Из школы в инженеры

​Может ли школа научить компетенциям, которые необходимы для современного инженера?

Чтобы ребенок мог создавать образ какой-либо вещи в голове и передавать этот образ на бумагу в виде рисунка, схемы или чертежа, важно научить его творить, пока мышление не забито стандартами, требованиями и типовыми решениями. Помимо этого современный конструктор должен удерживать во внимании все, что касается технического изделия, его внутренней структуры и внешней среды. Ему необходим опыт работы в системном подходе. Обычная школа не решает такие проблемы, а они принципиально важны с точки зрения проектного и инженерного мышления. Будущему инженеру важно научиться, во-первых, искать варианты создания наиболее рациональной конструкции, во-вторых, доказывать, что этот вариант наиболее целесообразен по нескольким критериям, в-третьих, понимать, что окончательный вид изделия будет зависеть от того, кто в итоге принимает решение, так как даже при одинаковых исходных данных не могут быть разработаны абсолютно идентичные конструкции. В настоящее время учащиеся не привыкли смотреть на проблему или задачу в целом, а педагоги не привыкли создавать условия для ответственной деятельности ученика. В результате их деятельности не получается целостного изделия, оно состоит из отдельных элементов, а полностью система не работает, вот почему сейчас так мало талантливых генеральных конструкторов. Они заняты либо  только коммерческой стороной вопроса, либо только технической. Поэтому важно начиная со школы уделять особое внимание обучению работе с разными типами знаний, развитию обобщенного видения предмета и ситуации.При этом, как говорит профессор Московского авиационного института А.Ендогур, не важно, для какой отрасли промышленности вы собираетесь конструировать изделие, базовые знания и основная идеология одни. Если ты можешь разработать табуретку, то по тому же алгоритму сможешь рассчитать и начертить деталь машины или самолета. Очевидно, что только в рамках классно-урочной системы все эти способности сформировать невозможно. Необходимо погружать учащихся в мыслекоммуникативную среду, где за счет выстраивания содержательной коммуникации с профессионалами – носителями инженерных компетентностей учащиеся получают необходимые знания, важно участие будущих конструкторов в решении конструкторских задач, то есть нужно создавать условия, требующие от учащихся применения определенных умений и навыков для создания изделий и изобретения новых механизмов. В лицее №1550 в соответствии с программой профильной предынженерной подготовки работают секции, в которых учащиеся имеют возможность заниматься проектной и конструкторской деятельностью, это способствует формированию их конструкторских способностей и компетентностей. Одна из них – авиамодельная секция, которая призвана способствовать повышению интереса учащихся к авиационной технике, развитию у них способностей к самостоятельному анализу актуальных проблем авиастроения и проработке собственных технических предложений. Секция существует в тесном содружестве с отраслевыми вузами и предприятиями авиационной промышленности, занятия проводят молодые преподаватели факультета «Авиационная техника» МАИ и специалисты авиастроительных конструкторских бюро, различные интересные люди из мира авиации. В результате происходит непрерывное общение поколений, полученные в секции знания и навыки решения сложных технических задач помогут лицеистам в будущем при обучении в профильных вузах и работе на предприятиях авиационной промышленности. Занятия способствуют выбору будущей профессии лицеистов, а конструкторским бюро позволяют отбирать способных учащихся для дальнейшей подготовки высококлассных специалистов. Создавая впервые секцию авиамоделирования, мы стремились научить ребят формировать замысел, доводить его до завершения и конкретного продукта. Нам необходимо было наметить, как будет усложняться работа, чтобы у ребят пробудился интерес к профессии, а в дальнейшем возникли целостное понимание и ориентация в современной конструкторской деятельности. Придя в секцию, ребята сначала учатся делать модели планеров из пенопласта, которые хороши простотой изготовления, низкой стоимостью материала, а самое главное, возможностью с первой попытки сделать летающую модель, что мотивирует учеников к посещению занятий в секции. После изготовления пенопластовых моделей лицеисты переходят к созданию более сложных конструкций, выполненных из дерева, например воздушных змеев. Сейчас в авиамодельной секции идет постройка учебного планера «Жаворонок», ставшего модернизацией планера БРО-11 «Зилэ». Простота конструкции «Жаворонка», а также доступность и сравнительно невысокая стоимость материалов (в основном это дерево, фанера и перкаль) позволяют не опасаться ученических ошибок, дают возможность обучить до высокого уровня любого ученика независимо от его начальных навыков. В процессе изготовления моделей мы ставим задачу, чтобы школьники получили начальные знания об основах авиастроения, узнали о том, как летает самолет, какие силы на него действуют, как им управляют; овладели первичными навыками работы с инструментами и измерительными приборами, выполняли простые технологические операции, например склейку, сборку и регулировку моделей. Под руководством преподавателей, многие из которых молодые специалисты авиастроительных фирм, школьники овладевают практическими навыками подбора и заготовки материала, осваивают способы получения деталей криволинейной формы и обработки различных видов поверхностей, получают опыт работы с плазами, шаблонами, сборки различных агрегатов планера. На занятиях в секции мы учим школьников анализировать различные задачи, стоящие перед авиастроением, и предлагать их решение. К примеру, учащиеся разработали проекты легкого сельскохозяйственного самолета «Аэрохимик» с системой защиты экипажа от воздействия распыляемых химикатов и прогулочного экраноплана «Renovatio», в котором были предложены оригинальные технические решения. Эти проекты неоднократно были лауреатами различных конкурсов. Одним из ярких примеров применения полученных на занятиях в секции знаний и умений стала разработка учащегося 8-го класса лицея Алексея Горохова, предложившего способ изменения технологического процесса, который привел к сокращению общего времени сборки изделия. В процессе постройки планера ребята поняли, что больше всего времени уходит на создание основных элементов конструкции крыла «Жаворонка» – нервюр. На одну консоль крыла требуется 16 одинаковых нервюр, для изготовления типовой нервюры требуется заготовить около 20 реек с заданными геометрическими размерами, которые должны подходить под определенными углами к внешнему контуру. При изготовлении первых нервюр учащиеся подбирали параметры каждой рейки отдельно, все время проводя измерения и сверяясь со стапелем сборки нервюры, на это уходило много времени, а результат не всегда соответствовал требованиям точности. Проанализировав различные способы решения задачи, Алексей разработал специальное приспособление для ускорения и упрощения изготовления реек. С помощью компьютерной программы AUTOCAD он начертил электронные модели реек, распечатав плаз, прикрепил его к деревянной пластине с упорным бруском и защитной пластиной. Таким образом, было получено приспособление для быстрого и точного изготовления большого количества нужных реек. По примеру Алексея учащиеся секции создали еще несколько приспособлений, ускоряющих процесс сборки учебного планера. Эта ситуация наглядно демонстрирует задачный подход к решению инженерных задач. Понимая конкретную задачу, ученик анализирует функцию будущей конструкции, пользуясь определенным багажом знаний, создает требуемое приспособление. Количество подобных примеров говорит о том, что для формирования конструкторского мышления необходим опыт осознания того, что, во-первых, каждую конструкцию создают для выполнения определенных функций, во-вторых, что у любой задачи может быть несколько решений. Именно такой тип проекта, позволяющий создавать образ конкретного объекта, строить деятельность и добиваться результатов, необходим для формирования способности к инженерной деятельности. Кирилл МАЙСАК, педагог-организатор лицея №1550