной педагогике для этого этапа характерен деятельностный подход к образованию и формированию профессиональных умений;

— этап методологизации соответствует состоянию производства, при котором за время профессиональной жизни происходит неоднократное качественное изменение технологий; образование должно быть ориентировано на формирование способности преобразовывать свою профессиональную деятельность на основе методологии исследования, проектирования, управления с учетом социально значимых целей;

— этап гуманитаризации характеризуется переходом к формированию личностных качеств будущего специалиста, которые в преобладающей степени становятся показателями его профессиональной зрелости.

Считается, что в настоящее время некоторые отрасли производства экономически наиболее развитых стран могут быть удовлетворены только таким образованием, которое соответствовало бы этапу методологизации и этапу гуманитаризации.

Профессиональное образование рецептурного этапа служит основой репродуктивной деятельности, для которой характерны воспроизведение необходимой информации по памяти и действия по инструкции или предписанию, исполнительность и дисциплинированность работника. Это соответствует действиям по готовой конкретной полной (ГКП) ориентировочной основе профессиональной деятельности (ООПД). Качество рецептурного образования может быть определено с высокой степенью однозначности, в частности, с помощью системы тестов.

На этапе научности профессиональное образование обеспечивает подготовку квалифицированных работников, способных решать производственные задачи на уровне модернизации существующих технологии и техники на основе научного знания и использования аналогов, прототипов. Это соответствует действиям на основе готовых обобщенных полных (ГОП) ООПД некоторой укрупненной отрасли науки и техники, например, механики и машиностроения, радиофизики и радиотехники. Качество образования, соответствующее этапу научности, может быть определено по качеству решения типовых задач модернизации техники и технологии, т.е. на основе анализа качества проектов модернизации. Достижение этого уровня должно подтверждаться документом о квалификации.

Фундаментальность необходима, если решение профессиональных задач невозможно без использования знаний или участия специалистов разных отраслей технологии и техники. В этом случае преобразование технологии и техники осуществляется на основе известного знания, но при использовании новых принципов организации, проектирования, управления и т.п. Это соответствует действиям на основе совокупности ГОП ООПД различных отраслей знания. Технологии инженерного образования на основе фундаментального знания оказались эффективными, по крайней мере, для таких отраслей, которые определяли развитие энергетики и обороноспособности во второй половине XX в.

К сожалению, фундаментальное знание в инженерном образовании для менее динамичных отраслей свелось к формальному решению; естественно-научные и математические дисциплины остались слабо связанными с будущей инженерной деятельностью. Неслучайно за рубежом, особенно в США, предпринимались и предпринимаются попытки свернуть фундаментальную подготовку инженеров для таких отраслей, заменяя научное содержание инженерного образования сугубо прагматическим и обосновывая это, в частности, наличием информационных и компьютерных технологий.

Адаптивная деятельность и деятельность более высокого уровня всегда сопряжена в той или иной степени с проектированием продукта, процесса или средства. Это позволит определить, какому иерархическому уровню в системе человеческой активности соответствует минимально допустимый профессиональный уровень выпускника с инженерным образованием (табл. 2.4).

Уровни активности субъекта проектирования

Уровень активности

Постановка задачи проектирования

ООПД, критерии эффективности

Самостоятельное видение проблем, постановка задач

Новые эффекты Экологические критерии

Новые принципы Эргономические критерии

Заданы функции и основные параметры объекта

Системно-техническое проектирование может быть эффективным, если при решении задачи создания новых технических средств использованы ранее неизвестные принципы. Основным ограничением являются эргономические критерии, т.е. требование соответствия технического средства психическим и физическим возможностям человека управлять этим средством.

При адаптивном проектировании постановка задачи осуществляется извне, с указанием функций и основных параметров объекта.

При соблюдении экологических и эргономических ограничений эффективность принимаемых решений оценивается с помощью технико-экономических критериев.

К методологическому знанию профессионалы обращаются, если нет эффективных решений ни на уровне фундаментального, ни научного, ни рецептурного знания. Необходима активность на уровне не ниже адаптивно-эвристической деятельности, обеспечивающей продуктивные технологические и технические решения на основе использования новых физических и иных эффектов. Это соответствует созданию самостоятельной обобщенной полной (СОП) ООПД на основе преобразования известных специалистам ГОП ООПД. Но возрастает риск неудачи.

Вероятно, в современных условиях высококвалифицированного специалиста, не способного действовать в условиях осознаваемого риска и, следовательно, не ориентированного на достижение успеха в профессиональной деятельности, нет оснований считать профессионалом.

Каковы личностные качества, характерные для профессионала? Естественно, что система личностных качеств профессионала должна включать в себя качества, необходимые для исполнительного, квалифицированного и совместного организованного труда. Но, кроме того, для него должны быть характерны:

— высокий уровень мотивов и ориентация на успех профессиональной деятельности (как личной, так и совместной);

— уверенность в своих способностях, в эффективности научного знания, в возможности и полезности ожидаемого результата и т.п.;

— развитое воображение, позволяющее предвидеть облик будущих состояний объектов, а также возможные ошибки и риски;

— способность находить эффективные решения при недостаточной полноте знания и информации.

Едва ли можно считать обоснованным стремление предъявить столь высокие требования ко всем выпускникам высшего профессионального образования, тем более массового. (Напомним, что по экспертным оценкам не более 20% нынешних студентов попадут в ядро будущей экономики.)

В ситуации массового высшего образования можно обеспечить готовность к квалифицированному и совместно организованному труду, т.е. уровень адаптивной деятельности на основе известного знания и известных принципов исследования, проектирования, организации и управления.

Подсистема академического образования совместно с научно- исследовательскими, проектными организациями и производствами должна решать задачи, требующие участия профессионалов. Только эта подсистема образования (естественно, при определенных социально-экономических условиях) может обеспечить становление качеств, необходимых для осуществления деятельности более высокого уровня, уровня профессионала.

Естественно, что методы, организационные формы, правовые и этические нормы, которыми руководствуются участники образовательного процесса, различны в разных подсистемах образования. Но главная цель одна — стимулировать становление личностных качеств, необходимых для жизни и деятельности. Проблема разрешается через создание и распространение соответствующих образовательных технологий как согласованного целенаправленного взаимодействия участников (государства, органов управления образованием, заинтересованных организаций, педагогов и учащихся) в изменяющихся социально-экономических условиях.

Заметим, что новые технологии, методы, способы принимаются производством, если они оказываются экономически более эффективными на прежнем или несколько повышенном уровне качества продукции. Создание и внедрение новых технологий может побуждаться также требованием потребителя обеспечить качество продукции существенно более высокого уровня. В первом случае проблема решается модернизацией существующих технологических процессов и техники, т.е. новационно , без качественного изменения производства. Во втором случае новый уровень качества, как правило, достигается существенным преобразованием всех элементов производства (организационно-управленческого, технического, кадрового), т.е. инновационно. Нереально полагать, что инновационные преобразования возможны в результате изменения только некоторых элементов производства (например, в результате установки нового оборудования, повышения квалификации кадров или использования экономических стимулов). Заметим также, что обычно реализуется не один проект, а выпуск продукции на основе существующих технологий продолжается еще в течение некоторого периода времени.

Конечный результат инновационных преобразований не очевиден. Новые технологии могут оказаться слишком затратными или эффективными только в специфических условиях, что ограничивает их применение. Примером такого решения может служить дистанционное образование инженеров и врачей. Реально уровень качества может оказаться ниже ожидаемого, планируемого, как это имело место при внедрении телевидения в процесс обучения. Более того, неизвестно, какие именно нововведения действительно окажутся инновационными. Выбор должен осуществляться на основе экспертных оценок эффективности вариантов профессионалами высокого уровня различных отраслей науки и производства.

Инновационное развитие инженерного образования тормозится и объективными, и субъективными факторами, среди которых:

— неопределенность социальных и экономических последствий как для общества в целом, так и для системы профессионального образования;

— неопределенность перспектив развития других подсистем образования, особенно общего образования;

— определение целей инженерного образования на уровне намерений, что не позволяет диагностировать, достигнут ли желаемый результат, и дать объективную оценку предлагаемых образовательных технологий.

Дети в современных условиях развиваются очень быстро, как и все сферы нашей деятельности, и задача ранней профориентации школьников заслуживает самого пристального внимания. Неслучайно развитию уроков технологии и дополнительному образованию детей решено уделять самое пристальное внимание — это фактически национальный проект на ближайшие 3−5 лет. Особо следует отметить создание инженерных классов на базе общеобразовательных школ и российское движение JuniorSkills, вовлекающее ребят от 10 до 17 лет в Мир Техники. Последнее претендует выйти на мировой уровень после проведения соревнований профессионального мастерства WORLDSKILLS в Казани в 2019 году.

На данный момент практической отлаженной модели инженерного класса нет — все пока в поиске.

Основные проблемы ранней профориентации школьников, на наш взгляд, следующие:

нет устоявшихся направлений подготовки детей, в том числе по возрастам;
нет примерных образовательных программ по каждому направлению подготовки;
нет понимания в оснащении классов для обеспечения учебного процесса;
и главное — нет преподавателей этих направлений, как и системы их подготовки.

Наша компания — Дидактические Системы — одна из немногих, кто системно работает в этом направлении. Как результат — мы официальный партнер движения JUNIORSKILLS и ведем три высокотехнологичных компетенции — работа на токарных станках с ЧПУ, фрезерных станках с ЧПУ и электромонтаж в двух возрастных группах — 10+ и 14 +. Не менее 3 раз в год мы обеспечиваем региональные и всероссийские соревнования JUNIORSKILLS соответствующим оборудованием и экспертами. Нами разработаны методики подготовки ребят и преподавателей, учебные пособия и практические задания для учащихся. Большое внимание мы уделяем развитию направлений роботизации и промышленной автоматики, тем областям знаний, которые имеют значение для современной промышленности, а значит и для профориентации школьников. На нашем оборудовании и по нашим методикам работают школьники в Казани и Альметьевске, Калининграде и Липецке, Чебоксарах и Москве. Подали заявки на оснащение школы из Улан-Удэ, Новосибирска, Якутска

Базовые направления подготовки учащихся в инженерных классах

При выборе направлений школьной профориентации мы исходим из того, что уроки технологии, как и инженерные классы, должны сформировать у ребят базовые технические знания о современных промышленных производствах. Это позволит учащимся получить представление о единстве мира техники и в дальнейшем определить собственные предпочтения в выборе профессии.

На наш взгляд, такие конкретные виды деятельности, как судо- и авиамоделизм, квадрокоптеры, автодело, фото следует изучать в рамках кружковской деятельности и центрах детского технического творчества.

Итак, базовыми направлениями для инженерных классов являются:

Черчение;
Компьютерные технологии;
Компьютерная графика;
CAD/CAM системы и работа на станках с ЧПУ;
3D-прототипирование;
Литейные технологии;
Основы промышленной автоматики и робототехники;
Основы Электроники и электротехники;
Электромонтаж;
Био- и сельхозтехнологии.

Каждое из этих направлений подразумевает получение определенного комплекса знаний, умений и навыков. Например:

Подготовка преподавателей по базовым направлениям

Таким образом, наши компании готовы предложить комплексный проект, разработанный с учетом многолетнего опыта повышения квалификации и переподготовке педагогов и работников промышленных предприятий. Кроме того, предлагаемая нами концепция инженерного класса основана на изучении самого современного учебного оборудования, как отечественного, так и зарубежного, а также технологий для общего и профессионального образований. Тем самым мы вместе обеспечим переход школьников на новый уровень подготовки, основанный на формировании у них системы знаний, умений и навыков, позволяющей осознанно сделать выбор технической профессии и дальнейшей профессиональной образовательной траектории.

Ключевые слова: инженерное образование, гуманитаризация инженерного образования, метапредметность инженерного образования.

Мы родились в материальном мире и практически с момента рождения пытаемся его изменить под себя. Мы настолько привыкли к этому, что простые, каждодневные задачи по преобразованию окружающего пространства решаются нами на бытовом уровне. Мы называем их техническими или даже инженерными.

Другим аспектом грамотных инженерных решений является учёт накопленного человечеством опыта и на этой основе определение точных целей и планирование действий для достижения результата. Творчество без обозначенных заранее целей и случайные пути движения к результату не относятся к понятию инженерные.

Насколько же ситуация в нашей школе соответствует вызовам времени в рассматриваемом контексте? Рассмотрим подробно положения ФГОС НОО как одного из основных документов, регламентирующих образовательную деятельность. Это позволит нам определить ключевые задачи пропедевтической подготовки школьников начальных классов к инженерному образованию. Как следует из нижеприведённого анализа, в личностных и метапредметных требованиях к результатам содержатся вполне конкретные пересечения с инженерной направленностью:

Адаптация в современном мире неразрывно связана с личностным и профессиональным самоопределением. ФГОС НОО в этом положении даёт вполне чёткие указания к началу инженерного образования в понимании его как одного из основных направлений в формировании компетенций будущего, поскольку современный мир слишком динамичен для делегирования этого в среднюю и, тем более, старшую школу.

В данном положении идёт речь о формировании навыков командной работы – вида совместной деятельности группы людей, направленной на скорейшее достижение поставленной задачи. Значение командной работы в современном мире трудно переоценить – сейчас перед нами стоят настолько сложные вопросы, что их решение возможно только в коллективном творчестве. Это в полной мере относится и к инженерной сфере.

Думается, нет необходимости разбирать подробно приведённые выше положения – их все можно рассматривать как характеристику требований к формированию инженерных навыков. Остановимся лишь на определяющих моментах: п.2 и п.8 – творчество и поиск – это прямые задачи области инженерного проектирования и конструирования; п.3 – изначальная постановка задачи и самые эффективные способы её реализации – это свойство инженерного подхода; п.4 и п.5 – анализ и систематизация проделанной работы, выводы на будущее из успешных или не очень результатов, наработка опыта и не повторение ошибок – это стандартные этапы инженерной деятельности; п.10 – инженерия основана на логических выводах и причинно-следственной связи явлений; п.11 и п.12 – компетенции командной работы, без которой сегодня немыслим ни один технический проект; п.14 – поскольку инженер взаимодействует с объектами материального мира, создавая или модифицируя их, он должен чётко понимать их суть и особенности; п.16 – сегодня, как никогда ранее проявляется теснейшая связь между материальным и информационным: владеть программными инструментами (информационная составляющая) для создания материальных объектов современный инженер обязан в совершенстве.

Примечательно, что почти полный набор заложенных в документе метапредметных результатов, что показывает приведённая выше цитата, можно отнести к инженерному образованию, это позволяет рассматривать его как универсальное и общекультурное образование, во всяком случае, в начальной школе.

В предметных требованиях ФГОС НОО по таким традиционно техническим предметам, как математика и технология, мы видим следующую картину: все пункты по математике [10, с.8] и половину по технологии (с 4-го по 6-ой) [10, с.10] можно с полным правом отнести к инженерным.

Кроме того, в последнее время образовательные организации всё большее внимание уделяют техническому творчеству детей. Это могут быть как внеклассные занятия, так и кружковая деятельность. Родители школьников так же поддерживают такие шаги. Преподавание 3D моделирования, работа на 3D принтерах и на лазерном оборудовании в начальной школе в этой связи может как нельзя лучше сказаться на актуализации полученных на уроках математики и технологии знаний, перевод их в умения и навыки как технического профиля, так и универсальные.

Рис. 1. Задание TIMSS 2015 для 4-х классов по математике.

Здесь перед нами задача деления окружности, которая очень часто встречается при 3D моделировании объёмных фигур и построении чертежей.

Рис. 2. Задание TIMSS для 4-х классов по математике (демонстрационный вариант тетради Д2 по материалам исследования TIMSS 2011 года, 2015 г.).

Данное задание представляет собой типичный тест на пространственное мышление для определения инженерных способностей ребёнка.

Рис. 3. Пример задания PISA на математическую грамотность (по материалам международного исследования образовательных достижений учащихся PISA 2003 года, 2012 г.).

Мы видим пример абсолютно инженерной задачи как теста навыков практического применения математических знаний.

Текущая действительность всё более и более чётко определяет роль инженера в развитии общества как одну из ведущих. Но инженер ближайшего будущего это не только конструктор объектов материального мира без обязательных требований к пониманию влияния этих новшеств на сам мир вокруг, без необходимости гармонично встраивать свои творения в существующую реальность, как это было в ХХ веке и ранее. Инженер должен будет обладать значительно более широким знаниями, нежели только технические. И не только знаниями, но и моральными убеждениями и нравственными принципами, поскольку уровень развития технической мысли приближается к тому рубежу, когда инженер будет создавать не просто предметы потребления или отдельные технологии, а преобразовывать целые сектора экономики и связанные с этим условия и образ жизни общества.

Поэтому в современных условиях подготовку такого специалиста необходимо рассматривать взаимосвязанно с позиции воспитания духовно-нравственной, профессионально-трудовой и гражданской культуры человека [7], а это прямая задача общеобразовательной школы в целом и начальной её ступени в первую очередь, как определяющей направления дальнейшего учебного процесса.

Ustinov V. Yu.
graduate student of 1 course of the Moscow City University, Moscow

Annotation. The article defines the concept of «engineering education”, discusses the possibility of teaching basic engineering knowledge in primary school in the courses of subjects mathematics and technology, metasubject engineering education and its humanitarization, shows the connection of the engineering aspect with the tasks of testing tools for assessing the quality of education TIMSS and PISA, emphasizes the most important role of upbringing in the training of an engineer.
Keywords: engineering education, humanitarization of engineering education, metasubject of engineering education.

Читайте также: