Введение 3
Глава I. Дидактические основы формирования инженерного мышления учащихся средствами информационно-коммуникационных технологий в процессе обучения в общеобразовательной школе 8
1.1 Мышление и специфика инженерного мышления 8
1.2 Использование средств информационно-коммуникационных технологий
для формирования мышления учащихся 18
1.3 Методический анализ проблемы формирование инженерного мышления в общеобразовательных школах средствами информационно -
коммуникационных технологий 27
Глава 2. Методика формирования формирование инженерного мышления у учащихся в процессе обучения информатики в общеобразовательной школе 30
2.1 Диагностичные цели как необходимые условия формирования
инженерного мышления учащихся в процессе обучения информатики 30
2.2 Принципы основания и критерии для отбора содержания и видов
деятельности, обучающихся при формировании инженерного мышления учащихся в процессе обучения информатики 34
2.3 Мониторинг уровня сформированности инженерного мышления
учащихся 36
Глава 3. Организация проведения и результаты опытно поисковой работы для оценки уровня сформированности инженерного мышления учащихся в процессе обучения информатики 45
3.1 Общие сведения об организации эксперимента 45
3.2 Организация и проведение констатирующего, обучающего и
контрольного этапов опытно-поисковой работы 50
3.3 Основные выводы их анализ и интерпретации по результатам опытно -
поисковой работы 58
Заключение 60
Список литературы 63
В дни современного общества инженерно-техническая деятельность принимает все более многогранное значение. Задачи по применению и внедрению научных разработок, повышение качества в научных исследованиях и открытиях ставят в наше время инженерно-техническую деятельность на передний план экономики и культуры. Прогресс профессионального мышления инженеров подразумевает процесс формирования задач, совокупность всех проблем и возможностей применения не только в одном смысле конкретного слова, но и также в осознании инженерной деятельности в целом, её значение и решение в более масштабном плане.
В России, в настоящее время, некоторые промышленные регионы испытывают дефицит кадров. В Уральском федеральном университете проводились исследования причин этого. Были выявлены следующие основные причины: нежелание студентов ВУЗов идти на предприятия, низкая мотивация овладения инженерными специальностями и несоответствие молодых специалистов требованиям работодателя. [55]. Все это позволяет сформулировать важную задачу воспитания современных инженеров, знающих производство, имеющих характерные знания по своему профилю и готовых работать в производственных условиях.
В связи с этим интерес к развитию инженерного мышления осуществляется со стороны Президента Российской Федерации, так в Уральском регионе указом губернатора Свердловской области утверждена комплексная программа «Уральская инженерная школа», целью которой стало обеспечение условий для подготовки кадров в масштабах и с качеством, полностью удовлетворяющим текущим и перспективным потребностям экономики региона. Важным условием для подготовки высококвалифицированного инженерно-технического персонала является создание комплекса мероприятий по изучению предметов естественнонаучного цикла и последующему выбору рабочих профессий технического профиля. На этапе довузовской подготовки актуально говорить о развитии инженерного мышления в образовательной деятельности общеобразовательных учреждений.
Актуальность исследования. В современном информационном обществе, претерпевающем серьезные изменения во всех его сферах, востребуется самостоятельная личность, обладающая системными знаниями и способная применять эти знания в практической деятельности. Решение глобальных проблем современности и разработка высоких информационных технологий возможны при наличии определенного стиля мышления.
Личность, обладающая развитым инженерным мышлением, может не только обеспечить себе достойное место в обществе, но и способствовать его прогрессу. В связи с этим к образованию предъявляются высокие требования в части формирования творческой активности учащихся, которая откроет выпускникам учебных заведений возможность порождать новые способы и виды деятельности, входить впервые для них в профессиональные сферы и, в случае необходимости, переориентировать направленность своего труда. Это означает, что в основе преподавания будет лежать не просто трансляция информации, а «обучение мышлению».
Таким образом, выявляется противоречия между потребностью общества в высококлассных инженерах для высокотехнологичных производств и отсутствием необходимой подготовки таких личностей; потребностью общества в технической, активной, самостоятельно мыслящей личности и недостаточной научной обоснованностью педагогических условий и средств воспитания; между необходимостью целенаправленного формирования и развития инженерного мышления учащихся в современной информационно образовательной среде и отсутствием соответствующих педагогических программ, обеспечивающих формирование такого мышления с использованием средств информационно-коммуникационных технологий.
Следует отметить, что проблема формирования инженерного мышления ставилась и решалась такими учеными (Е.А. Дума, С.В. Комаров, И.Г. Липатникова, З.С. Сазонова, Н.В. Чечеткина, Д.А. Мустафина, В.М. Никитаев, П.В. Зуев, И.Н. Семенова, А.В. Слепухин). Было признано, что формирование и развитие инженерного мышления человека может осуществляться не столько под влиянием условий воспитания и повседневной жизни, а сколько в процессе целенаправленных занятий с помощью активных методов обучения (A.A. Гин, С.И. Гин, Н.И. Дереклеева, М.И. Меерович, Л.И. Шрагина и др.).
Реализовать активные (а также интерактивные) методы обучения в информационном обществе позволяет применение информационно - коммуникационных технологий (ИКТ) в качестве современного инструментария педагогической деятельности. Внедрение информационных технологий в учебный процесс образовательных учреждений позволяет актуализировать педагогический аспект их воздействия на проектирование, моделирование и управление образовательными процессами.
Соответствующее изменение содержания обучения позволяет модернизировать учебные программы, оптимизировать методы обучения, что обеспечит повышение эффективности совместной учебной
деятельности преподавателя и обучаемого.
В настоящем исследовании под инженерным мышлением будем понимать мыслительный процесс, направленный на обеспечение деятельности с техническими объектами, а так же отражением связей и отношений между объектами в окружающей действительности в процессе обучения информатики. Вопросам формирования инженерного мышления посвящены работы Дума Е.А. «Уровни сформированности инженерного мышления»; Комарова С.В. «Инженерное мышление как творческий познавательный процесс»; Сазоновой З.С., Чечеткиной Н.В. «Развитие инженерного мышление - основа повышения качества образования»;
Мустафиной Д.А., Никитаева В.М. «Инженерное мышление в изобретательстве, конструировании, проектировании», Зуева П.В., Кощеевой Е.С. "Развитие инженерного мышления учащихся в процессе обучения", Семеновой И.Н., Слепухина А.В. "Методологические аспекты построения системы методов формирования инженерного мышления в условиях использования информационной образовательной среды".
Стремление найти пути разрешения данных противоречий и определило проблему исследования. В теоретическом плане это проблема разработки практико-ориентированной концепции формирования инженерного мышления учащихся среднего общеобразовательного учреждения; в практическом плане — проблема разработки программы формирования инженерного мышления школьников с использованием средств ИКТ.
Объект исследования — процесс обучения учащихся общеобразовательной школы.
Предмет исследования — процесс развития инженерного мышления учащихся на основе использованием средств информационнокоммуникационных технологий при обучении в общеобразовательной школе.
Цель исследования - теоретически обосновать и экспериментально проверить методику развития инженерного мышления учащихся на основе использования информационно-коммуникационных технологий
в общеобразовательной организации.
Гипотеза исследования. В различных типах образовательной среды в результате специальных систематических занятий, на которых используются средства информационно-коммуникационных технологий, направленных на формирование инженерного мышления учащихся, можно достичь положительных результатов. При этом формирование инженерного мышления учащихся будет эффективным, если: образовательный процесс синтезирует системный, деятельностный, средовой и личностноориентированный подходы к формированию инженерного мышления школьников; программа формирования инженерного мышления строится с учетом возрастных особенностей учащихся, их знаний основной базы и накопленного опыта; образовательная среда учебного заведения, будучи информационно насыщенной, представляет собой единство учебной и внеучебной деятельности; основными методами формирования инженерного мышления учащихся становятся такие, которые побуждают их к технической активности.
Задачи исследования:
1. Конкретизировать научное представление о содержании понятия «инженерное мышление».
2. Определить психолого-педагогические условия формирования инженерного мышления учащихся.
3. Выявить роль развивающей информационно-образовательной среды в формировании инженерного мышления учащихся.
4. Разработать и обосновать методику формирования инженерного мышления учащихся на уроках информатики с использованием средств информационно-коммуникационных технологий.
5. Экспериментально проверить эффективность предложенной методику инженерного мышления у учащихся с использованием средств информационно-коммуникационных технологий.
На сегодняшний день одной из самых востребованных профессий в нашей стране является профессия инженера. В получении обучающимися данной профессии заинтересованы политическая, производственная, экономическая, образовательная сферы и др. Для того, чтобы у обучающихся формировалось осознанное стремление к получению образования по инженерным специальностям и рабочим профессиям технического профиля в Уральском регионе реализуется программа «Уральская инженерная школа». В рамках реализации данной программы на базе МАОУ СОШ № 22 создан «Инженерный лицей».
При выполнении работы для того, чтобы достигнуть цели исследования, нами создавались благоприятные условия для развития инженерного мышления учащихся, их творческих навыков, мотивации к профессиональной деятельности в технической сфере с использованием средств ИКТ.
В ходе исследования нами были выполнены следующие задачи:
1. Рассмотрено понятие инженерно-технической деятельности. Инженерная деятельность - это особый вид технической деятельности всех научных и практических кадров, работающих в области материального производства. Инженерная деятельность включает в себя определение материальных положений и искусственных возможностей, для преобразования естественного в искусственное, трансформации вещества, энергии и информации для установления наиболее благоприятных структурных и функциональных взаимосвязей генерируемых инженерных изделий, технических средств, влияющих на окружающий мир в необходимом направлении, способствующему ее функционировать так, как это нужно для социума.
Изучение учебно-методической литературы позволило: рассмотреть понятие, структуру, свойства и условия формирования инженерного мышления и выяснить, что инженерная деятельность не является только частью технической деятельности, она составляет совокупность разнообразных видов деятельности (конструкторской, творческой, проектной, исследовательской и т.д.), каждое из которых доминирует в зависимости от ситуации.
2. При анализе научно-методической и психолого-педагогической литературы было выявлено, что профессии инженера необходимо начинать еще со школы, необходимо проводить соответствующие занятия, разрабатывать задания для формирования инженерно мышления, организовывать участие обучающихся в различных мероприятиях.
3. Сформулированы диагностические цели, направленные на формирование инженерного мышления с использованием средств ИКТ:
• Сформировать целостную научную картину мира;
• Научить учеников формулировать гипотезы, конструировать, проводить самостоятельно ряд экспериментов, проводить оценивание выявленных результатов;
• Научить школьников соотносить экспериментальные и теоретические знания в процессе жизнедеятельности;
• Развить творческие способности.
4. Проведена опытно-поисковая работа. Она осуществлялись в 3 этапа: констатирующий, формирующий и итоговый (оценочный).
Базой для проведения опытно - поисковой работы было выбрано: муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 22 с углубленным изучением отдельных предметов», г. Верхняя Пышма,
На констатирующем этапе педагогического эксперимента была проведена беседа с администрацией школы и учителями с целью выявления имеющегося уровня развития инженерного мышления с использованием средств ИКТ.
На формирующем этапе проводились занятия по предмету информатика с более глубоким разбором тем для повышения формирования инженерного мышления с использованием средств ИКТ, а также специализированные мероприятия для повышения уровня развития инженерного мышления с использованием средств ИКТ.
На итоговом - оценочном этапе была проведены итоговая диагностики, проанализированы результаты, определён уровень развития инженерного мышления обучающихся с использованием средств ИКТ.
Итак, задачи, поставленные в работе, нами решены, цель достигнута.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
