Формирование инженерного дивергентного мышления у участников образовательных отношений
Глухарева Е.В., Сапарова К.И., МБОУ «Лицей №35 – образовательный центр «Галактика» Приволжского района г.Казани
В Концепции развития образования на 2016-2020 год отмечается, что для наиболее эффективного развития образование в РФ должно быть направлено на «формирование конкурентоспособного человеческого потенциала», способного реализовать себя не только в пределах РФ, но и в мировом масштабе. Сегодня на первый план выходят задачи приобретения учащимися школы способности творчески мыслить, создавать качественно новый продукт для научного и общественного прогресса. Выпускник школы должен осмысленно действовать в ситуации выбора, грамотно ставить перед собой цели и достигать их.
В Стратегии развития России до 2035 года, представленной А.Кудриным, отмечается значительное техническое отставание страны, связанное с дефицитом квалифицированных кадров. Способствовать решению выявленных проблем может реализация проекта «Формирование инженерного дивергентного мышления у участников образовательных отношений в рамках апробации вариативной модели наставничества».
Под инженерным мышлением понимается вид познавательной деятельности, направленной на исследование, создание и эксплуатацию новой высокопроизводительной и надежной техники, прогрессивной технологии, автоматизации и механизации производства, повышение качества продукции.
Каким образом организовать работу в образовательной организации для развития инженерного дивергентного мышления?
Вспомним известное высказывание великого педагога К.Д.Ушинского: «В деле обучения и воспитания, во всем школьном деле ничего нельзя улучшить, минуя голову учителя». Поэтому, прежде чем внедрять в образовательный процесс методы и приемы, способствующие развитию инженерной креативности, необходимо научиться нам, учителям, подобные методы и приемы использовать в своей деятельности. Для этого в Лицее была организована временная творческая группа «Открытые задачи», в которую вошли учителя, показавшие высокий результат по итогам мониторинга на выявление уровня профессиональных навыков педагогического сообщества лицея.
В рамках проекта Управления образования Исполнительного комитета муниципального образования г.Казани «Апробация вариативной модели наставничества» в лицее была создана управленческая лаборатория по внедрению эффективных управленческих практик. Scrum-технология, в рамках которой работает ВТГ «Открытые задачи», является одним из таких примеров. Данная технология появилась в сфере IT-технологий, а в настоящее время успешно внедряется во многие сферы деятельности, в том числе и в образование.
Содержательным ядром проекта является развитие инженерного дивергентного мышления. Анализ научно-методической литературы по данному вопросу показал, что в настоящее время существуют разнообразные методы и приемы развития инженерной креативности (мозговой штурм, латеральное мышление, синектика, метод Дельфи и т.д.), но подавляющее большинство из них сложны в реализации. Оптимальным решением для развития инженерного дивергентного мышления является метод открытых задач, который объединяет в себе лучшие стороны большинства подобных методов. Поэтому для формирования и развития инженерного дивергентного мышления в рамках проекта речь идет об использовании метода открытых задач в образовательном процессе.
Согласно А.А.Гину открытая задача – это задача, имеющая размытое условие, которое учащемуся необходимо трактовать, осмыслить и дополнить самому, открытая задача может иметь множество решений, вероятный, а не точный ответ. В школе учащиеся решают в основном задачи закрытые, однако при работе в инженерной отрасли, возрастает необходимость умения решать задачи открытые, направленные на создание и усовершенствование технических систем. Поэтому умение решать открытые задачи нужно воспитывать в школе.
Подходы к классификации открытых задач неоднозначны, однако по механизму решения и виду конечного результата все открытые задачи, направленные на развитие инженерного дивергентного мышления, можно разделить на 6 типов:
1. Изобретательские задачи. Изобретательские задачи направлены на решение технических противоречий. При решении изобретательской задачи учащийся должен ответить на вопрос «Как быть?».
2. Исследовательские задачи. Решение исследовательских задач позволяет понять суть физических и химических процессов, протекающих в технических системах. При решении исследовательской задачи учащийся должен ответить на вопрос «Почему?».
3. Конструкторские задачи. Решением конструкторских задач служит разработанная техническая система или её отдельные элементы, модель какого-либо объекта или его элементов.
4. Социальные задачи. Решение социальных задач способствует формированию представлений о системности мира, взаимосвязанности всех его компонентов. Социальные задачи решают вопросы столкновения социальных групп, связанные с эксплуатацией технических систем (например, задача, связанная с побочными продуктами реализации такой технической системы, как автомобиль, в виде выхлопных газов и состоянием окружающей среды, реакции социальных групп на это явление).
5. Прогнозные задачи. Решение прогнозных задач направлено на понимание причинно-следственных связей. Прогнозные задачи направлены на понимание последствий эксплуатации технических систем либо внесения изменений в конструкцию отдельных элементов технической системы. При решении прогнозной задачи учащийся отвечает на вопрос «Каковы последствия?».
6. Творческие задачи. Решение таких задач направлено на развитие творческого мышления, развитие критического мышления.
Не смотря на разнообразие открытых задач, существуют общие подходы к их решению, описанные Г.С.Альтшуллером, переработанные А.А.Гином. Приемы решения открытых задач представлены в таблице 1.
Таблица 1
Приемы решения открытых задач
| № | Тип открытой задачи | Приемы решения |
| 1 | Изобретательская | Идеальный конечный результат, МАТХЭМ, РТВ, метод маленьких человечков, обрати вред в пользу, прием обращения, диверсионный анализ, системный подход, причинно-следственные цепочки, ПРИЗ |
| 2 | Исследовательская | МАТХЭМ, РТВ, обрати вред в пользу, диверсионный анализ, системный подход, причинно-следственные цепочки |
| 3 | Конструкторская | Идеальный конечный результат, МАТХЭМ, РТВ, метод маленьких человечков, обрати вред в пользу, прием обращения, диверсионный анализ, ПРИЗ |
| 4 | Социальная | РТВ, метод маленьких человечков, обрати вред в пользу, прием обращения, системный подход, причинно-следственные цепочки |
| 5 | Прогнозная | Идеальный конечный результат, МАТХЭМ, РТВ, метод маленьких человечков, диверсионный анализ, системный подход, причинно-следственные цепочки |
| 6 | Творческая | РТВ, обрати вред в пользу, прием обращения, диверсионный анализ, причинно-следственные цепочки |
Остановимся на нескольких приемах более подробно.
Идеальный конечный результат – результат, требующий минимальных затрат при максимальной эффективности.
Обычно используют три основные формулировки ИКР:
- "Система сама выполняет данную функцию".
- "Системы нет, а функции ее выполняются (с помощью ресурсов)".
- "Функция не нужна".
МАТХЭМ – это аббревиатура:
М – механика
А – акустика
Т – температура
Х – химия
Э – электричество
М – магнетизм
Порой для решения задачи необходимо рассмотреть техническую систему, её элементы или какой-либо процесс с точки зрения физических или химических явлений.
Метод маленьких человечков – это замена сложных систем и представление их в виде групп человечков, действующих конкретным образом. Помогает выяснить, что именно вызывает противоречие, трудность.
Прием обращения применяется при решении открытых задач, когда возникает необходимость переформулировки цели (когда противоречие кажется неразрешимым).
Порой для решения открытой задачи необходимо применение системного подхода. То есть необходимо рассмотреть какой-либо объект или техническую систему:
1) во временном аспекте (прошлое, настоящее, будущее);
2) в строении (подсистема, система, надсистема).
Исходя из описания, можно сделать вывод, что приемы решения открытых задач являются универсальными при решении вопросов, связанных с техническими системами. В рамках каждого приема существует алгоритм действий, направленных на решение поставленной инженерной задачи. Но не смотря на существующий алгоритм, содержание «шагов» решения задач остается индивидуальным и зависит от содержания конкретной задачи.
Таким образом, внедрение открытых задач в образовательный процесс способствует созданию условий, направленных на формирование инженерного дивергентного мышления, что приведет к повышению уровня подготовки технических кадров и значительному техническому прорыву, следовательно, развитию экономики Республики Татарстан и Российской Федерации.
В завершении хочется вспомнить высказывание Джона Дьюи: «Мы лишаем детей будущего, если продолжаем учить сегодня так, как учили этому вчера».
В номере
