Публикация. Практико-ориентированные задачи для формирования инженерного мышления у старшеклассников. Камалетдинов Александр Шамилевич

Практико-ориентированные задачи для формирования инженерного мышления у старшеклассников

Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Практико-ориентированные задачи для формирования инженерного мышления у старшеклассников
Автор: Камалетдинов Александр Шамилевич

Формирование инженерного мышления старшеклассников средствами математики в урочной и внеурочной деятельности В настоящее время важнейшим условием развития экономики страны является обеспечение высокого качества инженерно-технического образования. Эту проблему, от решения которой зависит будущее России, неоднократно озвучивал президент РФ.На её решение ориентирует и правительство нашего округа. Мне представляется актуальной задача формирования ИМ у старшеклассников, а значит, у будущих представителей трудового сообщества.Не секрет, что сегодня в технические вузы приходят абитуриенты со слабо сформированными техническими и исследовательскими способностями и с недостаточным уровнем школьной подготовки по фундаментальным дисциплинам. Я всё больше убеждаюсь, что современным молодым людям недостаточно видеть и использовать что-то, разработанное и придуманное кем-то. Современное поколение хочет участвовать в разработках, творить, конструировать и главное - видеть и оценивать результаты своей деятельности. Таким образом, возникает противоречие- между социальным заказом, личностной мотивированностью школьников и отсутствием системной учебно-методической работы по формированию инженерного мышления в процессе обучения математике.Как я, школьный учитель математики и информатики, работающий как в среднем звене, так и в профильном классе старшей школы, формирую инженерное мышление? Живя и работая в округе, являющемся крупнейшим нефтедобывающим районом государства и мира, невозможно оставаться в стороне от тех процессов, которые определяют приоритеты развития Югры. У меня есть возможность работать и быть классным руководителем в профильном Роснефть-классе. Корпоративная система непрерывного образования «школа-вуз-предприятие», реализуемая компанией Роснефть, предопределяет основы системы моей работы, целью которой является формирование инженерного мышления в профильных классах на уроках математики и во внеурочной деятельности.Методологические основы моего опыта представлены на слайде:Из существующих в науке определений инженерного мышления мне ближе следующее: ИМ – это системное творческое техническое мышление, реализуемое в творческой деятельности и позволяющее видеть проблему целиком, с разных сторон, видеть связи между ее частями. Выделенные в нем компоненты являются ценностно-значимыми и приоритетными в моей деятельности.Инженерное мышление - понятие интегральное и многокомпонентное. Это активная форма творческого мышления. Думаю, можно вывести формулу инженерного мышления: На слайд знания, умения, опыт плюс способность к самостоятельной работе, находчивость, изобретательность, творческий подход, ответственность, умение анализировать, прогнозировать. Специфика инженерной деятельности требует развития логического, пространственно-образного, творческого, интегрированного мышления. А готовы ли к этому дети? Входящая диагностика проводилась в 9 классе в рамках предпрофильной подготовки. Отобранный мной диагностический инструментарий представлен на слайде. Естественно, что мы также использовали методы наблюдения и проблемной беседы – со школьниками и их родителями. Результаты диагностики показывают, что низкий уровень сформированности ИМ преобладает над высоким. В частности, особые затруднения вызвал тест механической понятливости Беннета, который выявил слабое развитие конструкторских способностей выпускников основной школы.Процесс формирования ИМ не может не быть технологичным. Свою систему работу выстраиваю в урочной деятельности на основе технологий проблемного и проектного обучения и современных ИКТ; во внеурочной деятельности – на основе технологии проектов Методический инструментарий также разнообразен.Мой опыт убеждает, что наиболее эффективными являются методы математического моделирования и решение практико-ориентированных задач. Естественно, одно с другим очень связано: решение подобных задач немыслимо без математического моделирования.Замена реального объекта или процесса его математической моделью и последующее её изучение, на мой взгляд, - основа основ инженерного мышления. Задача на матем. моделированиеНекоторые процессы которые описывает математическое моделирование представлены в моих публикациях. СлайдУчащиеся профильного РН-класса погружены в систему нефтедобывающей промышленности, поэтому в тесном сотрудничестве со специалистами данной отрасли мной классифицированы практико-ориентированные задачи по темам учебно-методического комплекта.К примеру, предлагаю: На слайд: Рассчитать массу песка, необходимого для создания насыпного острова. Глубина моря 2 км. Площадь поверхности для нефтяной вышки (верхнего основания) 1 км2. Нижним основанием является квадрат и длина его стороны 5 км. Плотность гравия 1500 кг/м3.Такие задачи формируют у учащихся инженерные способности и интегрированное, творческое, гибкое мышление.Система урочной деятельности обогащается внеурочной: это классные часы с участием специалистов отрасли, экскурсии на производство, использование лаборатории ООО «Юганскнефтегаз» при выполнения исследовательских работ, командообразующие тренинги, фестивали и мн.др. Нужна схема на слайд Социальные партнеры РодителиПри реализации программ внеурочной деятельности «Алгебра плюс: элементарная алгебра с точки зрения высшей математики», «Рациональные алгебраические уравнения и неравенства» ориентация на формирование ИМ остается приоритетной. На слайд УМК, программа внеурочной Особое место отводится организации проектно-исследовательской деятельности школьников, без которой невозможно в полной мере развивать инженерное мышление. Несмотря на то, что исследовательская работа учащихся всегда являлась для меня приоритетным направлением педагогической деятельности, и мои ученики их выполняли и успешно представляли, сегодня вижу необходимость в разработке новой программы внеурочной деятельности для старшеклассников, которым в соответствии с ФГОС среднего общего образования предстоит разрабатывать и защищать исследовательские проекты по профильным предметам или же межпредметные проекты. Последние, на мой взгляд, будут предпочительными, так как они будут направлены на формирование интегрального творческого мышления. В связи с этим продуманы темы возможных исследовательских проектов (на слайд)В 10 классе ведется системная работа по формированию представлений о сложных математических моделях. Успешность этой работы подтверждается

показателями промежуточной диагностики сформированности ИМ,

результатами анкетирования с целью выявления заинтересованности предметом в 10 классе

а также результативностью участия старшеклассников в олимпиадах различных уровней, в том числе и олимпиадах вузов страны, конкурсах исследовательских и проектных работ.

Промежуточная диагностика в 10 классе показывает, что на низком уровне остается -32,8%, на среднем находятся -45,1%, высокого достигают -22,1%Тест Беннета вызывает затруднения и в 10 классе (как это видно в сравнительной таблице)Исходящая диагностика (11 класс) демонстрирует снижение процента детей с низким уровнем сформированности ИМ и повышение процента с высоким и средним уровнями.Результаты анкетирования на выявление заинтересованности предметом показывают увеличение числа детей, которые называют предмет математика среди наиболее интересных, отмечают его практическое значение в жизни, чего не наблюдалось при входной диагностике.Возросло количество учащихся, принимающих участие в олимпиадах, в том числе межпредметных: в Многопрофильной инженерной олимпиаде «Звезда» по профилю «Нефтегазовое дело» и комплексам предметов «Техника и технологии», «Элетроэнергетика», «Естественные науки», в олимпиаде Санкт-Петербургского горного университета «Гранит науки».Выпускники профильного РН-класса успешно сдают ЕГЭ по профильным предметам и показывают высокий процент поступления в технические вузы России на бюджетные места. Мои воспитанники создают исследовательские проекты, участвуют в различных конференциях. Халиков Руслан, уч-ся 11 класса, представлял на научно-практической конференции Уфимского государственного нефтяного технического университета проект «Защита WiFI сетей посредством VPN» и стал победителем. Он принимал участие и в Ломоносовских чтениях, где занял призовое место.Куликов Максим, уч-ся 10 класса, занял 2 место на научно-практической конференции «5-элемент» с проектом «WEB-дизайн сайтов для медицинских учреждений».Хочу также отметить, что мои ученики, ныне студенты, создают исследовательские проекты, претендующие на патент. Например, студент БашГУ Фазуллин Ильнур совместно с преподавателем разрабатывает проект для компании «БашХим». Студент Иннополиса Валеев Айдар, который в 11 классе был призером заключительного этапа ВсОШ по информатике, сегодня занимается вопросами программирования беспилотного автомобиля компании «Яндекс». Апробированная в течение 7 лет педагогическая система позволяет успешно формировать и развивать ИМ старшеклассников, а значит я - как Учитель будущего - причастен к решению глобальных задач государственного и регионального значения.Спасибо за внимание! Рад ответить на Ваши вопросы.Результаты входного анкетирования. ( дата)Результаты промежуточного анкетирования (дата).Приложение 1Критериями оценки сформированности компонентов инженерного мышления являются:

технический;

продуктивный; – коммуникативно-групповой.

К уровням сформированности инженерного мышления относятся: низкий уровень – продуктивный (алгоритмический); средний уровень – эвристический; высокий уровень – творческий. Для выявления уровня сформированности инженерного мышления мы использовали диагностический инструментарий [Шпалинский, В.В. Психология менеджмента / В.В. Шпалинский. – М.: УРАО, 2003. – 184 с.]:

тест невербальной креативности Э. Торренса «Закончи рисунок», предназначенный для диагностики студентов и взрослых;

тест механической понятливости Беннета;

тест вербальной креативности Э. Торренса.

Также мы использовали методы наблюдения и беседы. Разработка шкалы измерения по показателям. При построении шкалы мы руководствовались математическим расчетом путем оценки каждого критерия [Яковлев, Е.В. Педагогическое исследование: содержание и представление результатов / Е.В. Яковлев, Н.О. Яковлева. – Челябинск: РБИУ, 2010. – 317 с.]. Уровень сформированности инженерного мышления каждого учащегося рассчитывался по формуле средней арифметической. Полученное значение сопоставлялось со шкалой для определения уровня сформированности инженерного мышления (табл. 2). Таблица 2 Шкала уровней сформированности инженерного мышленияПредставим уровни сформированности инженерного мышления (начальный срез) в виде диаграммы (см. рисунок).Уровни сформированности инженерного мышления на начальном этапе.Уровни сформированности инженерного мышления на начальном этапе.Сравнительная таблицаДиаграмма уровня сформированности инженерного мышленияПриложение 2Анкетирование на выявление заинтересованности предметом.Вопросы и ответы1. Под цифрой 1 запишите учебный предмет наиболее интересный для вас. Строчкой ниже, под цифрой 2, запишите второй, а под цифрой 3 (на следующей строчке) – третий, интересующий вас предмет.2. Рядом с названными предметами, укажите оценку по этому предмету, за полугодие и поставьте буквы, которые указывают на основные причины интереса к выбранным вами учебным предметам:а) интересен по своему содержанию;б) интересно преподается;в) имеет большое практическое значение в жизни;г) побуждает к самостоятельному поиску;д) необходим для поступления в ВУЗ;е) необходим для выбранной профессии;ж) легко дается;з) уважаю учителя;и) доброжелательные отношения на уроке;к) другие причины (укажите какие).3. Под цифрами 4,5, 6 запишите учебные предметы, которые вас не интересуют. Цифрой 4 отметьте самый неинтересный для вас учебный предмет и т.д. (форма записи такая же как в задании 1).4. Рядом с названными предметами, укажите оценку по этому предмету, за полугодие и поставьте буквы, которые указывают на основные причины интереса к выбранным вами учебным предметам:а) неинтересен по своему содержанию;б) неинтересно преподается;в) не имеет большое практическое значение в жизни;г) не побуждает к самостоятельному поиску;д) не нужен для поступления в ВУЗ;е) не нужен для выбранной профессии;ж) у меня он запущен, трудно дается;з) не уважаю учителя;и) недоброжелательные отношения на уроке;к) другие причины (укажите какие).

Мы используем Cookies для улучшения работоспособности сайта, анализа использования данных. Наш сайт также использует сервис веб-аналитики Яндекс Метрика, предоставляемый ООО «ЯНДЕКС», с использованием файлов cookie для анализа пользовательской активности.
Продолжая пользоваться сайтом, Вы даете свое согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с Политикой сайта в отношении персональных данных. Вы можете запретить обработку Cookies в настройках браузера.