Важливість і актуальність інженерної освіти
Економіка країни сьогодні потребує модернізації. Тому підготовка висококваліфікованих кадрів для промисловості і розвиток інженерної освіти є стратегічним державним завданням, пріоритетним напрямком розвитку країни. Для виконання цього завдання необхідно підготувати висококваліфікованих фахівців, орієнтованих на інтелектуальну працю, здатних освоювати високі наукоємні технології, впроваджувати їх у виробництво, самостійно розробляти ці технології. Сучасний інженер повинен не тільки здійснювати «трансфер наукових ідей в технологію і потім у виробництво, а й створити весь ланцюжок дослідження - конструювання - технологія - виготовлення - доведення до кінцевого споживача - забезпечення експлуатації».
Виростити такого фахівця можливо, якщо почати роботу зі шкільної лави.
Інженерно-технологічний напрям в гімназії № 3
Інженер повинен бути добре «підкований» у багатьох областях і науках. Крім спеціальних технологічних знань він повинен відмінно розбиратися в питаннях екології та економіки, володіти системним мисленням, здатністю мислити нестандартно і т.д. З чого почати підготовку майбутніх інженерів? Відповідаючи на це питання для своїх восьмикласників, ми сформулювали цілі першого року навчання:
1. Навчання технології проектної та дослідницької діяльності.
2. Знайомство з теоріями креативного мислення.
3. На основі креслення, 3d-моделювання, роботи на верстатах і 3D-принтерах вибудовування повного технологічного ланцюжка: від ідеї до уречевленої інженерного продукту.
З огляду на психофізіологічні особливості підлітків 14-15 років можна сказати, що в цьому віці відбувається формування абстрактного мислення - благодатний час для роботи з віртуальною реальністю, для навчання програмуванню. Однак, сучасні діти, добре орієнтуються в комп'ютерних технологіях, на жаль, дуже погано вміють «працювати руками». Невміння втілити в матеріалі задумане неприпустимо для майбутнього інженера. Саме тому ми намагаємося максимально надати спецкурсів практичну спрямованість.
Робота організованих нами спецкурсів може бути підтримана різноманітної конкурсній діяльністю. Для багатьох учнів це є додатковим стимулом, посилюючи навчальну мотивацію.
1. ТРИЗ - теорія рішення винахідницьких задач.
Курс вивчається 2 години на тиждень протягом навчального року. Можливе продовження. Гарним доповненням для нього є креативні бої, які поки організовуються в межах гімназії, але планується створення міської, а, можливо, і обласної системи подібних заходів. Вважаємо цікавим також міжрегіональний дистанційний конкурс з інформатики та Теорії рішення винахідницьких задач для учнів I - XI класів та студентів I - IV курсів «ТРІЗформашка», вже багато років організовується Пермським державним університетом.
2. Креслення, 3D-моделювання та прототипування.
Креслення - мова техніки. Це можливість передати свою інженерну ідею іншій людині. Цю просту істину підтвердить будь-який інженер на виробництві. Під нею, поза сумнівами, підпишуться викладачі технічних вузів, які сьогодні змушені навчати першокурсників, які не мають уявлення про кресленні як такому, бо даний предмет зник зі шкільної програми. В інженерному класі ми повернули уроки креслення. Досвід показав, що хорошим доповненням до них є заняття по тривимірному комп'ютерному моделюванню. Тим більше, що при грамотно організованій роботі тривимірні комп'ютерні моделі можна виготовити на верстатах, в тому числі з ЧПУ, а також на 3D-принтерах. Таким чином, добре реалізується зв'язка «ідея» - «модель» - «матеріальне втілення». На її основі можна робити різні цікаві проекти, що співвідноситься з поставленими нами цілями першого року.
Освоївши дані курси, учень може реалізувати себе в конкурсах, що проводяться компанією АСКОН і ГЦИ «Егіда»: Міський конкурс креслення і комп'ютерного моделювання в системі КОМПАС-3D і Конкурс творчих проектів у системі КОМПАС-3D. Готові проекти можуть бути представлені на науково-практичних конференціях і конкурсах, наприклад, на районному конкурсі проектів за технологією, на районному та міському конкурсі дослідницьких проектів учнів 5-8 класів і т.д.
3. Робототехніка та програмування.
Зв'язка двох курсів «Робототехніка» і «Програмування» дозволяє не тільки освоїти основи написання програм на мовах високого рівня, але відразу знайти їм практичне застосування в вигляді програмування роботів. На базі комплектів деталей для робототехніки EV3 учні конструюють і програмують роботів, оптимально пристосованих для виконання заданих функцій. Виходом може бути участь в змаганнях, а також представлення своїх проектів на НПК і інших конкурсах. У Новосибірській області на сьогоднішній день існує безліч змагань з робототехніки, наприклад, фестиваль інженерного творчості «Engeneration» та інші заходи Ліги роботів, Обласний робототехнический фестиваль «Робофест-Новосибірськ» і т.д.
4. Експериментальна фізика.
Шкільний курс фізики вельми теоретизувати. Майбутньому інженеру просто необхідно бути хорошим фізиком-практиком. Цьому сприяє введення додаткового курсу «Експериментальна фізика». Основна мета даного курсу - навчити учнів проводити проектну роботу з елементами дослідження, ставити перед собою навчальні цілі, формулювати завдання, проводити експериментальну роботу, оцінювати результати експерименту, впевнено користуватися лабораторним обладнанням. Вдало підібрана тематика експериментальних робіт сприяє підвищенню рівня навчальної мотивації, розвитку допитливості розуму. Даний спецкурс є гарною підмогою в підготовці команди восьмикласників до Турніру юних фізиків.
Виконавши в 8 класі мети початкового періоду, ми будемо розробляти подальшу програму спецкурсів підготовки майбутніх інженерів. Зараз ще складно сформувати напевно цей перелік, але припускаємо необхідність ведення курсу «матеріалознавство», вивчення екології виробництва, економіки, а також активну роботу в області формування системного мислення. Всі існуючі сьогодні стандарти інженерної освіти мають на увазі розвиток певних особистісних якостей майбутнього інженера. Школа не може залишитися осторонь від цих вимог. Тому плануємо серйозну роботу по формуванню умінь працювати в команді, вихованню лідерських якостей.
Обласний проект створення мережі інженерно-технологічних класів поставив перед нами нові, складні і цікаві завдання. Ми сподіваємося, що шкільне інженерно-технологічна освіта стане хорошою базою для формування висококваліфікованого інженера, здатного ефективно вирішувати завдання сучасного суспільства.