Формирование инженерного мышления в процессе обучения естественнонаучным дисциплинам

Автор: Манькова Ирина Валентиновна

Организация: МАОУ лицей №12

Населенный пункт: Свердловская область, г. Екатеринбург

«Инженер – это профессионал высокого уровня,

который не только обеспечивает работу

сложнейшего оборудования, но, по сути,

и формирует окружающую действительность»

В.В. Путин, Президент Российской федерации

В современном мире инженерные и технические навыки становятся всё более востребованными. Формирование инженерного мышления в школьном возрасте способствует развитию умений, необходимых для успешной адаптации в быстро меняющемся технологическом окружении.

Инженерное мышление — это комплекс навыков и умений, позволяющих эффективно решать практические задачи, используя научные знания и технологии. Оно включает в себя критическое мышление, креативность, умение работать в команде и применять теоретические знания на практике.

Проект «Уральская инженерная школа», призванный сохранить и приумножить богатейший промышленный потенциал уральского региона, стартовал в 2014 году. Поэтому, ближайшие годы инженерные специальности будут очень востребованы на рынке профессий. Уже на сегодняшний день очень ощущается потребность в инженерных кадрах не только в нашем регионе, но и в соседних. Промышленность развивается, а инженерных кадров нет. Деятельность инженера в современном производстве требует междисциплинарных знаний и имеет широкопрофильный творческий характер. Именно поэтому мышление инженера – это системное мышление, позволяющее ему видеть проблему с разных сторон, «в целом», с учетом многообразных связей между всеми ее составляющими.
Формирование и успешное развитие такого комплексного понятия возможно на основе физико-математической подготовки в объеме полного школьного курса и на качественной технической базе образовательного процесса.

Из статистики следует, что в 2023 г 22 тыс. школьников РФ прошли через пилотный проект «инженерная школа», который стремительными темпами внедряется в систему образования Идеи интеграции предметов естественнонаучного цикла и информационных технологий для формирования элементов инженерного мышления реализуются в МАОУ лицее № 12 г. Екатеринбурга в профильных классах старшей школы. Но ведущая роль остается за предметом «физика».
На уроках физики и во внеурочной деятельности формируются несколько инженерных способностей:

• способность «увидеть» структуру там, где её нет;
• способность эффективно проектировать в условиях ограничений;
• умение давать продуманные оценки решениям и альтернативам.

Некоторые методы формирования инженерного мышления на уроках физики:

• Проектная деятельность. Способствует развитию умений рассматривать явления с точки зрения физики — определять природу явления и его закономерности.

Второй год подряд мой ученик становится участником летней образовательной смены ВДЦ «Орленок», пройдя конкурсный отбор.

• Экспериментальные задачи. Помогают обучающимся искать пути решения проблемы, самостоятельно собирать и конструировать установки для получения результата, связать теоретические знания и практические. Стандартная домашняя экспериментальная задача: определить высоту своего дома, с помощью барометра, и оценить его высоту над уровнем моря
• Изготовление самодельных приборов. Формирует рационализаторские и изобретательские навыки. Это можно осуществлять на уроке, как творческое домашнее задание с последующей его защиты.
• Научно-практические мероприятия. Участвуя в различных научно-практических конференциях, конкурсах, учащиеся расширяют свои представления о существующих проблемах, потребностях общества, их возможных решениях.

Основные технологии, которые используются при обучении физике:
- игровые;

- технологии развития критического мышления;

- информационные;
- проектные;
- исследовательские.

Немаловажную роль в развитии у школьников творческой компетенции играет также организация их внеурочной деятельности: экскурсии в музеи, выставки и на предприятия города, знакомство с миром профессий, профориентационная работа.

Экскурсии - такая форма организации деятельности школьников, которая объединяет учебный процесс в школе с реальной жизнью и обеспечивает обучающимся в процессе непосредственного наблюдения знакомство с промышленностью региона, историческими изобретениями, современными техническими достижениями.

В нашем городе я с детьми посещаю музеи и предприятия оборонно-промышленного производства, где дети знакомятся с миром профессий технической направленности. Например, в 8 кл - музей энергетики Урала, музей радио им. А.С.Попова, выставку военной техники в г. В-Пышма. В 9 кл -оборонно-промышленные предприятия такие как «УТЗ», «ЗИК», «УЗТМ». В старших классах-вузы нашего города и страны. Обязательный элемент такой работы- работа с родительским комитетом и составление плана работы по выходам на производство, т. к. сейчас посещение оборонных предприятий дело хлопотное, требующее оформления большого количества документов и, как правило, это я возлагаю на представителей родительского комитета.

Приглашаю бывших выпускников на внеклассные мероприятия с целью из первых уст услышать, как реализуется связь между школой и вузом и детской мечтой- стать космонавтом… Если раньше любой ребенок на вопрос: «Кем ты хочешь стать?» Отвечал – космонавтом. То сейчас однозначного ответа не даст никто. Мир профессий изменился.

Конечно, школа не может давать инженерного образования, но у школы совсем другая задача: сформировать готовность у детей к непрерывному инженерному образованию в течение всей жизни, формирование у обучающихся осознанного стремления к получению образования по инженерным специальностям и рабочим профессиям технического профиля.

Большая роль принадлежит включению в учебный процесс материала из истории физики, истории технических изобретений.
Учащимся можно предложить большой спектр сообщений, рефератов, исследований, связанных с изучением и освещением влияния изобретений на жизнь человека, встреч с людьми, профессионально работающими в области технических инноваций, экскурсий на инновационные предприятия. Важным моментом является дополнение учебного материала по физике сведениями об инновациях в нашей стране и регионе, об известных изобретателях в своей области и их вкладе в развитие державы и человечества в целом. Такие сведения вызывают у школьников чувство гордости за своих земляков, уважения к своему Отечеству, позволяют осознать то, что творчество, изобретательство являются необходимым условием успешного развития страны, значимым и востребованным для региона, и повышают мотивацию к подобного рода деятельности
Каждый урок физики мы начинаем с пятиминутки об открытии, которое посвящено данной дате, например, 7 марта-День рождения телефона. Именно в этот день в 1876 году Александр Грэхем Белл получил патент на устройство, которое навсегда изменило способ общения людей. Телефон стал символом технологического прогресса, мостом между континентами и культурами, а также отправной точкой для развития современных коммуникационных технологий. Давайте окунемся в историю этого изобретения, узнаем, как оно повлияло на мир, и почему этот день достоин внимания. Возникает диалог, в который включаются большинство обучающихся. В конце тетради по физике у нас отведен лист для записи важных открытий, об ученых и т.д. Почему это важно? Большинство выпускников выбирают физику для сдачи ГИА. Задания подобного рода встречаются на экзамене всегда и знать это необходимо.

Какие же результаты можно ожидать для формирования инженерного мышления на уроках физики: повышение уровня интереса учащихся к физике и инженерным дисциплинам, развитие навыков критического мышления, креативности и командной работы, формирование у школьников способности к решению практических задач и проектированию.

В заключение замечу, что формирование инженерного мышления на уроках физики — актуальная задача, которая позволяет не только повысить качество образования, но и подготовить школьников к успешной карьере в условиях современного технологического прогресса.

 

Библиографический список:

1. 1. Варламов С. Д., Зильберман А. Р., Зинковский В. И. Экспериментальные задачи на уроках физики и физических олимпиадах. М.: МЦНМО, 2016.
   2. https://f.almanah.su/37.pdf Криволапова Д. И. Развитие инженерного мышления школьников на уроках физики
   3. Лебедева Т.Н. Инженерное мышление: определение и состав его компонентов Т.Н. Лебедева. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. №4-3.

1. file0.docx (22,8 КБ)

Опубликовано: 16.07.2025