Фантазия перспективна. Научно-технический подход к развитию инженерного образования в комплексе

​Мы с увлечением строим локальную модель инженерного образования. Мы – это сообщество учащихся, их родителей, педагогов и друзей Центра образования №1449 имени Героя Советского Союза Михаила Водопьянова. Модель опирается на надежную ресурсную основу и многолетние традиции успешной подготовки учащихся к конкурсам, а выпускников – к поступлению в профильные вузы.

До настоящего времени у нас сложилась команда из преподавателей математики и естественных наук, которые имеют большой опыт работы в классах естественно-научного и технологического профилей. Их последние достижения: 1 победитель и 5 призеров заключительного этапа Всероссийской олимпиады школьников 2015-2016 учебного года (на региональном этапе победителей и призеров было 27). Техносфера комплекса полностью переведена на цифровые устройства. Все учебные помещения имеют оснащенное рабочее место учителя, интерактивные доски. Дошкольное и школьное отделения комплекса оснащены оборудованием Курчатовского проекта.Развитие инженерного образования в комплексе – следствие растущего социального запроса, в том числе родителей и учащихся. Практикой нашей работы мы убеждены, что союз общего и инженерного образования в полной мере отвечает целевым установкам ФГОС, поэтому активно ищем отвечающие нашим реалиям организационные формы такого единства. Мы знаем, что широко распространены такие решения, как инженерный профиль обучения в старших классах (инженерные классы); классы с углубленным изучением ряда предметов; формы дополнительного образования по направлению «Техническое творчество», формы изучения и презентации истории техники (экспедиции, музейная работа); формы досуговой работы (кружки по освоению и эксплуатации новой техники, по техническим играм и спортивно-техническому направлению). Не следует также забывать, что в учебном плане есть общеобразовательный учебный предмет «Технология».Инженерный профиль остроактуален, перспективен, и мы будем его развивать. Но с учетом предыстории, условий и потенциалов нашего комплекса полагаем, что речь нужно вести о большем – сквозном инженерном образовательном направлении: от детского сада до выпуска. Выгода здесь обоюдна. Инженерное образование органично входит в общее образование и активно участвует в формировании творческой, продуктивной личности (если, конечно, не ломать живые представления детей об инженерии изучением «основ технических наук»). Инженерное образование предлагает школьникам безграничное поле маленьких и больших, сложных и не очень изобретательских задач, открывает увлекательный мир теории решения изобретательских задач, знакомит с материалами и технологиями, без которых удовлетворение запросов современного общества и производства просто немыслимо.Но и общее образование со своей стороны вносит немалый вклад в инженерное образование. Прежде всего, конечно, тем, что формирует базу фундаментальных знаний для прикладных инженерных дисциплин. Кроме того, общее образование закладывает фундамент становления трех важнейших инженерных компетенций: решения изобретательских задач; конструирования и моделирования; продуктивного участия в проектной деятельности.Имеем ли мы право именовать инженерным образованием то инженерное направление общего образования, которое формируется в комплексе? Полагаем не без оснований, что да. Во-первых, наше инженерное образование находит свое продолжение при обучении выпускников комплекса в партнерских колледжах и вузах. Включившись в проект «Инженерный класс в московской школе», наш комплекс вообще стал частью широкого промышленного и образовательно-научного кластера, в котором на выходе из образовательной вертикали выпускникам предлагаются инженерные специальности на высокотехнологичных производствах Москвы. То есть наше общее инженерное образование становится ориентационным и мотивирующим (стартовым) этапом в системе непрерывного инженерного образования для целой группы специалистов. Во-вторых, инженерное образование в комплексе даже в своем дошкольном звене имеет специальную организацию и носит программный характер, что как раз и отличает образование от случайного, разового пополнения знаний и умений или знакомства с предметом просто так, из любопытства.Развиваемая нами модель локального инженерного образования представляет собой цепь связанных между собой образовательных модулей, интегрированных в содержание всех ступеней общего образования. Каждый модуль – это совокупность дифференцированных организационно-технологических условий, обеспечивающих занятия в сетке часов основного и дополнительного образования. При этом основное образование делится на следующие уровни детализации: базовый, повышенный, профильный/олимпиадный (для старшей школы / для других ступеней). Дополнительное образование тоже дифференцировано, оно имеет уровни: ознакомительный, допрофессиональный, предпрофессиональный. Деление на уровни необходимо, чтобы школьник мог в соответствии со своими запросами и возможностями обоснованно строить свой собственный образовательный маршрут. А что означает «инженерное образование в детском саду»? Среди тем Курчатовского проекта для дошкольников есть, например, такая: «Лети, лети, самолетик!» Потребность «маленького инженера» пустить в полет собственное изделие из бумаги очень велика, и радость от удачного решения тоже. Но важно, что ребенок, решая свою игрушечную (с точки зрения взрослого) задачу, проходит полный цикл реальной инженерной деятельности: осознание потребности в новом устройстве – учет закономерностей природного мира – замысел устройства – подбор материалов и инструментов – изготовление и испытание продукта. По фазам движения к результату это полноценный инженерный проект!Подчеркнем, что связующим звеном для каждого образовательного модуля является проектная деятельность. Через работу в проекте мотивируется и осуществляется переход от одного уровня детализации к другому, от основного образования к дополнительному, от теории к практике и обратно.Необходимо учитывать, что проектная (инженерная) деятельность опирается на ряд прикладных предметных компонентов: математический, естественно-научный, информационно-технологический, обществоведческий, языковой, художественный, ОБЖ и др. В ближайшее время потребуется для каждого такого образовательного модуля решить вопрос о необходимой глубине предметных компетенций. Иначе для учащихся будет затруднено движение по уровням сложности, собственно, инженерных задач. Например, нужно ли школьникам, выбравшим инженерный профиль, погружаться в программирование, технический перевод, знакомиться с промышленным дизайном, с экономикой проекта?Предусмотреть на кончике пера все трудности развертывания столь сложной образовательной системы не представляется возможным. Поэтому при создании локальной модели инженерного образования мы предпочли один из эволюционных инженерных подходов: прототипирование и итеративную разработку. Суть подхода в том, что в первую очередь разрабатывается ядро, идеология всей системы и быстро запускается ее прототип, пусть и не располагающий полной функциональностью. Очередные итерации состава и структуры системы должны помочь определиться с дополнительной функциональностью. После ряда итераций система выходит на свою полную функциональность.Чтобы быстро создать прототип общего инженерного образования, мы воспользовались участием в Курчатовском проекте (с 2012 года) и проекте «Инженерный класс в московской школе» (с 2015 года). Благодаря этому комплекс безвозмездно получил не только значительную часть необходимой материально-технической базы, но, что не менее ценно, основы идеологии (ядра) современного школьного естественно-научного и инженерного образования, а также возможность осуществлять рабочие связи с ведущими инженерными вузами и организациями Москвы.Сообщество педагогов комплекса полностью разделяет междисциплинарную конвергентную идеологию Курчатовского проекта, идеи активного включения методов исследовательского обучения в образовательный процесс на всех его возрастных ступенях. Нам также близки установки проекта «Инженерный класс в московской школе» на формирование независимого мышления, исследовательского отношения к жизни и миру, самостоятельности в принятии технических, научных и бытовых решений. Очевидно, что идеологии этих двух общешкольных проектов тесно взаимосвязаны. Мы развиваем их синхронно.Работа по данным проектам захватывает как урочную, так и внеурочную деятельность учащихся. Обучение центрируется вокруг индивидуальной и групповой исследовательской работы, метапредметных исследований, индивидуальных учебно-исследовательских проектов, в том числе уже в начальной школе. Учащимся пришлись по душе метапредметные уроки, уроки с использованием проектной технологии, групповые практические занятия, практикумы, обзорные лекции, научные кружки дополнительного образования. На завершающем этапе для мотивированных детей читаются элективные курсы. Оборудование Курчатовского проекта используется при подготовке к ЕГЭ и ГИА. Радует степень вовлеченности школьников: 59 процентов из них участвуют в реализации Курчатовского проекта; 29 процентов учащихся основной и старшей школы занимаются в предпрофильных и профильных классах инженерной направленности. По мере развертывания общешкольных проектов ребята стали активно и с успехом участвовать во Всероссийской олимпиаде школьников, Курчатовской олимпиаде, Московском фестивале науки. К занятиям в кружках дополнительного образования привлекаются дети из других близко расположенных школ.Очень ценно, что в рамках указанных общешкольных проектов к занятиям со школьниками подключались аспиранты МГУ, преподаватели и студенты МФТИ, МЭИ, сотрудники корпорации «Московский институт теплотехники». Такое общение дает мощный импульс творческому профессиональному развитию педагогов комплекса. В рамках Курчатовского проекта наши учителя вместе с сотрудниками МГУ и МФТИ подготовили и провели городские семинары по организации «Сообщества учителей Курчатовского проекта». Они делились результатами своей работы, давали открытые уроки, где показали, как осуществляется проектно-исследовательская работа на урочных занятиях. Создан сайт сообщества учителей Курчатовского проекта.Каковы же возможные итерации исходной модели инженерного образования? В первой итерации следует подкорректировать систему образовательных технологий. Мы видим, что нашим педагогам нужно смелее применять при реализации общешкольных проектов новые образовательные IT-технологии: смешанное обучение, новые технологии групповой работы (коллаборативные платформы). Целесообразно поэкспериментировать с так называемым BYOD-обучением, обучением по скайпу, программами e-Learning (обучение с использованием интернет-технологий). Школьным учителям не нужно ждать, пока новые технологии будут им переданы преподавателями вузов. В области образовательных технологий сообщество учителей вполне может внести самостоятельный вклад в развитие инженерного образования в комплексе.Заметим, что в отличие от естественно-научного инженерное мышление плюралистично. Здесь нет единственно правильного ответа, зато можно найти оптимальное решение, обоснованное имеющимися ресурсами и ситуацией. Иногда в целях экономии учебного времени школьный педагог действует «по естественно-научному шаблону» и неправомерно ограничивает проблемное поле инженерной задачи поиском только одного, «правильного» ответа. Чтобы избежать таких ошибок в развитии инженерного образования, педагоги должны шире применять метод ситуационного обучения, то есть обсуждения со школьниками проблемных ситуаций, составленных на основе фактов, взятых из реальной жизни и инженерной практики. В этом мы усматриваем еще одно, новое поле сотрудничества учителей с представителями промышленности, науки и высшего образования.Слабым местом в обучении школьников проектной деятельности всегда был стартовый этап, когда рождается замысел, появляется тема проекта. Взрослые, ссылаясь на недостаток у детей знаний и опыта, стараются, как правило, сами сформулировать возможную тематику работ. Тем самым не только подавляется инициатива детей, они лишаются участия в важной, во многом определяющей стадии исследования, постепенно привыкают к интеллектуальному иждивенчеству. В связи с этим мы считаем, что для развития инженерного образования нужно стимулировать практически не применяемые в практике обучения концепт-проекты, то есть наброски и модели мыслимых, пусть иногда и кажущихся фантастическими, объектов техники, строительства, быта. На базе нашего комплекса с участием специалистов промышленности, науки и высшего образования можно было бы проводить ежегодную (яркую, звучную) ярмарку концепт-проектов школьников.Для оценки качества инженерного образования школьников главным являются не дифференциальные результаты учебной работы (знания, компетенции), хотя они, безусловно, важны, а интегральные результаты – продукты творческой деятельности: изделия, модели, схемы, чертежи, сопровождаемые результатами испытаний и оценками внешней независимой экспертизы. Необходим, таким образом, переход в профильном обучении от оценки преимущественно балльной к приоритету оценки накопительной, то есть к оценке результатов движения учащихся по уровням творческого развития. Для этого придется пересмотреть сетки критериев оценки проектной деятельности учащихся инженерных классов и связать их напрямую с оценками результатов со стороны внешних экспертов (жюри выставок, конкурсов, фестивалей). Мы полагаем, что в школьном инженерном образовании начислять баллы следует главным образом за творческие образовательные продукты, а не за решение учебных задач и ответы на вопросы.В следующих итерациях исходной модели необходимо будет сосредоточиться на воспитательных аспектах инженерного образования. Мы убеждены, что проект в школьном инженерном образовании – это по преимуществу созидательная творческая задача. Творческая, потому что ее результат (продукт) должен обладать для учащегося признаками субъективной новизны. Вместе с тем это проблемная задача, поскольку она должна выходить за рамки имеющегося у ребенка опыта решения других задач (учебных и внеучебных). Эта задача для школьника должна быть перспективной как в отношении его профессионального становления, так и освоения новых ключевых компетенций. Эта задача должна быть созидательной с точки зрения ценностного, духовного развития личности ребенка, поскольку в своем высшем, духовном ярусе личность прирастает поступками, обращенными «значимым другим».Для нас важно, чтобы школьное инженерное образование не было бессубъектным, чтобы было больше проектов, имеющих признаки решения созидательной творческой задачи, чтобы большее число людей было заинтересовано в продуктивном и успешном завершении этих проектов. Нужна организационная форма, в которой могли бы объединиться все те, кто считает себя причастным к инженерному образованию в нашем комплексе. Речь идет о создании школьного инженерного общества. В него должны войти учителя, которые реализуют учебные планы инженерных классов; учащиеся, проекты которых получили признание внешних экспертов; выпускники, избравшие инженерную профессию и внесшие вклад в успехи инженерного образования в комплексе; родители учащихся, помогающие развитию инженерного образования в комплексе; представители организаций – партнеров по сетевым проектам инженерного образования; специалисты промышленности, науки и техники, профессионального образования, делом поддерживающие развитие инженерного образования в комплексе.Школьное инженерное общество – это самоуправляющаяся детско-взрослая общность, объединенная любовью к инженерному делу и инженерному образованию, прежде всего в родной школе. Она создается для содействия развитию инженерного образования в комплексе, поддержки учащихся в их стремлении к инженерному образованию и творчеству. Общество может располагать серьезными обязанностями и весьма широкими полномочиями, например, развивать и поддерживать традиции школьного инженерного образования, изыскивать возможности привлечения в него дополнительных ресурсов, окружать школьное инженерное образование активом друзей, разрабатывать музейные и выставочные экспозиции, вести пропаганду достижений русской инженерной школы, проводить курсы лекций, создавать проектные студии и творческие мастерские, осуществлять внутреннюю экспертизу учебных планов, программ, проектов инженерного образования и многое другое. В деятельности общества возникает ткань событий, объединяющих людей разных возрастов в образовательное сообщество.Мы видим, что первоначальная идея создания в комплексе еще одного, инженерного, профиля обогащается разнообразными дополнениями и через ряд итераций исходной модели становится одним из эффективных способов жизнедеятельности образовательного сообщества комплекса в целом, его устойчивого развития. Так из «семечка» профиля вырастает сквозная, осевая структура, связывающая все подразделения общего образования. Это инженерный организационно-технологический уклад жизни образовательного комплекса. А ведь инженерный профиль у нас вовсе не единственный!Фаина БЫХОВСКАЯ, директор Центра образования №1449, заслуженный учитель РФ