«Развитие инженерного мышления
в начальных классах»
Инженерное образование сегодня – один из приоритетов государственной политики в образовательной сфере. Стратегия инженерного образования предполагает формирование интереса обучающихся к техническому образованию; определение склонности и способности ребенка к изучению математики и предметов естественнонаучного цикла; формирование навыков практической деятельности, необходимой для ведения исследовательских, лабораторных и конструкторских работ; обеспечение условий для гармоничного развития детей.
В системе непрерывного инженерного образования учитывается самая начальная его ступень, когда формируются первоначальные навыки познания мира, экспериментирования – дошкольное образование. Чем эффективней окажется развивающая среда, формирующая основы научного мировоззрения, навыки конструирования, технического творчества, тем более мотивированными будут обучающиеся на получение инженерного образования впоследствии.
Развитие инженерного мышления на ранних этапах образования возможно при реализации технологического компонента образовательной программы, внедрении современных педагогических технологий.
Инженерное мышление – способность связывать образы, представления, понятия, определять возможности их применения, способность решать возникающие проблемы, обосновывать выводы и решения, касающиеся создания и эксплуатации техники. Причем инженерное мышление является не только теоретической формой отражения действительности в виде понятий, гипотез, теорий. С его помощью инженер решает практические задачи.
Основой инженерного языка является высокоразвитое творческое воображение и фантазия, системное творческое осмысление знаний, владение методологической техникой творчества, позволяющей сознательно управлять процессом генерирования новых идей.
Инженерная мысль должна опираться на хорошо развитое воображение и включать различные виды мышления: логическое, творческое, наглядно – образное, практическое, теоретическое, техническое, и т.д.
В развитии мышления дошкольника существенную роль играет овладение детьми способами наглядного моделирования тех или иных явлений. Наглядные модели, в которых воспроизводятся существенные связи и отношения предметов и событий, являются важнейшим средством развития способностей ребенка и важнейшим условием формирования инженерного мышления
Задание 1.
Цель: развитие образного мышления.
1. Инструкция: внимательно посмотри на рисунок. Сложи из палочек такую же фигуру.
Рисунок 1
Инструкция: переставь 4 палочки так, чтобы из стрелок получилось четыре треугольника (обучающимся данный рисунок не выдается).
Рисунок 2
Инструкция: внимательно посмотри на рисунок. Сложи из палочек такую же фигуру.
Рисунок 3
Инструкция: переложи 2 палочки так, чтобы фигура похожая на корову, смотрела в другую сторону (обучающимся данный рисунок не выдается).
Рисунок 4
Задание 2.
Цель: развитие словесно-логического мышления (обобщение, систематизация).
Инструкция: прочитай слова.
Стол, чашка, стул, тарелка, чайник, шкаф, диван, ложка, табурет, кресло, кастрюля.
Инструкция: раздели слова на группы так, чтобы каждой группе можно было дать общее название. Слова одной группы подчеркни зеленым цветом, а слова другой группы красным.
Инструкция: назови каждую группу слов одним названием.
1. Вера, Надя, Света, Оля. Это ________________________________.
2. А, Б, В, Г. Это _____________________________________.
3. Понедельник, вторник, среда, суббота. Это ________________________________.
4. Ручка, карандаш, линейка, тетрадь. Это __________________________________.
5. Заяц, волк, лиса, медведь. Это __________________________________________.
6. Корова, собака, овца, кошка. Это _______________________________________.
7. Москва, Новокузнецк, Кемерово, Прокопьевск. Это _______________________.
8. Ботинки, туфли, сапоги, лапти. Это ____________________________________.
Инструкция: Раздели на две группы следующие числа:
1, 12, 3, 14, 5, 16, 7, 18, 9, 10.
Четные числа ____________________________________________________.
Нечетные числа __________________________________________________.
Однозначные числа _______________________________________________.
Двузначные числа ________________________________________________.
Инструкция: существительные: ель, гриб, сосна, дерево, земляника, гнездо, солнце, одуванчик, окно, брошь – раздели на группы по родам.
Существительные женского рода подчеркни одной чертой;
Существительные мужского рода подчеркни двумя чертами;
Существительные среднего рода подчеркни волнистой линией.
Задание 3.
Цель: формирование умения классифицировать.
Инструкция: возьмите конверты. У вас в конвертах находятся карточки, на которых изображены различные предметы.
Алгоритм работы
1. Разложи карточки на парте и внимательно посмотри, что на них изображено.
2. Подели карточки на 8 групп так, чтобы каждую группу можно было назвать одним названием.
3. Когда выполнишь задание, подними руку и назови учителю эти группы.
4. Подели полученные 8 групп карточек на группы так чтобы каждую группу можно было снова назвать одним названием. Когда выполнишь задание, подними руку и назови учителю эти группы.
5. Снова подели полученные группы карточек на 2 группы так, чтобы каждой группе можно было дать общее название. Выполнив задание, подними руку и назови полученные группы учителю.
Карточки
Группы – этап 2. Группы – этап 3. Задание 5
Цель: развитие наглядно-образного мышления. Инструкция: посмотри внимательно на рисунок. Здесь изображен сложенный пополам платочек. Как ты думаешь, если платочек развернуть, какой у него вид? Дорисуй платочек так, чтобы он выглядел
развернутым.
Рисунок 5
Инструкция: внимательно рассмотри картинки и заполни пустую клетку, не нарушая закономерности.
Рисунок 6
Задание 4.
Цель: развитие словесно-логического мышления (обобщение, абстрагирование, умение выделять существенные признаки).
Инструкция: даны 4 слова, 3 слова связаны между собой по смыслу, а одно слово не подходит к остальным. Найди это «лишнее» слово и подчеркни его.
Например:
Василий, Фёдор, Семен, Иванов.
ИМЕНА ФАМИЛИЯ
Задания для самостоятельной работы
1. Ботинки, сапоги, шнурки, валенки.
2. Маленький, дряхлый, старый, ветхий.
3. Молоток, пила, гвоздь, топор.
4. Треугольник, отрезок, длина, квадрат, круг.
5. Дождь, снег, осадки, град.
6. Приставка, предлог, корень, окончание.
7. Учитель, врач, книга, космонавт.
8. Горький, горячий, кислый, соленый.
9. Грабеж, кража, нападение, землетрясение.
10. Самолёт, человек, корабль, велосипед.
Задание 5.
Цель: развитие словесно-логического мышления (сравнение).
Инструкция: реши задачи.
Задача. Саша грустнее, чем Толя. Толя грустнее, чем Коля. Кто из мальчиков самый грустный.
Решение.
_________________________________________________________________________
Грустный =====> Веселый
Ответ. Самый грустный _____________________________.
Задача. Катя быстрее Иры, Ира быстрее Лены. Кто быстрее всех? Кто медленнее всех?
Решение.
__________________________________________________________________________
Медленный =====> Быстрый
Ответ. Самая быстрая __________________. Самая медленная __________________.
Задача. Заяц слабее, чем стрекоза. Заяц сильнее, чем медведь? Кто самый слабый?
Решение.
___________________________________________________________________________
Слабый =====> Сильный
Ответ. Слабее всего __________________.
Наглядно-действенное мышление
Так решение задач с помощью наглядно-действенного мышления позволяет развить у учеников навыки управления своими действиями, осуществление целенаправленных, а не случайных и хаотичных попыток в решении задач. Такая особенность этого вида мышления следствие того, что с его помощью решаются задачи, в которых предметы можно брать в руки, чтобы изменить их состояния и свойства, а так же расположить в пространстве. Поскольку, работая с предметами, ребенку легче наблюдать за своими действиями по их изменению, то в этом случае и легче управлять действиями, прекращать практические попытки, если их результат не соответствует требованиям задачи, или наоборот заставлять себя довести попытку до конца, до получения определенного результата, а не бросить ее выполнение, не узнав результата. С помощью наглядно-действенного мышления удобнее развивать у детей такое важное качество ума, как способность при решении задач действовать целенаправленно, сознательно управлять и контролировать своими действиями.
Пример 1
Введение понятия ломаная линия.
Каждый ребёнок имеет кусок проволоки и по мере чтения учителем стихотворения выполняет соответствующие действия.
Кусок проволоки возьми
И его ты перегни
Хочешь раз, а хочешь два,
Хочешь три, четыре.
Что же получилось?
Что же появилось?
Не прямая, не кривая!
Ломаная линия.
Анализируя полученную ломаную линию, дети делают вывод о её свойствах
Пример 2
Как построить ромб?
Каждому ученику выдаётся модель ромба. Исследуем фигуру с помощью измерений, делаем вывод о его свойствах, составляем алгоритм построения ромба.
1. Провести перпендикулярные прямые.
2. По горизонтали отмерить отрезки одной длины, по вертикали другой.
3. Соединить точки.
4. Проверить путём измерения свойства ромба.
Пример 3
Игра “Геоконт”
Игра “Геоконт” - созданная В. Воскобовичем получила широкое применение на уроках математики. Она представляет собой игровое поле размером 20 х 20 см со штырьками. Поле разделено на 8 равных секторов. Фигуры строятся с помощью цветных резинок. Используя эту игру, дети получают геометрические представления (точка, луч, отрезок, треугольник многоугольник и т. д.). С помощью разноцветных резинок они самостоятельно моделируют полученные представления, что способствует живому, яркому восприятию их. В игре развиваются конструктивные умения, происходит тренировка тонких движения пальцев, что, по мнению физиологов, является мощным физиологическим средством, стимулирующим развитие речи и интеллекта ребёнка. Игра развивает умение наблюдать, сравнивать, сопоставлять, анализировать.
Наглядно-образное мышление
Своеобразие наглядно-образного мышления заключается в том, что, решая задачи с его помощью, ребенок не имеет возможности реально изменять образы и представления, а только по воображению. Это позволяет разрабатывать разные планы для достижения цели, мысленно согласовывать эти планы, чтобы найти наилучший. Поскольку при решении задач с помощью наглядно-образного мышления, ребенку приходится оперировать лишь образами предметов (т.е. оперировать предметами лишь в мысленном плане), то в этом случае труднее управлять своими действиями, контролировать их и осознавать, чем в том случае, когда имеется возможность оперировать самими предметами. Поэтому главная цель развития у детей наглядно-образного мышления заключается в том, чтобы с его помощью формировать умение рассматривать разные пути, разные планы, разные варианты достижения цели, разные способы решения задач. Это следует из того, что, оперируя предметами в мыслительном плане, представляя возможные варианты их изменений можно найти быстрее нужное решение, чем, выполняя каждый вариант, который возможен. Тем более, что не всегда имеются условия для многократных изменений в реальной ситуации.
Пример 1.
Построить на геоконте разные виды треугольников.
Построение какого-либо объекта из геометрических фигур (ракета, дом, звезда и т. д.)
Пример 2.
Сколько треугольников на чертеже?
Пример 3.
Аппликация или мозаика из геометрических фигур.
Пример 4.
Найди закономерность и нарисуй фигуру.
Пример 5.
Моделирование фигур из паттерна.
В третьем классе, когда дети умеют читать язык оригами и знают исходные формы, возможны элементы творческой и исследовательской работы.
Если мы от готовой фигурки вернёмся к исходному квадрату, то получим некоторую сетку – разбиение квадрата линиями сгибов. Эта сетка в оригами имеет специальное название – паттерн. Анализ паттерна и работа с ним приводит к интересным результатам в геометрии и алгебре.
Можно к любому из этапов работы задать вопрос: “А что будет, если…?”, ответом, на который может быть новая и совсем непохожая на предыдущую фигуру модель. Первые вопросы и изменения подсказывает учитель, а потом ученики сами активно включаются в предложенную игру. И на этом этапе появляется много авторских изобретений даже у учащихся начальной школы.
Словесно-логическое мышление.
Своеобразие словесно-логического мышления, по сравнению наглядно-действенным и наглядно-образным, состоит в том, что это отвлеченное мышление, в ходе которого ребенок действует не с вещами и их образами, а с понятиями о них, оформленных в словах или знаках. При этом ребенок действует по определенным правилам, отвлекаясь от наглядных особенностей вещей и их образов. Поэтому главная цель работы по развитию у детей словесно-логического мышления заключается в том, чтобы с его помощью формировать умение рассуждать, делать выводы и находить причинно-следственные связи.
Пример 1.
Вывод формулы периметра геометрической фигуры.
Даётся понятие о периметре, имеют понятие, что такое формула. На основе знания свойств фигур, дети выводят формулы периметра прямоугольника, квадрата, равностороннего треугольника.
Рпрям. = (а + в) x 2
Ркв. = а x 4
Ррав. тр. = а x 3
Пример 2.
Найди площадь сложной фигуры.
Пример 3.
Построй треугольник по данным и дай ему характеристику.
Стороны треугольника равны: 8см, 5 см , 5см.
Итак, существует три вида мышления: наглядно-действенное, наглядно-образное, словесно-логическое. Уровни мышления у детей одного и того же возраста достаточно разные. Поэтому задача педагогов, психологов состоит в дифференцированном подходе к развитию инженерного мышления у младших школьников.
Таким образом, в формировании мышления школьников решающее значение принадлежит учебной и внеурочной деятельности, постепенное усложнение которых ведет за собой развитие способностей учащихся. Высокий уровень развития прединженерного мышления младшего школьника предполагает сформированности у учащихся активной позиции исследователя, экспериментатора и проектировщика.
А работа над проектами дает возможность ребенку почувствовать себя успешным в деле, развить и проявить свою креативность, научиться оформлять и представлять работу и как следствие, почувствовать свою личную состоятельность.
Овладение обучающимися ключевыми компетенциями, составляющими основу дальнейшего успешного образования и ориентации в области инженерно-технологического образования.
