diagnostika INM

ДИАГНОСТИКА ИНЖЕНЕРНО-НАПРАВЛЕННОГО МЫШЕНИЯ У
МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ
Королева Евгения Романовна, МБУ ДО «Центр «Поиск»
Аннотация. Сегодня дефицит квалифицированных инженерных кадров в
России является актуальной общественной проблемой. В решении данной
проблемы задействуются уже не только высшие учебные зведения, готовящие
инженеров различных областей, но также и школа может помочь развить у
ребенка с младшего школьного возраста инженерно-направленное мышление.
В статье раскрыто понятие инженерно-направленного мышления, его
основные характеристики, а также разработан
критериальнодиагностический аппарат для определения уровня сформированности
данного типа мышления у младших школьников.
В XXI веке с развитием науки и техники можно легко переложить
многие домашние и рабочие хлопоты на плечи интеллектуальных
помощников. Роботы и роботизированные системы встречаются в каждом
доме и у каждого отдельного человека. Создают эти высокотехничные
интеллектуальные машины инженеры всех профилей [1].
Одновременно
с развитием технологической отрасли в России
констатируется катастрофическая нехватка квалифицированных инженерных
кадров на рынке труда. Сами работодатели говорят, что не достаточно иметь
просто хорошего инженера - специалиста своей области [2]. С каждым годом
деятельность инженера все более переориентируется от решения отдельных
узкоспециальных заданий к решению комплексных задач и управлению
проектами. Новые формы труда требуют от специалистов способности
мыслить в масштабах целого проекта, определять и корректировать цели «по
ходу дела» в соответствии с постоянно меняющимися обстоятельствами, а
также анализировать альтернативные варианты и принимать решения с их
учетом.
Однако, основные черты характера инженера следует формировать не
только в студенческие годы. Нужно научить молодых людей добывать новые
знания, научить творческому труду еще со школьных лет. Если с младшего
школьного возраста создать условия, мотивирующие человека творить,
создавать, изобретать, то впоследствии это может помочь ему
самоопределиться и самореализоваться в инженерной профессии.
Для детей младшего школьного возраста сообразно использовать
понятие инженерно-направленного мышления, имея ввиду особый вид
мышления, формирующийся и проявляющийся при решении задач
инженерного типа, позволяющих не только технически точно, но и
оригинально решать поставленные задачи.
Понятие инженерно-направленное мышление, которое будем
применять к детям младшего школьного возраста, содержит в себе несколько
типов мышления.
Проблема развития инженерно-направленного мышления у младших
школьников является малоизученной и практически не освещена в научнопедагогической литературе. Несмотря на это, данная проблема очень
актуальна в современном обществе, так как госзаказ на инженерные кадры
увеличивается с каждым годом. В образовательном процессе следует уделять
развитию мышления инженерной направленности у младших школьников
большее внимание. Однако, для того, чтобы развивать какие-либо качества, в
первую очередь необходимо уметь их диагностировать.
Специально для определения уровня сформированности инженернонаправленного мышления у младших школьников разработан критериальнодиагностический аппарат. В нем представлено описание характеристик
инженерно-направленного мышления у младших школьников, критерии
оценки и уровни сформированности, а также методы диагностики данного
типа мышления.
Инженерно-направленное мышление содержит четыре основных
компоненты: системное мышление, алгоритмическое мышление, творческое
мышление, умение решать изобретательские задачи.
В качестве системного будем рассматривать мышление, уровень
развития которого при познании мира человеком позволяет устанавливать
связи между предметами и явлениями объективной действительности,
выявлять закономерности явлений и процессов и прогнозировать их.
В инженерном деле очень важно уметь любой технический объект
представить как систему. Это помогает не только рассмотреть объект, как
совокупность элементов, но и понять какие между ними связи, разобраться в
функциональных особенностях механизмов. Кроме того, последние
психологические исследования подтверждают, что несформированность
системности мышления является одной из основных причин школьной
неуспеваемости. Именно поэтому важно развивать системность мышления у
школьников, начиная с младшего школьного возраста [3].
В качестве критериев сформированности системного мышления
выделяют следующие:
- умение ребенка оперировать образами;
- умение устанавливать отношение между элементами системы по аналогии;
- умение выделять существенные признаки системы;
- умение абстрагироваться от несущественных признаков в процессе
классификации.
Для диагностики сформированности системного мышления у младших
школьников педагогами-психологами Н. И. Поливановой и И. В. Ривиной был
разработан комплекс методик, позволяющий выявлять каждый из критериев
системности [3].
Н. И. Поливановой и И. В. Ривиной предложены следующие методики:
- методика «Повороты фигур» для оценки умения оперирования образами;
- методика «Выбор по аналогии» для оценки умения устанавливать
отношение между элементами системы по аналогии;
- методика «Классификация» для оценки умения абстрагироваться от
несущественных признаков в процессе классификации;
- методика «Дополни набор» для оценки умения выделять существенные
признаки системы.
В данных методиках подсчитывалось количество правильно решенных
детьми задач по отношению к общему количеству задач. Это отношение,
умноженное на 100, называется коэффициентом успешности (КУ). Затем
высчитывалось среднее арифметическое по всем четырем критериям
оценивания, и определялся уровень сформированности системного
мышления. Так низкому уровню сформированности системного мышления
соответсвует средний КУ менее 50% по всем критериям. Средний уровень
составляет КУ в пределах от 51% до 75% по всем критериям. Высоким
уровнем сформированности системного мышления обладают обучающиеся,
средний КУ которых более 75% по всем критериям.
Следует отметить, что методики предназначены для диагностики
системного мышления детей младшего школьного возраста и базируются на
наглядном материале, что связано со спецификой возраста.
Алгоритмическое мышление можно понимать, как систему
мыслительных приемов, направленных на решение задач. В таком
определении скрыто две стороны понимания. Во-первых, умение определять
уже существующие алгоритмы, во-вторых, строить новые [4].
Поскольку алгоритмическое мышление в течение жизни развивается
под воздействием внешних факторов, то в процессе дополнительного
воздействия возможно повышение уровня его развития. Необходимость
поиска новых эффективных средств развития алгоритмического мышления у
школьников обусловлена его значимостью для дальнейшей самореализации
личности ребенка в инженерной области.
В качестве критериев сформированности алгоритмического мышления
у школьников выделяют следующие:
- умение разбивать общую задачу на подзадачи;
- умение составлять алгоритмы;
- умение видоизменять алгоритмы с учетом заданных условий.
Диагностировать
уровень сформированности алгоритмического
мышления у школьников предлагается с помощью заданий на составление
алгоритмов, описывающих ситуации из жизни. Например, процедура
кипячения воды в чайнике, сбор портфеля в школу и др. В задании
уточняется, алгоритм с условием или нет. Так же подойдут задания типа
«Ханойская башня», которые требуют для решения владения всеми тремя
навыками: умением разбивать общую задачу на подзадачи, составлять
алгоритмы и видоизменять их с учетом заданных условий. Таким образом,
обучающимся предлагается выполнить всего пять заданий.
Необходимо учитывать, что данные задания не имеют одного
конкретного решения, ответы обучающихся могут отличаться друг от друга.
Для оценки результатов нужно учитывать наличие структурных элементов
«начало цикла», «конец цикла», вопросы «если да, то..», «если нет, то..».
Далее нужно учитывать количество шагов цикла, логичность построенного
цикла, оптимальность решения.
Каждое задание оценивается по шкале от 0 до 10 баллов, затем баллы
суммируются и делается вывод об уровне сформированности
алгоритмичского мышления. Так низкому уровню сформированности
алгоритмического мышления соответсвует сумма баллов от 0 до 20. Средний
уровень составляет балл в пределах от 21 до 40. Высоким уровнем
сформированности алгоритмического мышления обладают обучающиеся,
общий балл которых более 40.
Творческое мышление — вид мышления, связанный с созданием или
открытием чего-либо нового. Поэтому творческая составляющая является
неотъемлемой частью изобретательской деятельности, которую по-другому
так и называют — изобретательским творчеством. Развивать навыки
творческого мышления необходимо с младшего школьного возраста, ведь
творческий потенциал становится основой свободной современной личности
в постоянно меняющемся вслед за техническим прогрессом обществе [5].
В качестве критериев сформированности творческого мышления у
школьников выделяют следующие:
-
умение разрабатывать и придумывать идеи;
высокая творческая продуктивность;
оригинальность;
способность мыслить абстрактно.
Диагностика творческого мышления проводится по фигурной форме
теста, разработанного американским психологом Е. Торренсом [6].
Е. Торренс разработал 12 тестов, сгруппированных в вербальную,
изобразительную и звуковую батарею. Этот тест состоит из трех заданий.
Ответы на все задания даются в виде рисунков и подписей к ним. Время
выполнения задания не ограничено, так как креативный процесс
предполагает свободную организацию временного компонента творческой
деятельности.
учитывается.
Художественный
уровень
исполнения
в
рисунках
не
Обработка результатов всего теста также подробно описана Торренсом.
Все задания оцениваются определенным количеством баллов, затем баллы
суммируются и делается вывод об уровне сформированности творческого
мышления. Так низкому уровню сформированности творческого мышления
соответсвует сумма баллов от 0 до 39. Средний уровень составляет балл в
пределах от 40 до 60. Высоким уровнем сформированности творческого
мышления обладают обучающиеся, общий балл которых 61 и выше.
Изобретательская задача — это требование найти такое новое
техническое решение, которое будет удовлетворять техническим,
экономическим, временным, экологическим и другими требованиям к
изобретению [7].
Умение решать изобретательские задачи подводит разработчика к
изобретательскому
уровню.
Использование
теории
решения
изобретательских задач в школе позволяет формировать у учащихся
мышление, способное оперировать наиболее общими фундаментальными
закономерностями, осваивать на их основе частные законы различных наук и
объяснять явления окружающей действительности.
В
качестве
критериев
сформированности
умения
изобретательские задачи у школьников выделяют следующие:
-
решать
владение теоретической базой;
умение формулировать проблему и задачи;
умение описывать принцип изобретения;
умение воплощать принцип изобретения на практике.
Для диагностики умения решать изобретательские задачи
обучающимся предлагается выполнить проект: из предложенного материала
создать модель, отвечающую заданным требованиям и способную выполнять
определенные задачи, затем представить свой проект перед аудиторией.
Показателями сформированности умения решать изобретательские
задачи является наличие следующих навыков: знание компонент проекта,
представление о функциях имеющихся механизмов, владение терминами по
предмету, способность выделять задачи для выполения проекта, описание
проекта и функций подсистем модели, оптимальность изобретения с точки
зрения компактности, нажедности, скорости исполнения задания.
Общий вывод об уровне сформированности инженерно-направленного
мышления у младших школьников определяется из оценки среднего
арифметического каждой из четырех компонент, входящих в состав данного
типа мышления.
Таким образом, разработанный критериально-диагностический аппарат
позволяет выявлять уровень сформированности инженерно-направленного
мышления у младших школьников. Использование его в педагогической
практике позволит сделать вывод о том, насколько актуальна проблема
развития данного типа мышления на начальной ступени образования, а
следовательно, поможет обратить большее внимание на решение этой
проблемы со стороны педагогического сообщества. Повысив мотивацию
младшего поколения к инженерному делу и привив мышление данной
направленности, мы получим будущих высококлассных специалистов,
востребованных на потребительском рынке и способных не просто
разбираться в инженерном деле, а творить во имя прогресса, во имя всего
общества.
Литература
1.
Малых Г. И., Осипов В. Е. История и философия науки и техники:
методические указания. - Иркутск: ИрГУПС, 2008. - 91 с
2. Месяц Г.А., Похолков Ю.П. Российское инженерное образование:
проблемы и пути трансформации // Инженерное образование. - 2003. - Вып.
1. - С. 5-10.
3. Поливанова Н. И., Ривина И. В. Диагностика системного мышления. —
Москва: Психологический институт РАО, 1995.
4. Копаев А. В. О практическом значении аглоритмического стиля мышления.
// Информационные технологии в общеобразовательной школе. - 2003. - № 6.
- С. 6-11.
5. Ильин Е. П. Психология творчества, креативности, одаренности. – СанктПетербург: «Питер», 2009. – 444 с
6. Туник Е. Е. Диагностика креативности. Тест Е. Торренса: методическое
руководство. - Санкт-Петербург: «ИМАТОН», 1998. - 169 с.
7. Ширяева В. А. Развитие системно-логического мышления учащихся в
процессе изучения теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).//
Автореферат дисс. …к. пед. н. - Саратов, 2000. – 20 с.