Румянцева А.С.
ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАДАЧА И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ *
Аннотация:
в статье рассмотрены отличительные особенности инженерной задачи, а также описаны критерии ее формирования на основе анализа понятия «инженерное мышление»
Ключевые слова:
инженерный класс, технологический класс, инженерное мышление, инженерная задача
УДК 372.853
Румянцева А.С.
магистрант
Балтийский федеральный университет имени И. Канта
(Россия, Калининград)
ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАДАЧА И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ
Аннотация: в статье рассмотрены отличительные особенности инженерной задачи, а также описаны критерии ее формирования на основе анализа понятия «инженерное мышление»
Ключевые слова: инженерный класс, технологический класс, инженерное мышление, инженерная задача
В настоящее время все больше и чаще говорится об инженерном образовании. Это перспективное направление подготовки инженерных кадров, но если рассмотреть специфику системы обучения в таких классах можно заметить, что это скорее класс с физико-математическим профилем, в котором предпочтение отдается углубленному изучению предметов естественно-научного цикла, а не развитию инженерно-технологического мышления.
Чтобы понимать разницу между классом инженерно-технологической направленности и профильным классом, необходимо более подробно разобраться с понятием инженерно-технического мышления. Об этом в своей статье говорит Ю.И. Чони: «Основу инженерного стиля мышления составляют следующие качества и умения. Во-первых, это любознательность и стремление к пониманию физической сущности природных явлений и мира техники. Во-вторых, пристрастие к количественному анализу сути того или иного процесса, той или иной закономерности. … В-третьих, владение базовым арсеналом математических методов и приемов, необходимых для решения широкого круга задач в предметной области. В-четвертых, умение за математическим формализмом видеть, чувствовать физику анализируемых процессов» [6, с. 256]. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что при обучении инженерно-технологических классов приоритетным должно быть развитие перечисленных компетенций. При этом их развитие не должно ограничиваться рамками предметов естественно-научного цикла.
Одним из ключевых моментов развития инженерного мышления является необходимость научить детей осознано выбирать наиболее конструктивные, рациональные решения и нести ответственность за свой выбор. В данном контексте под ответственностью подразумевается способность ученика аргументированно и доказательно объяснить достоверность своего решения.
Необходимо понимать, что далеко не каждый учащийся способен овладеть инженерной мыслью. Для того, чтобы инженерное мышление было доступно ребенку, в нем необходимо развивать ряд определенных умений.
Одним из инструментов усвоения знаний учащимися является решение задач. Однако, для развития инженерной мысли, задачи репродуктивного типа не подходят. В связи с этим необходимо ввести новый вид задач, а именно инженерные задачи.
На основе изученной литературы и исследования понятия инженерного мышления можно составить модель инженерной задачи, а именно определить критерии ее постановки и формулирования:
После составления модели инженерной задачи мною были проанализированы существующие сборники задач следующих авторов: Лукашик В.И., Тульчинский М.Е., Генденштейн Л.Э., Рымкевич А.П. Ни в одном из сборников мною не было найдено задач, подходящих под критерии инженерной задачи. Сборники содержат в себе однотипные задания на подстановку числовых значений. Не смотря на то, что задачи приближены к жизненным ситуациям, как правило, они имеют одно единственно верное решение, даже если оно не очевидно.
В связи с этим мною была поставлена цель: разработать цикл качественных и расчетных заданий для специализированных инженерно-технологических классов.
В подтверждение вышесказанного и для разъяснения цели работы рассмотрим готовую задачу из цикла.
У Вашего друга радостное событие: была приобретена квартира и предстоит нелегкое занятие – переезд. Как часто бывает, габаритные вещи сложно вынести через входную дверь, а иногда и вовсе невозможно. Такая ситуация случилась и с Вашим другом. Во время давнего ремонта была заменена входная дверь. Дверной проем стал уже, чем при въезде в квартиру, и вынести диван через него стало невозможно. Остается единственный выход: переместить диван через окно на балкон и далее посредством веревки вниз. Для определения длины веревки, необходимо знать высоту здания. Предложите минимум два способа определения высоты, с которой требуется спустить диван при условии наличия рулетки длинной 3 м и линейки длинной 30см.
Данная задача удовлетворяет всем перечисленным критериям модели инженерной задачи и может быть применима при изучении физики в предпрофильных и профильных инженерных классах.
При решении задачи учениками предпрофильного класса может быть найдено минимум 2 решения:
В тоже время, ученики профильного класса решая, данную задачу могут предложить кроме уже представленных решений еще три способа измерения высоты:
Принимая, что на балконе данный предмет обладает только потенциальной энергией, а в момент удара о землю только кинетической энергией получаем:
; =>
, где – высота здания и рост соответственно,
На примере разобранной задачи четко видно, что при ее решении ребенку необходимо представить данную ситуацию, что позволяет развивать наглядно-образное мышление. Учитывая предложенные условия, учащийся анализирует ситуацию, применяя известные ему законы физики, и на основании этого ищет возможные решения, что позволяет совершенствовать логическое, теоретическое, творческое мышление.
Решая инженерные задачи, удовлетворяющие построенной модели, школьники будут подходить к решению неординарно, будут способны находить решения в любой сложившейся жизненной ситуации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Генденштейн Л.Э. Физика. 7 класс. В 2 ч. Ч 2: задачник для общеобразовательных учреждений/ Л.Э. Генденштейн, Л.А.Кирик, И.М. Гельфгат, под ред. Л.Э. Генденштейна. – 3-е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2012.
Лукашик В.И. Сборник задач по физике. 7-9 классы: пособие для учащися общеобразоват. Учреждений/ В.И. Лукашик, Е.В. Иванова. – 25-е изд. – М.: Просвещение, 2011.
Рымкевич А.П. Физика. Задачник.10-11 кл.: пособие для общеобразоват. Учреждений / А.П. Рымкевич. – 9-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2005. – 188, [4] с. : ил – (Задачники «Дрофы»)
Тесленко В.И., Богомаз И.В. Школьное инженерно-техническое образование: концептуальное осмысление. // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. №4 (30)/2014
Чони Ю.И. Инженерный стиль мышление и педагогические приемы его формирования в процессе обучения в техническом ВУЗе.//Вестник Казанского технологического университета. №2/ том 16/ 2013
Rumyantseva A.S.
Master's student
Kant Baltic Federal University
(Kaliningrad, Russia)
ENGINEERING TASK & ITS FEATURES
Abstract: the article discusses the distinctive features of the engineering task, and also describes the criteria for its formation based on the analysis of the concept of "engineering thinking"
Keywords: engineering class, technology class, engineering thinking, engineering task.
Номер журнала Вестник науки №10 (43) том 3
Ссылка для цитирования:
Румянцева А.С. ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАДАЧА И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ // Вестник науки №10 (43) том 3. С. 32 - 36. 2021 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/4820 (дата обращения: 20.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2021. 16+