Помощь студентам в учебе
Формировании инженерных способностей у обучающихся основной школы посредствам стендового моделизма
|
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Теоретические основания формирования у обучающихся основной школы
инженерных способностей 7
1.1 Инженерные способности: характеристика, базовые компоненты 7
1.2 Возможности стендового моделизма для формирования инженерных
способностей 13
Выводы по главе 1 19
2 Разработка программы по стендовому моделизму 22
2.1 Структура программы по стендовому моделизму 22
2.2 Результаты апробации программы 29
Выводы по главе 2 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Теоретические основания формирования у обучающихся основной школы
инженерных способностей 7
1.1 Инженерные способности: характеристика, базовые компоненты 7
1.2 Возможности стендового моделизма для формирования инженерных
способностей 13
Выводы по главе 1 19
2 Разработка программы по стендовому моделизму 22
2.1 Структура программы по стендовому моделизму 22
2.2 Результаты апробации программы 29
Выводы по главе 2 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность исследования. Переход к инновационной экономике невозможен без инженерных кадров. В Стратегии инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 г. подчеркивается, что «важнейшим направлением инновационного развития является стимулирование инновационной активности молодежи, в том числе научно-технического творчества школьников и студентов» [1]. Таким образом, процесс развития научно-технического творчества является важнейшей составляющей современной системы образования. Развитие наукоемких технологий, создания высоко технологичных производств, восстановление и создание новых промышленных предприятий, центров технологического прорыва по приоритетным направлениям науки и техники во многом зависит от воспитания будущих инженеров.
Шматко Н.А. [45] в ходе практического исследования инженерных компетентностей проводит сравнение средних оценок компетенций обладателей ученой степени у инженеров России и ЕвроСоюза, и определяет, что уровень развития инженерных компетенций у россиян ниже, чем у специалистов ЕС. Что говорит о необходимости изучения инженерных способностей и развития их, начиная со школьного возраста.
Ряд авторов Олешков М.Ю. [32], Шматко Н.А. [45], Швецова А.А. [44], Брикалова Е.А., Еорюнова И.А., Корягина О.М. [9], Ахмедьянова Е.Ф. [6], в состав инженерных компетенций включают: профессиональные знания,работу в коллективе, личную эффективность, коммуникативность. «Современный инженер» должен одновременно сочетать в себе изобретателя и ученого, проектировщика, конструктора и технолога. Однако, способы освоения каждой из видов деятельностей различны. В данной работе уделяется внимание становлению такой составляющей инженерной компетенции как способность к конструированию.
В то же время в рамках школьного образования реализация тех или иных аспектов формирования инженерных способностей связана со значительными трудностями. Прежде всего, следует отметить слабую разработанность подходов к изучению инженерных способностей: Боровков А.И. [13], Белоновская И.Д. [7, 8], Ильин Е.П [12], Сазонова З.С., Чечеткина Н.В.Синицын Е.С. [31] описывает возможности формирования инженерных способностей через инженерные компетенции. Фазлиахмедова Р.З. рассматривает вопрос присутствия моделизма в современных профессиях. Еорбатовская Т. А., Юренкова Л. Р. [11] описывают взаимосвязь развития инженерных способностей через выполнение из подручных материалов наглядных моделей.
Авторы Кроули Э., Малмквист Й., Остлунд С. [20], Пиралова О.Ф. [23], Розов М.А. [28] предполагают, что одним из эффективных способов формирования способности к конструированию является индивидуальная работа обучающегося в кружках, направленных на работу с моделями. Ярким примером является г.Красноярск, аэрокосмический лицей, где под руководством Кольги В.В. успешно проходят такие факультативы как «Авиамоделирование» [16], «Ракетостроение» [17, 18]. В нашей работе рассмотрено создание условия для формирования инженерных способностей средствами стендового моделизма. Под стендовым моделизмом понимают «тип технического творчества, результатом которого является создание копии реальных предметов в заданном масштабе» [35].
Одной из составляющих профессиональной деятельности является коллективная работа по анализу и решению поставленных производственных задач. В связи с этим, в кружках организуется коллективная работа.
Цель исследования: разработать и апробировать программу историко-технического клуба «Стендового моделизма», направленную на формирование инженерных способностей у обучающихся основной школы.
Объект исследования: учебно-воспитательный процесс в историко-техническом клубе стендового моделизма
Предмет исследования: условия формирования инженерных способностей в учебно-воспитательный процессе в историко-технического клуба стендового моделизма
Гипотеза: формирование инженерных способностей у обучающихся основной школы посредствам стендового моделизма будет эффективно, если учтены следующие организационно-педагогические условия:
- освоение обучающимися технологических условий использования оборудования и материалов для изготовления моделей;
- использование обучающимися технологических навыков при реализации характеристик прототипов моделей, обнаруженных в процессе изучения исторических источников;
- разработка коллективного продукта (диорамы) как создание ситуации для профессиональной коммуникации;
- Презентация итогового продукта на конкурсных испытаниях.
Исходя из гипотезы и цели исследования, был сформулированы следующие задачи:
1. Охарактеризовать понятие «инженерные способности».
2. Выделить специфику и описать педагогические условия организации занятий по стендовому моделизму способствующие формированию инженерных способностей.
3. Разработать содержание и структуру программы по стендовому моделизму для учащихся основной школы, направленную на формирование инженерных способностей.
4. Апробировать разработанную программу по стендовому моделизму и описать полученные результаты
Базой исследования является Ачинский историко-технический клуб стендового моделизма, г.Ачинск
Объем и структура работы: работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка, приложений
Шматко Н.А. [45] в ходе практического исследования инженерных компетентностей проводит сравнение средних оценок компетенций обладателей ученой степени у инженеров России и ЕвроСоюза, и определяет, что уровень развития инженерных компетенций у россиян ниже, чем у специалистов ЕС. Что говорит о необходимости изучения инженерных способностей и развития их, начиная со школьного возраста.
Ряд авторов Олешков М.Ю. [32], Шматко Н.А. [45], Швецова А.А. [44], Брикалова Е.А., Еорюнова И.А., Корягина О.М. [9], Ахмедьянова Е.Ф. [6], в состав инженерных компетенций включают: профессиональные знания,работу в коллективе, личную эффективность, коммуникативность. «Современный инженер» должен одновременно сочетать в себе изобретателя и ученого, проектировщика, конструктора и технолога. Однако, способы освоения каждой из видов деятельностей различны. В данной работе уделяется внимание становлению такой составляющей инженерной компетенции как способность к конструированию.
В то же время в рамках школьного образования реализация тех или иных аспектов формирования инженерных способностей связана со значительными трудностями. Прежде всего, следует отметить слабую разработанность подходов к изучению инженерных способностей: Боровков А.И. [13], Белоновская И.Д. [7, 8], Ильин Е.П [12], Сазонова З.С., Чечеткина Н.В.Синицын Е.С. [31] описывает возможности формирования инженерных способностей через инженерные компетенции. Фазлиахмедова Р.З. рассматривает вопрос присутствия моделизма в современных профессиях. Еорбатовская Т. А., Юренкова Л. Р. [11] описывают взаимосвязь развития инженерных способностей через выполнение из подручных материалов наглядных моделей.
Авторы Кроули Э., Малмквист Й., Остлунд С. [20], Пиралова О.Ф. [23], Розов М.А. [28] предполагают, что одним из эффективных способов формирования способности к конструированию является индивидуальная работа обучающегося в кружках, направленных на работу с моделями. Ярким примером является г.Красноярск, аэрокосмический лицей, где под руководством Кольги В.В. успешно проходят такие факультативы как «Авиамоделирование» [16], «Ракетостроение» [17, 18]. В нашей работе рассмотрено создание условия для формирования инженерных способностей средствами стендового моделизма. Под стендовым моделизмом понимают «тип технического творчества, результатом которого является создание копии реальных предметов в заданном масштабе» [35].
Одной из составляющих профессиональной деятельности является коллективная работа по анализу и решению поставленных производственных задач. В связи с этим, в кружках организуется коллективная работа.
Цель исследования: разработать и апробировать программу историко-технического клуба «Стендового моделизма», направленную на формирование инженерных способностей у обучающихся основной школы.
Объект исследования: учебно-воспитательный процесс в историко-техническом клубе стендового моделизма
Предмет исследования: условия формирования инженерных способностей в учебно-воспитательный процессе в историко-технического клуба стендового моделизма
Гипотеза: формирование инженерных способностей у обучающихся основной школы посредствам стендового моделизма будет эффективно, если учтены следующие организационно-педагогические условия:
- освоение обучающимися технологических условий использования оборудования и материалов для изготовления моделей;
- использование обучающимися технологических навыков при реализации характеристик прототипов моделей, обнаруженных в процессе изучения исторических источников;
- разработка коллективного продукта (диорамы) как создание ситуации для профессиональной коммуникации;
- Презентация итогового продукта на конкурсных испытаниях.
Исходя из гипотезы и цели исследования, был сформулированы следующие задачи:
1. Охарактеризовать понятие «инженерные способности».
2. Выделить специфику и описать педагогические условия организации занятий по стендовому моделизму способствующие формированию инженерных способностей.
3. Разработать содержание и структуру программы по стендовому моделизму для учащихся основной школы, направленную на формирование инженерных способностей.
4. Апробировать разработанную программу по стендовому моделизму и описать полученные результаты
Базой исследования является Ачинский историко-технический клуб стендового моделизма, г.Ачинск
Объем и структура работы: работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка, приложений
Подводя итог проделанной нами работе следует заключить, что переход к инновационной экономике невозможен без развития наукоемких технологий, создания высоко технологичных производств, восстановления и создания новых промышленных предприятий, центров технологического прорыва по приоритетным направлениям науки [19]. Что во многом зависит от воспитания будущих инженеров. «Современный инженер» должен одновременно сочетать в себе изобретателя и ученого, проектировщика, конструктора, технолога, так же уметь работать в коллективе. Предполагается, что одним из эффективных способов формирования инженерных способности является индивидуальная работа обучающегося в кружках, направленных на работу с моделями.
Целью нашего исследования являлось разработка и апробация программы историко-технического клуба «Стендового моделизма», направленной на формирование инженерных способностей у обучающихся основной школы. Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Охарактеризовать понятие «инженерные способности».
2. Выделить специфику и описать педагогические условия организации занятий по стендовому моделизму способствующие формированию инженерных способностей.
3. Разработать содержание и структуру программы по стендовому моделизму для учащихся основной школы, направленную на формирование инженерных способностей.
4. Апробировать разработанную программу по стендовому моделизму и описать полученные результаты
1. Под инженерными способностями следует понимать сочетание индивидуальных свойств, дающих возможность человеку при благоприятных условиях сравнительно легко и быстро усвоить систему инженерных, конструкторских, технических знаний, умений, навыков профессионально важных качеств выражающихся в желании работать с техникой, на машинах, с инструментами и оборудованием, а так же умение налаживать эффективное взаимодействие внутри команды единомышленников.
2. Формирование инженерных способностей посредством стендового моделизма происходит за счет решения достижения конкретных целей с помощью технических средств, для наиболее качественного результата и характеризуется системным подходом к решению поставленной задачи. Стендовый моделизм - это тип технического творчества, результатом которого является создание копии реальных прототипов точно отображающих вид прототипа в выбранном масштабе. Модели могут объединяться в диорамы, изображающие определенную тему, что является основным ресурсом для формирования инженерных способностей, а так же в стендовом моделизме применяются разнообразные виды оборудования и материалов, знакомство с которым происходит у школьника в ходе решения инженерных задач. Создание стендовой модели напрямую влияет на понимание исторического контекста, стимулирует к поисковой деятельности, развитию коммуникативных навыков, создание модели и компоновка диорамы развивает у школьника навыки работы с чертежом, схемой, 3D объектом, масштабирование, знания пространственной геометрии, развитие пространственного мышления. Формирование инженерных способностей в ходе работы над диорамой характеризуется еще и тем, что, осознанно и целенаправленно сгенерировав идею, школьник ощущает потребность в ее конструкторской проработке, т.е. воплощении идеи в реальный проект новой техники или технологии. Работая над стендовой моделью обучающийся основной школы создает внутреннею мотивацию учения, побуждая к решению задач связанных с моделизмом.
3. С целью формирования инженерных способностей у обучающихся основной школы посредством стендового моделизма, нами была разработана программа историко-технического клуба «Стендовый моделизм». Площадкой для апробации программы стало Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Центр дополнительного образования детей» в городе Ачинске. Апробации программы проходила 2 года подряд: 2014/2015 учебный год, 2015/2016 учебный год. Апробация прошла на школьниках в возрасте 10-12 лет. Участниками программы стали учащиеся 5-6 классов. Реализация программы основана на доступности задач и заданий, предлагаемых для практической деятельности детей, имеющих начальный уровень подготовки, на сочетании индивидуальной и коллективной творческой деятельности. Форма участия в программе школьниками - очная. Финансовое обеспечение программы: ведущий клуба, Центр дополнительного образования, родители участников клуба. Программа клуба «Стендового моделизма» рассчитана на 216 академических часов. По 2 академических часа, 3 занятия в неделю.
Поэтому целесообразность создания данной программы очевидна и доказана временем: программа была успешно реализована два года подряд, по итогам реализации внесены изменения в учебный план второго года обучения, школьники принимавшие участие в работе клуба стали конкурсантами и дипломантами различных конкурсов и выставок.
Программа работы клуба стендового моделизма содержит в себе 5 основных тем: Тема №1. Вводное занятие, Тема№2. Основные понятия и графическая подготовка в конструкторско-технологической деятельности, Тема№3. Различные способы сборки деталей, Тема№4. Подготовка и отделка моделей, Тема№5. Подготовка и отделка моделей.
Методы обучения, в основе которых лежит способ организации занятий: Групповая и индивидуальная. Общение ведущего клуба со школьниками: словесное (устное изложение, беседа, объяснение); Наглядный метод (показ презентаций, иллюстраций, фото и видео материалов, показ от ведущего клуб приемов изготовления моделей, демонстрация готовых диорам и моделей).
Форма проведения занятий: практические занятия, мастер-класс (от ведущего клуб и моделистов города), выставки, беседы.
Форма аттестации участников клуба: диагностика способностей со стороны ведущего клуба (экспертная оценка), выставки моделей и диорам внутри клуба (оценка коллегами) и участие в тематических конкурсах (экспертная оценка сторонних наблюдателей). Формы отслеживания результатов: журнал посещаемости, дипломы об участии в выставках и конкурсах.
4. Полученные результаты в ходже апробации программы:
- Создан клуб «Стендового моделизма», выполнено техническое обеспечение клуба.
- Разработана и апробирована программа работы клуба «Стендового моделизма» г. Ачинск для учащихся 6-8х классов.
- Участники клуба выступают с готовыми стендовыми моделями и диорамой на выставках России и ближнего зарубежья.
В ходе участия школьников в программе клуба «Стендового моделизма» разработанного с целью формирования инженерных способностей у обучающихся основной школы посредством стендового моделизма, развиваются такие основные составляющие инженерных способностей как:
- Использование профессиональных знаний, выражающиеся в развитии: инженерного мастерства, повышении уровня знания по специальности, аналитических способностей;
- Работа в коллективе, выражающиеся через: критическую оценку собственных и чужих идей, использование способностей коллег, поиске компромиссных решений;
- Личная эффективность, выражающиеся через: продуктивную работу в коллективе, функционирование в условиях стресса, изложение своих мыслей и отстаивание собственной точки зрения;
- Коммуникативность: владение компьютером и Интернетом, составление отчетов, записок, других документов, представление аудитории результатов работы.
Формирование инженерных способностей у обучающихся основной школы посредствам стендового моделизма проходит эффективно за счет следующих организационно-педагогических условий:
- Освоение обучающимися технологических условий использования оборудования и материалов для изготовления моделей;
- Использование обучающимися технологических навыков при реализации характеристик прототипов моделей добытых в ходе исторических действий;
- Разработка коллективного продукта (диорамы) как создание ситуации для профессиональной коммуникации;
- Презентация итогового продукта на конкурсных испытаниях.
Следовательно, высказанная в начале нашего исследования гипотеза полностью подтверждена.
Результаты проведенного нами исследования были доведены до сведения руководства «Центр дополнительного образования детей» в городе Ачинске, программа принята к исполнению и успешно проводить так же в этом учебном году. Результаты исследования, полагаем, будут полезны в дальнейшей деятельности по развитию знанию о формировании инженерных способностей у обучающихся основной школы посредством стендового моделизма. Проведенное нами исследование может быть расширено и дополнено, за счет привлечения к исследованию учащихся из других городов, и клубов инженерного мастерства, что позволит избежать ошибок связанных с особенностями выборки.
Целью нашего исследования являлось разработка и апробация программы историко-технического клуба «Стендового моделизма», направленной на формирование инженерных способностей у обучающихся основной школы. Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Охарактеризовать понятие «инженерные способности».
2. Выделить специфику и описать педагогические условия организации занятий по стендовому моделизму способствующие формированию инженерных способностей.
3. Разработать содержание и структуру программы по стендовому моделизму для учащихся основной школы, направленную на формирование инженерных способностей.
4. Апробировать разработанную программу по стендовому моделизму и описать полученные результаты
1. Под инженерными способностями следует понимать сочетание индивидуальных свойств, дающих возможность человеку при благоприятных условиях сравнительно легко и быстро усвоить систему инженерных, конструкторских, технических знаний, умений, навыков профессионально важных качеств выражающихся в желании работать с техникой, на машинах, с инструментами и оборудованием, а так же умение налаживать эффективное взаимодействие внутри команды единомышленников.
2. Формирование инженерных способностей посредством стендового моделизма происходит за счет решения достижения конкретных целей с помощью технических средств, для наиболее качественного результата и характеризуется системным подходом к решению поставленной задачи. Стендовый моделизм - это тип технического творчества, результатом которого является создание копии реальных прототипов точно отображающих вид прототипа в выбранном масштабе. Модели могут объединяться в диорамы, изображающие определенную тему, что является основным ресурсом для формирования инженерных способностей, а так же в стендовом моделизме применяются разнообразные виды оборудования и материалов, знакомство с которым происходит у школьника в ходе решения инженерных задач. Создание стендовой модели напрямую влияет на понимание исторического контекста, стимулирует к поисковой деятельности, развитию коммуникативных навыков, создание модели и компоновка диорамы развивает у школьника навыки работы с чертежом, схемой, 3D объектом, масштабирование, знания пространственной геометрии, развитие пространственного мышления. Формирование инженерных способностей в ходе работы над диорамой характеризуется еще и тем, что, осознанно и целенаправленно сгенерировав идею, школьник ощущает потребность в ее конструкторской проработке, т.е. воплощении идеи в реальный проект новой техники или технологии. Работая над стендовой моделью обучающийся основной школы создает внутреннею мотивацию учения, побуждая к решению задач связанных с моделизмом.
3. С целью формирования инженерных способностей у обучающихся основной школы посредством стендового моделизма, нами была разработана программа историко-технического клуба «Стендовый моделизм». Площадкой для апробации программы стало Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Центр дополнительного образования детей» в городе Ачинске. Апробации программы проходила 2 года подряд: 2014/2015 учебный год, 2015/2016 учебный год. Апробация прошла на школьниках в возрасте 10-12 лет. Участниками программы стали учащиеся 5-6 классов. Реализация программы основана на доступности задач и заданий, предлагаемых для практической деятельности детей, имеющих начальный уровень подготовки, на сочетании индивидуальной и коллективной творческой деятельности. Форма участия в программе школьниками - очная. Финансовое обеспечение программы: ведущий клуба, Центр дополнительного образования, родители участников клуба. Программа клуба «Стендового моделизма» рассчитана на 216 академических часов. По 2 академических часа, 3 занятия в неделю.
Поэтому целесообразность создания данной программы очевидна и доказана временем: программа была успешно реализована два года подряд, по итогам реализации внесены изменения в учебный план второго года обучения, школьники принимавшие участие в работе клуба стали конкурсантами и дипломантами различных конкурсов и выставок.
Программа работы клуба стендового моделизма содержит в себе 5 основных тем: Тема №1. Вводное занятие, Тема№2. Основные понятия и графическая подготовка в конструкторско-технологической деятельности, Тема№3. Различные способы сборки деталей, Тема№4. Подготовка и отделка моделей, Тема№5. Подготовка и отделка моделей.
Методы обучения, в основе которых лежит способ организации занятий: Групповая и индивидуальная. Общение ведущего клуба со школьниками: словесное (устное изложение, беседа, объяснение); Наглядный метод (показ презентаций, иллюстраций, фото и видео материалов, показ от ведущего клуб приемов изготовления моделей, демонстрация готовых диорам и моделей).
Форма проведения занятий: практические занятия, мастер-класс (от ведущего клуб и моделистов города), выставки, беседы.
Форма аттестации участников клуба: диагностика способностей со стороны ведущего клуба (экспертная оценка), выставки моделей и диорам внутри клуба (оценка коллегами) и участие в тематических конкурсах (экспертная оценка сторонних наблюдателей). Формы отслеживания результатов: журнал посещаемости, дипломы об участии в выставках и конкурсах.
4. Полученные результаты в ходже апробации программы:
- Создан клуб «Стендового моделизма», выполнено техническое обеспечение клуба.
- Разработана и апробирована программа работы клуба «Стендового моделизма» г. Ачинск для учащихся 6-8х классов.
- Участники клуба выступают с готовыми стендовыми моделями и диорамой на выставках России и ближнего зарубежья.
В ходе участия школьников в программе клуба «Стендового моделизма» разработанного с целью формирования инженерных способностей у обучающихся основной школы посредством стендового моделизма, развиваются такие основные составляющие инженерных способностей как:
- Использование профессиональных знаний, выражающиеся в развитии: инженерного мастерства, повышении уровня знания по специальности, аналитических способностей;
- Работа в коллективе, выражающиеся через: критическую оценку собственных и чужих идей, использование способностей коллег, поиске компромиссных решений;
- Личная эффективность, выражающиеся через: продуктивную работу в коллективе, функционирование в условиях стресса, изложение своих мыслей и отстаивание собственной точки зрения;
- Коммуникативность: владение компьютером и Интернетом, составление отчетов, записок, других документов, представление аудитории результатов работы.
Формирование инженерных способностей у обучающихся основной школы посредствам стендового моделизма проходит эффективно за счет следующих организационно-педагогических условий:
- Освоение обучающимися технологических условий использования оборудования и материалов для изготовления моделей;
- Использование обучающимися технологических навыков при реализации характеристик прототипов моделей добытых в ходе исторических действий;
- Разработка коллективного продукта (диорамы) как создание ситуации для профессиональной коммуникации;
- Презентация итогового продукта на конкурсных испытаниях.
Следовательно, высказанная в начале нашего исследования гипотеза полностью подтверждена.
Результаты проведенного нами исследования были доведены до сведения руководства «Центр дополнительного образования детей» в городе Ачинске, программа принята к исполнению и успешно проводить так же в этом учебном году. Результаты исследования, полагаем, будут полезны в дальнейшей деятельности по развитию знанию о формировании инженерных способностей у обучающихся основной школы посредством стендового моделизма. Проведенное нами исследование может быть расширено и дополнено, за счет привлечения к исследованию учащихся из других городов, и клубов инженерного мастерства, что позволит избежать ошибок связанных с особенностями выборки.