Воспитание инженерного мышления на уроках информатики

Старикова Александра Сергеевна

МАОУ «Гимназия №2», г. Балаково, Саратовская область

Учитель информатики

Воспитание инженерного мышления на уроках информатики

К началу XXI века произошла виртуальная революция. Одним из элементов, на который она повлияла, является Федеральный Государственный образовательный стандарт. Согласно Государственной программе «Информационное общество» (2011 – 2020 годы) создание глобального информационного пространства обеспечивает доступ к мировым информационным ресурсам, эффективное информационное взаимодействие людей, удовлетворение потребностей в информационных продуктах и услугах и много другое.

Нас стали окружать умные вещи, был введен термин «интеллект вещей». Это и умный дом, и умный холодильник и так далее. Что же тогда человек может предложить миру? Что еще ждать от инженерного мышления?

Вспомним прошлое: калькулятор, техника 80-х годов. Тогда была подготовлена гордость инженерного образования, так как присутствовала внутренняя мотивация программирования. Обращаю ваше внимание на то, как мы подходили к решению различных задач, мотивации их решения, а не наличие техники как таковой.

Инженерное мышление – это вид познавательной деятельности, направленной на исследование, создание и эксплуатацию новой высокопроизводительной и надежной техники, прогрессивной технологии, автоматизации и механизации производства, повышение качества продукции. Для инженерного мышления необходимо понимание социальных потребностей в новых технических средствах и технологии производства, уметь формировать инженерные задачи и их решения, проектировать, внедрять и обеспечивать функционирование технических средств. В инженерном мышлении должны присутствовать методы кибернетики, системотехники, компьютерных наук, специфические языки математики, логики, семиотики, инженерной графики, социально-технические нормы, правила и стандарты.

Как сформировать инженерное мышление? Изучим с точки зрения психологических исследований. Что характерно для инженерного мышления? Существует множество теорий, остановимся на деятельностной теории мышления. В.В.Давыдов представляет теоретическое доказательство в своей книге «Деятельностная теория мышления», именно данную теорию развития обучения рекомендует нам ФГОС. В.В. Давыдов пишет: «Развитие мышления осуществляется путем присвоения человеком общественно выработанных способов мышления, т.е. путем интериоризации».

По характеру решаемых задач виды мышления можно классифицировать на теоретическое и практическое. В то время как научное (теоретическое) мышление использует в своей работе аналогию, сравнение, обобщение, рефлексию, инженерно-конструкторское мышление – анализ, синтез, моделирование. В то время как научное ищет идеи, гипотезы, теории, научные факты, инженерно-конструкторское – ищет новую технологию, разрабатывает, внедряет и обслуживает её. Как пишет Б.М. Теплов в книге «Ум полководцев», «Большинство психологов предпочитают описывать «мышление вообще», а не исследовать подробно ум полководцев, инженера или музыканта».

Модель структуры интеллекта стала исходной точкой к бурному развитию исследований и разработок в области креативности во всем мире. Остановимся на операционных категориях, которые имеют дивергентное продуцирование или конвергентное продуцирование. Дивергентное мышление применяется для решения проблем и задач, поиска множества решений одной и той же проблемы. Конвергентное мышление использует предварительно усвоенные алгоритмы решения определенной задачи, то есть, дана инструкция по последовательности и содержанию операций по решению этой задачи.

Таким образом, вся традиционная школьная система образования относится к конвергентному мышлению. То есть задачи, которые даются ученикам, изначально предполагают наличие правильного ответа. Реальная жизнь идет не по правилам, не всегда есть однозначные ответы, как, например, в компьютерных тестах, когда нажатие на кнопки дает вполне конкретный результат. Чтобы двигаться вперед, нужно развивать дивергентное мышление, которое опирается на воображение, когда на один вопрос может быть несколько ответов, что и является условием порождения оригинальных идей.

И, конечно, у учителя также должно быть развито дивергентное продуцирование. Зачем? Ответ дат Ю.А. Конаржевкий: «Урок развивающего обучения! Это одно из интереснейших, и я бы сказал, новых явлений в педагогической жизни. Это явление даже не ХХ, а скорее XXI века! Это необычный Феномен нашей школьной действительности! Для учителя урок развивающего обучения – это вдохновение плюс расчет! Такой урок достаточно сложен для проектирования, ибо он основывается на гипотетическом знании возможностей своих учащихся, но еще более сложен в процессе осуществления проекта, т.к. его ход и эффективность во многом зависят от того, как поведут себя дети, ибо главными работниками урока являются они …».

Проанализировав всё вышесказанное, можно сделать вывод, что на уроках информатики необходимо:

Внедрять инженерные задачи (например, при изучении устройства компьютера в 7 классе предлагается задача из доступных элементов собрать работающий компьютер, или создать небольшую локальные сеть разными способами и т.д.);

Внедрять задачи с несколькими вариантами ответов; например, задача в 5 классе:«Волк, коза и капуста». На берегу реки стоит крестьянин с лодкой, а рядом с ним находятся волк, коза и капуста. Крестьянин должен переправиться сам и перевезти волка, козу и капусту на другой берег. Однако в лодку кроме крестьянина помещается либо только волк, либо только коза, либо только капуста. Оставлять же волка с козой или козу с капустой без присмотра нельзя – волк может съесть козу, а коза капусту. Как должен вести себя крестьянин? Решение:

Внедрять дискуссионную форму урока, когда дети предлагают несколько вариантов решения поставленной задачи (изучение темы «Линейные алгоритмы» в 6 классе предлагает детям самостоятельно составить алгоритм «Как надуть шарик» (некоторые предлагают использовать легкие человека, некоторые насос), «Как сделать бутерброд» и т.д.).

Большое внимание стоит уделить внеурочной деятельности по информатике:

Создание технических проектов (построение роботом, используя LEGO);

Инженерные олимпиады для школьников;

Чемпионаты по спортивному программированию.

Сегодня нужно воспитывать таких инженеров, которые способны конструировать новые технологии, а не копировать то, что было. Не догонять, а опережать.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/197135-vospitanie-inzhenernogo-myshlenija-na-urokah-