CC BY
2Т.А. ФОМЕНКОВА
T.A. FOMENKOVA
ФОРМИРУЯ ИНЖЕНЕРНУЮ МЫСЛЬ
FORMING ENGINEERING THOUGHT
ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КАК НАЧАЛЬНЫЙ ЭТАП РЕАЛИЗАЦИИ STEAM-ОБРАЗОВАНИЯ
PROJECT ACTIVITIES AS THE INITIAL STAGE OF STEAM EDUCATION IMPLEMENTATION
Сведения об авторе: Фоменкова Татьяна Анатольевна - преподаватель отдельной дисциплины (математика, информатика и ИКТ) ФГКОУ «Тверское суворовское военное училище Министерства обороны Российской Федерации» (г. Тверь. E-mail: tv-svu@mil.ru).
Аннотация. В статье рассматриваются эффективные приёмы работы над конкретным STEAM-проектом, позволяющие развить у обучающихся самостоятельность и креативность мышления, творчество, формировать исследовательские навыки на уроках информатики.
Ключевые слова: STEAM-образование, проектная деятельность, про-
ект, моделирование.
Information about the author: Tatiana Fomenkova - Teacher of a Separate Discipline «Mathematics, Computer Science and ICT» of the Tver Suvorov Military School of the Ministry of Defense of the Russian Federation (Tver. E-mail: tv-svu@mil.ru).
Summary. The article discusses effective methods of working on a specific STEAM project that allow students to develop independence and creativity of thinking, creativity, and form research skills in computer science lessons.
Keywords: STEAM-education, project activity, project, modeling.
В XXI веке от современного специалиста требуется профессиональное владение любой технологией создания продукта (интеллектуального или материального), а также креативного подхода к её реализации.
В современной экономике и бизнесе востребованы не просто инженеры, а специалисты с проектным мышлением, управленческой подготовкой и гибкими навыками.
Образовательная методика STEM - передовой способ обучения, сочетающий занятия естественными науками, технологией, инженерией и математикой. Иногда к аббревиатуре добавляют букву А (arts) - искусство, гуманитарные науки. Значимость STEAM-образования содержится
в переосмыслении образования и пересмотре целей обучения и воспитания.
Специалисты будущего должны быть источниками новых идей, изобретателями, проектировщиками и доводчиками этих идей до состояния готовых работающих объектов. А значит, сегодняшний ученик должен не только знать и уметь, но также исследовать и изобретать.
Учебный предмет информатика - плодотворное поле для применения методов БТЕЛМ-об-разования, ведь технологии и программирование составляют его основу.
На уроках информатики с элементами межпредметных и мета-предметных связей у обучающихся формируются представления
о возможности интеграции наук. Знания, полученные во время каждого урока, подкрепляются примерами из повседневной жизни.
БТЕЛМ-подход тесно связан с проектной деятельностью. Метод проектов помогает развить инженерное мышление и подготовить к обучению в военных и гражданских вузах технического направления. Поэтому первые шаги по реализации БТЕЛМ-образования я начинаю с проектной деятельности. При этом обучающиеся развивают свои компетентности сразу в нескольких предметных областях, таких, как: информатика, физика, технология, инженерия и математика.
БТЕЛМ-проект предполагает разработку педагогом алгоритма
«Инженерное образование в России нужно вывести на новый более высокий уровень. Для решения данной задачи требуется утверждение STEАM-образования в нашей стране. Это позволит подготовить высококвалифицированных специалистов, которые внесут большой вклад в развитие нашего общества и государства». В.В. ПУТИН, Президент Российской Федерации
сценария, в котором формулируются задачи относительно каждой технологии.
Проектная деятельность обучающихся направлена на поиск и удовлетворение потребностей обучающихся путём создания продукта как результата проекта, который будет обладать объективным или субъективным новшеством. Изучив интересы и способности своих учеников, я предлагаю им темы проектов или сами ученики предлагают идеи для проекта как проблему, в которой необходимо найти решение.
Моя задача, как преподавателя, на данном этапе вовлечь ученика, направить на определение цели, содержания, востребованности в изучении и поиске нового метода реализации проекта и получении продукта творческого, интеллектуального или же материального. Конечно, необходима взаимная работа и вовлечённость как преподавателя, так и ученика в процесс подготовки и реализации проекта.
В ходе работы над проектом предметные знания даются обучающемуся в виде информационных кейсов, которые содержат краткие пояснительные тексты и ссылки на специально отобранные информационные ресурсы сети
Интернет, они выступают в роли средства решения учебной задачи: не познакомившись с новым понятием, формулами, интерфейсом программ, инструментарием и их назначением, обучающийся не сможет выполнить поставленную задачу. Поэтому информация предоставляется обучающемуся, но только после постановки учебной задачи, для решения которой она нужна.
Для реализации проектов предлагаю своим ученикам использовать эффективные, современные инструментарии, например, средства 3Б-моделирования.
Развитие методов и технологий трёхмерного моделирования уже привело к широкому применению виртуальных трёхмерных (3Б) моделей в различных областях науки, техники и медицины. Одной из областей активного применения виртуальных 3Б-моделей стано-
вится сохранение, изучение и визуализация природного и культурного наследия в области истории, науки и техники.
Одним из проектов, который был создан суворовцами в рамках STEAM-обучения, является проект «Трёхмерное моделирование в среде Blender».
Цель проекта - изучение теоретических аспектов компьютерного моделирования и создание в Blender 3Б-модели реального объекта.
Основными задачами являлись развитие STEAMS-навыков, умение применять творческие механизмы реализации замысла, развитие социально-коммуникативных навыков.
На первом этапе было погружение обучающихся в теоретические аспекты моделирования реальных объектов: изучение термина «компьютерное моделирование», зна-
Таблица. Основные факты о STEM-образовании
Межпредметный характер обучения
Креативность и инновационность
Проектная форма образовательного процесса
Практическая направленность
Возможность выбора дисциплин
Критическое мышление
Задача STEM - преодолеть свойственную традиционному образованию оторванность от решения практических задач и выстроить понятные ученикам связи между несколькими дисциплинами
Изучения одной теории недостаточно. Важно постоянно искать новые методы, идеи и пути их практического воплощения
Обучающиеся объединяются в группы для совместного решения учебных задач. Работая в команде над проектом, они получают опыт, который максимально приближен к их будущей профессии
Полученные знания и навыки могут быть использованы для нужд семьи, образовательного учреждения, предприятия, города
Ключевые учебные дисциплины подбираются для подготовки специалиста по прикладным научным исследованиям. Это современные технологии, инженерные дисциплины и предметы естественнонаучного цикла (химия, физика и биология)
Изученное требует осмысления и подтверждения экспериментом. В этом и есть логика обучения
ri Г*
■
Рис. 1. 3D-модель танка Т-34
■ 4«
Рис. 2. 3D-модель самолёта
Рис. 3. Сцена расположения русских галер и шведских фрегат в Гангутском сражении
Рис. 4. 3D-модель подводной лодки «Паручник-1»
комство с этапами компьютерного моделирования. Это своего рода «инструктирование» обучающегося: что можно делать, как делать, когда и т.д. На данном этапе идёт выбор темы проекта и формируется проектная команда, осуществляется уточнение информационных запросов: что требуется найти и изучить, разрабатывается концепция проекта.
Одной из особенностей проекта является вариативность конечного продукта.
Второй этап работы над проектом предполагает обширную исследовательскую деятельность учеников. Основная особенность STEAM-занятия в том, что преподаватель перестаёт быть основным источником знаний. Используя информационные кейсы, обучающиеся изучают основные возможности программы Blender, главные компоненты пользовательского интерфейса и функциональное назначение каждого из них. Затем,
определив образ конечного продукта, изучают дополнительный материал: историческую справку, чертежи, схемы, необходимые для построения математической модели.
На этапе «Проектно-техноло-гической части» осуществляется освоение инженерии. После последовательного изучения команд и возможностей, предоставляемых средой Blender, обучающиеся реализуют свои проекты.
Конечно, работа над проектом предполагает обязательный этап рефлексии и обратной связи, подведение итогов, работу над ошибками.
В результате работы над данным проектом каждым участником команды были созданы 3Б-модели разных объектов: 3Б-модель танка Т-34 (см. рис. 1), 3Б-модель самолёта (см. рис. 2), сцена расположения русских галер и шведских фрегат в Гангутском сражении (см. рис. 3), 3Б-модель
подводной лодки «Паручник-1» (см. рис. 4).
Конечно, для обучающихся главным результатом является не просто полученный продукт, а, прежде всего, неоценимый опыт самостоятельности исследования, творчества, формирования и развития инженерной мысли, получение новых знаний, умений и навыков.
В этом плане БТЕЛМ-обучение полностью соответствует федеральным государственным образовательным стандартам нового поколения. Однако для большего успеха БТЕЛМ-образования и развития интереса обучающихся к БТЕЛМ-технологиям необходимо, в первую очередь, обеспечить становление и профессиональное развитие БТЕАМ-педагога. Благодаря этому можно повысить эффективность отечественной системы образования, конкурентоспособность российской науки и промышленности.
