Многие работники образования давно поняли несостоятельность традиционной системы образования и необходимость ее кардинальной перестройки и стали инициаторами для проведения в России исследований по развивающему обучению.
Л.С. Выгодский в своей работе «Педагогическая психология» отмечал, что «традиционная европейская школьная система, которая процесс воспитания и обучения всегда сводила к пассивному восприятию учеником предначертаний и поучений учителя, является верхом психологической несуразности. В основу воспитательного процесса должна быть положена личная деятельность ученика.
Еще в 1972 году В.В. Давыдов в книге «Виды обобщения в обучении», анализируя традиционную систему обучения, показывал, что в основе этой системы лежат принципы рассудочно-эмпирического мышления, которые воспитывают у детей эмпирическое мышление. Такое мышление не является развивающим индивида, оно носит внешнеописательный характер, систематизирующим принципом которого является формальная логика. В массе своей средняя школа, опираясь на традиционную теорию учения, выпускает ограниченных людей. Этот метафизический подход приводит к тому, что у детей в 12…13 лет (по общемировым психологическим данным) заканчивается развитие мышления.
В подтверждение этого можно привести массу примеров. На своих уроках я задаю ученикам вопросы, требующие логического мышления и общей эрудиции, Например, почему земля вертится? Правильных ответов еще не получал, потому что некоторые предметники не доводят до школьников, что движение – единственная форма существования материи.
Таким образом, учебная деятельность и развивающее обучение это такая активность, которая связана с существенным преобразованием предметной и социальной действительности, окружающей человека. То есть человеческая активность только в том случае является деятельностью, если она приводит к существенному преобразованию ситуации, предмета, созданию чего-то нового в этом преобразовании. И эта активность развивается при работе над проектом. Именно те люди, у которых в какой-то мере было развито теоретическое мышление, прежде всего физико-математическое, получили наиболее приоритетные позиции в структурах финансового и управленческого менеджмента в целом ряде корпораций.
В условиях современного мира нашим детям требуется коммуникативные навыки, умение презентовать себя и результаты своего труда. Таким образом, появляется необходимость использования новых личностно-ориентированных образовательных технологий, в первую очередь, технологии проектной работы. Интеграция проектно-исследовательской деятельности в учебный процесс в школе помогает нам готовить выпускников, способных:
- быть социально ответственными, конструктивно сотрудничать с другими людьми;
- генерировать новые идеи, творчески мыслить;
- самостоятельно добывать новые знания.
Ю.Л. Хотунцев в статье «Проблемы технологического образования Российских школьников в 2008 году» отмечал, что «технология» в обязательном порядке изучается в школах Великобритании, Франции, ФРГ, США Австрии, Израиля, Нидерландов, Швеции и многих других стран. Этот предмет направлен на развитие творческих интеллектуальных способностей учащихся и включение их в созидательный труд.
Характерной чертой проектной технологии является реализация педагогом модели «обучение через открытие». Проектная работа расширяет представления молодых людей о предметных областях, дает возможность увидеть и осмыслить межпредметные связи. Участие в такой деятельности, основанной на взаимодействии учителей, школьников, родителей, представителей различных учреждений, дает реальный жизненный опыт и способствует осознанным решениям в выборе будущей профессиональной деятельности. Работа над проектами способствует формированию у детей позитивной самооценки. Ощущение успешности в проектной работе, в свою очередь, положительно влияет на результаты обучения.
В своей практике я предпочитаю метод проектов и долгосрочные проекты, потому что они требуют привлечение дополнительных знаний, выходящих за рамки школьной программы, развивают мыслительную деятельность, умение собирать и анализировать информацию, применять ЭВМ для обработки собранной информации и готовить презентацию для участия в олимпиадах различного уровня, общении с возможными работодателями.
Особое внимание уделяется теме проекта. Она должна быть направлена на решение проблемы и предусматривать получение конкретного результата, отличающегося новизной, полезностью и применимостью. Как правило, такие проекты представляют собой ноу-хау и патентоспособны. Патентование в РФ дело затратное и доступно учащимся, способным оплатить затраты в 7…15 тысяч рублей, поэтому «для затравки» я оформил три патента, остальные ждут заинтересованных лиц.
Е.С. Глозман, А.Е. Глозман и А.М. Махотин в статье «школа проектной деятельности учащихся 5-7 классов» подробно излагают методику и рассматривают алгоритм одного из примеров. Руководствуясь этой методикой руководители проектов помогают школьникам составлять персональные алгоритмы для своих задач.
Вот некоторые из выполненных нами проектов, соответствующих названным требования.
Двигатель внутреннего сгорания.
Проблема – существенное на 50-80% повышение мощности ДВС и снижение расхода горючей смеси по сравнении с классическими решениями в полтора-два раза.
Задача – разработать новое конструктивное решение ДВС, изготовить и испытать модель двигателя, уточнить его эффективность и подготовить предложение для производства.
Алгоритм решения проблемы:
- ознакомление с принципами работы двухтактных и четырехтактных ДВС и методиками определения их мощности;
- изучение конструктивных решений ДВС по материалам патентных данных;
- анализ собранных материалов, оценка их достоинств и недостатков и определение путей решения проблемы;
- разработка предложений по усовершенствованию конструкции ДВС (составление технического проекта и расчетной схемы;
- расчет мощности предложенного решения ДВС с применением ЭВМ;
- изготовление и испытание модели предложенного решения;
- сопоставление расчетных и опытных параметров, выводы и предложения по внедрению;
- оформление патента на изобретение.
Итоги работы над проектом:
- доказано, что увеличить мощность ДВС можно путем увеличения в два раза количества рабочих ходов поршня за один оборот коленвала;
- построены графики изменения крутящих моментов в зависимости от угла поворота коленвала (для предложенного решения и аналогичного в классическом исполнении);
- доказано, что предложенное решение позволяет увеличить мощность ДВС в 1,9 раза при практически сохранении материалоемкости;
- оформлена заявка на изобретение и получен патент №236975
Модель ДВС
Прибор для определения трения скольжения.
Проблема – создание прибора для лабораторных работ по физике.
Путь решения – прибор предназначен для определения коэффициента трения скольжения по углу наклона площадки скольжения.
Алгоритм решения:
- Сбор информации о наличии подобных приборов как опубликованных, так и запатентованных, и анализ собранной информации. Сформулировать положительные и отрицательные стороны имеюшихся приборов.
- Разработать предложения нового конструктивного решения прибора (лабораторного), отличающегося новизной, простотой в изготовлении (методом штамповки) и обладающего высокой точностью и универсальностью.
- Изготовить и испытать работающую модель, провести определение коэффициента трения скольжения для различных трущихся пар (дерево-дерево, сталь-сталь, дерево-сталь, сравнить с табличными данными.
- Оценить ориентировочную стоимость изготовления прибора (желательно получить заключение от ведущих производителей)
- Подготовить предложение для массового изготовления приборов и оснащения ими школ и НИИ.
Результат – изготовлена модель, применена на уроках физики, получен патент №2369057.
Модель прибора
Прибор для определения коэффициента трения качения.
Проблема– создание нового приборов для лабораторных работ по физике.
Пути решения – изготовление и испытание с помощью лаборатории Архимед.
Алгоритм решения:
- Изучение расчетных схем определения коэффициента трения качения и приведенного коэффициента трения качения.
- Сбор имеющейся информации и патентных данных, анализ полученной информации и постановка задач.
- Разработка оригинальной конструкции и составление техдокументации на изготовление модели прибора.
- Изготовление модели прибора.
- Испытание прибора с применением лаборатории Архимед, построение графиков параметрической зависимости.
- Анализ полученных данных и разработка предложений для серийного изготовления прибора.
- Подготовка документов для получение патента.
Получен патент №85657.
Модель прибора
Роторный компрессор (ДВС).
Проблема-применение зубчатых передач с эллиптическими шестернями.
Пути решения – изучение допустимой величины межцентрового расстоянии в шестерне обеспечивающего постоянное зацепление и зазоры.
Алгоритм решения:
- Теоретические исследования изменения угловой скорости пары эллиптических шестерен.
- Конструирование коробки шестерен с валами отбора мощности (вал в вале).
- Конструирование поршневых роторов и определение хода поршней.
- Конструирование блока цилиндров и устройств ввода и вывода воздушной смеси
- Изготовление модели, испытание и получение опытных параметров.
- Анализ результатов, сравнение с известными решения и разработка предложений для промышленного применения.
Модель компрессора
Примечание. Данное решение позволяет создавать компрессоры высокого давления, значительно превосходящие по своим параметрам известные на сегодняшний день.