Формирование инженерного мышления у детей младшего школьного возраста.
статья по информатике

Луценко Татьяна Владимировна

ГОУ ВО МО «Государственный социально-

гуманитарный университет» г. Коломна, РФ

nivtulog2007@yandex.ru

Формирование инженерного мышления у детей младшего школьного возраста.

Аннотация: Актуальность развития инженерного образования обусловлена тем, что государству нужны люди, умеющие принимать неординарные технические решения. Техническая инженерная сфера деятельности многогранна, направлена в самые разные сферы нашей жизнедеятельности. Младшие школьники имеют особенности мышления у них активно выражена его динамика, что позволяет формировать инженерное мышление.

Ключевые слова: инженерное мышление, динамика мышления, уровни сформированности, развитие инженерного мышления.

 «Техническая, творческая инженерная деятельность — это гамма пропорций, мешающих делать плохо и помогающая делать хорошо».

 А. Эйнштейн

Актуальность развития инженерного образования обусловлена тем, что государству нужны люди, умеющие принимать неординарные технические решения, способные мыслить творчески в сфере создания технических средств и технологий. А добиться всего этого можно с помощью формирования инженерного мышления, начиная с младшего школьного возраста. Современный инженер должен уметь создавать цепочку: исследование – конструирование – технология – изготовление – доведение до конечного потребителя – обеспечение эксплуатации. Большинство исследователей считают, что инженер – это тот человек, который живет настоящим, учитывает прошлое и предвидит будущее. «Инженер» (от латинского ingenium) – изобретательность, способность, острая выдумка, талант, гений, знание. [1]

Техническая инженерная сфера деятельности многогранна, направлена в самые разные сферы нашей жизнедеятельности. Современная среда технико-технологическая, она очень разнообразна и способствует формированию таких специалистов.

Александр Григорьевич Асмолов отмечает, что в настоящее время и дети, и взрослые сталкиваются с рядом трудностей. По его мнению, сейчас наблюдается отставание родителей и учителей от детей. Существуют недетские страхи взрослых перед технологиями. Происходит девальвация ценностей в жизни в мире компьютерных игр. Мир меняется быстрее, чем система образования, готовящая к жизни в нем. По его же мнению, взрослые отвечают за страхование рисков детства.

Технологический компонент образовательной среды существует в каждой школе. Это и материалы для конструирования и манипулирования, и компьютерные обучающие программы, и аудио-видеоматериалы, а также много другое.

Инженерное мышление – вид познавательной деятельности, направленный на изучение и освоение закономерностей техники и технологии.

Главное в инженерном мышлении – решение конкретных производственных задач, дающих наиболее экономичный, эффективный и качественный результат.

Инженерное мышление включает в себя различные виды мышления. Оно должно опираться на хорошо развитую творческую фантазию и включать логическое, творческое, наглядно-образное, практическое, теоретическое, техническое, пространственное и другие виды мышления. (Сазонова З.С., Чечеткина Н.В.)

Особенности мышления младших школьников. Младшие школьники вместо выделения общего обычно указывают на различие объектов, поскольку за операцией различения стоит наглядно-образное и наглядно-действенное мышление. Происходит переход от наглядных форм мышления к словесно- логическому обобщению.

У младших школьников возникает операция обобщения, которая принимает форму выделения общих признаков.

Сопоставляя вещи, явления, их свойства, сравнение вскрывает их свойства и различие. Выявляя сходства одних и различия других вещей, сравнение приводит к их классификации.

Классификация производится по какому-либо признаку, который оказывается присущим каждому предмету данной группы.

Динамика мышления. Мышление первоклассников конкретное, опирается на наглядные образы и представления. Несформированность мыслительной деятельности приводит к фрагментарному усвоению знаний. Поэтому необходимо развивать основные мыслительные действия и приемы:

- сравнение;

- выделение существенных и несущественных признаков;

- обобщение;

- определение понятия;

- выведение следствия и т. п.

Новообразования к 3–4 классу:

- анализ;

- внутренний план действий;

- рефлексия.

Развитие мышления. Развитие мышления происходит через игры, упражнения, задания.

Лабиринты. При решении лабиринтов происходит развитие наглядно-образного мышления, внимания, самоконтроля.

Задачи со спичками. Тренируют логическое мышление, смекалку, комбинаторные способности, умение увидеть условие задачи с неожиданной стороны.

Загадки. Загадки помогают развивать образное и логическое мышление, умение выделять существенные признаки и сравнивать, тренируют быстроту и гибкость ума, сообразительность, способность находить оригинальные решения.

Для того, чтобы формировалось инженерное мышление, важно, чтобы человек умел мыслить. Необходимо формировать логическое мышление. Инженерное мышление можно считать частным случаем инновационного мышления, при котором акцент ставится на мышлении, проявляющемся в деятельности только с техническими объектами, тогда как инновационное мышление проявляется в деятельности с любыми объектами, в том числе и социальными системами.

«Замечательное чувство – знать, что ты сам строишь мир». (Айзек Азимов) В начальной школе закладываются первые «кирпичики» инженерного мышления.

Структура инженерного мышления.

1. Техническое мышление – умение анализировать устройство и принцип работы технических объектов.
2. Конструктивное мышление – умение строить модели решения поставленной проблемы или задачи.
3. Исследовательское мышление – определение новизны в задаче, умение сопоставить с известными классами задач, умение аргументировать свои действия, полученные результаты и делать выводы.
4. Экономическое мышление – рефлексия качества процесса и результата деятельности. (Е.А. Дума) [3]

Уровни сформированности инженерного мышления.

Различают три уровня сформированности инженерного мышления:

1. Низкий уровень – учащийся владеет необходимым минимумом информационно-технологических знаний.
2. Средний уровень – учащийся владеет большей частью необходимого минимума информационно-технологических знаний.
3. Высокий уровень – характеризуется широким кругозором, выходящим за рамки специальности. (Дума Е. А.) [4]

Развитие инженерного мышления.

Развитие инженерного мышления можно осуществлять через познавательные задачи [5]. Необходимо научить детей:

• описывать признаки предметов, слов, чисел;
• узнавать предметы по заданным признакам;
• определять различные и одинаковые свойства предметов, слов, чисел;
• выделять существенные признаки предметов;
• сравнивать между собой предметы, слова, числа;
• обобщать;
• классифицировать слова, числа;
• определять последовательность событий;
• судить о противоположных явлениях;
• определять отношения между предметами типа род – вид, часть – целое т. д.;
• давать определения тем или иным понятиям;
• развивать мыслительные операции анализа и синтеза;
• развивать речь, находчивость сообразительность.

Развитие инженерного мышления можно осуществлять через:

• Нестандартные дидактические средства: блоки Дьенеша, палочки Кюизинера (в процессе разнообразных действий с логическими блоками (разбиение, выкладывание по определенным правилам, перестроение и др.) дети овладевают различными мыслительными умениями, к их числу относятся умения анализа, абстрагирования, сравнения, классификации, обобщения, кодирования-декодирования, а также логические операции «не», «и», «или». В специально разработанных играх и упражнениях с блоками у малышей развиваются элементарные навыки алгоритмической культуры мышления, способность производит действие в уме).
• Дидактические игры и задания на смекалку.
• Игры на составление плоскостных изображений предметов, животных, птиц, домов, кораблей из специальных наборов геометрических фигур. «Танграм», «Пентамино», «Волшебный круг», «Головоломка Пифагора», «Колумбово яйцо».
• Задачи-шутки («умственная гимнастика», уточняют и закрепляют представления детей о числах, об отношениях между ними, о геометрических фигурах, временных и пространственных отношениях).
• Головоломки (целесообразно использовать при закреплении представлений детей о геометрических фигурах, их преобразовании).
• Загадки используются, когда наблюдается снижение умственной активности детей.
•  Занимательные задачи. В задачах разной степени сложности занимательность привлекает внимание, активизирует мысль, вызывает устойчивый интерес к предстоящему поиску решения. Любая математическая задача на смекалку несет в себе определенную умственную нагрузку, которая чаще всего замаскирована занимательным сюжетом, внешними данными, условиями задачи.

Примеры задач-шуток для детей младшего школьного возраста:

• Как можно одним мешком пшеницы наполнить два пустых мешка, таких же, как и мешок, в котором находится пшеница? (Надо один из пустых мешков вложить в другой, а затем насыпать в него пшеницу)
• У бабушки Даши есть внучка Маша, кот Пушок, собака Дружок. Сколько у бабушки внуков? (Одна внучка Маша)

Логические загадки для детей младшего школьного возраста:

• 4 крыла, а не бабочка. Крыльями машет, а ни с места. Что это такое? (Ветряная мельница)
• Имеет 4 зуба. Каждый день появляется за столом, а ничего не ест. Что это? (Вилка)

Занимательные задачи для детей младшего школьного возраста:

• На дереве сидят 4 птицы: 2 воробья, остальные вороны. Сколько ворон?
• На столе лежало 4 яблока. Одно из них разрезали пополам и положили на стол. Сколько яблок на столе? (4)

В начальной школе дети обучаются по дополнительным образовательным программам «ПервоРобот» (легоконструирование), «ПиктоМир», «ПервоЛого». На всех этих занятиях происходит формирование инженерного мышления. На ПервоРоботе ребята конструируют, программируют, анализируют и презентуют свои проекты, на ПиктоМире происходит развитие алгоритмического мышления, на ПервоЛого создают первые мультфильмы, в которых программируют объекты с помощью определенных команд.

Педагог знакомит детей со структурой деятельности:

• Помогает определять замыслы (что мы будем строить?),
• Мотивы деятельности (зачем, для чего и для кого будем строить?),
• Выбирать подходящие материалы для конструирования (из чего будем строить?),
• Создавать постройку адекватным способом – предложенным педагогом (по частичному показу, модели, схеме, фотографии, описанию) или выбранным самостоятельно,
• Завершать работу,
• Обыгрывать постройку и в игре анализировать ее качества (соответствие замыслу, функциональность, устойчивость, привлекательность),
• Выбирать способ презентации своей постройки.

При решении прикладных задач детьми и взрослыми научные знания внедряются в различные области практики. Необходимость рассмотрения техники решения текстовых задач обусловлена тем, что умение решать задачу является высшим этапом в познании математики и развитии учащихся. С помощью текстовой задачи формируются важные общеучебные умения решения, связанные с проверкой полученного результата и, наконец, развитием речи учащегося.

Решение задач способствует развитию логического и образного мышления, а следовательно, способствует развитию инженерного мышления.

«Культурный компетентный взрослый ведет за собой развитие ребенка» (Выготский Л. С.) Трудно не согласиться со словами Льва Семеновича. В современном образовании необходимо им следовать и развивать инженерное мышление у каждого младшего школьника.

Литература.

1. ФГБНУ "Институт стратегии развития образования РАО" (instrao.ru)

2. Статья Формирование инженерного мышления у учащихся начальных классов путём исследовательской деятельности (infourok.ru)

3. 03Ryabova2.pdf (uspu.ru)

4. Дума Е.А. Уровни сформированности инженерного мышления / Е.А. Дума, К.В. Кибаева, Д.А. Мустафина, Г.А. Рахманкулова, И.В. Ребро // Успехи современного естествознания. – 2013. – № 10 . – с. 143-144.

5. Выготский Л. С. История развития высших психических функций. // Выготский Л. С. Психология. - М., 2002.