Особенности развития инженерного мышления детей дошкольного возраста

22.10.2018 Юлия Шевченко

Генеральный директор пермского Центра развития одаренности Юлия Шевченко приняла участие в дискуссии про инженерное мышление дошкольников на форуме «Лидеры перемен» и рассказала о своих впечатлениях. Публикуем ее мнение.

— Тема дискуссии, к участию в которой меня пригласили, была обозначена как «Инженерное мышление дошкольников». Там, правда, был подзаголовок, уточняющий, что разговор должен повернуться в сторону развивающего эффекта робототехники и других видов технической деятельности, доступной дошкольникам, но он как-то сразу сфокусировался на попытке разделить целое «гнездо» понятий, обозначить их границы, место и право на существование. Это, наверное, правильно: сложно говорить о развитии чего-либо, если ты не уверен, что оно существует или не понимаешь, какова суть этого явления. Другое дело, что смысл и суть – не самый простой предмет для «подиумных» дискуссий, какими они бывают в форматах форумов.

Инженерное мышление — процесс или свойство?

Начнем с заглавного для дискуссии вопроса о правомерности выделения и сущности инженерного мышления. Вообще мышление позволяет нам отражать закономерности и причинно-следственные связи. При этом в словесной форме не различаются два варианта: мышление как процесс отражения таких закономерностей и мышление как свойство, позволяющее человеку отражать такие закономерности.

Поэтому немного уточнений. Психические процессы – это основа психической деятельности. Или, можно сказать, психическая деятельность (работа психики) реализуется в психических процессах. Психические свойства – это некоторые устойчивые характеристики, по которым люди могут отличаться друг от друга. Они представляют собой устойчивые характеристики, обуславливающие эффективность протекания того или иного процесса у конкретного человека. Разница между психическими процессами и свойствами (а еще есть психические состояния, но о них сейчас мы говорить не будем) не всегда легко улавливается. Понимание обычно облегчается использованием физиологических аналогий. В физиологии тоже есть процессы и их индивидуальные особенности (и состояния, но о них не будем) . Возьмем пищеварение. Вообще – это некий процесс, свойственный всем, для простоты скажем, людям. Но если кто-то говорит, что в силу «слабого пищеварения» вынужден отказаться от определенного продукта, он ведет речь о свойстве, которое отличает его от других людей.

Инженерное мышление для всех?

Один из вопросов, который вчера повторялся несколько раз, – всем ли свойственно инженерное мышление, или это дар избранных (звучал в контексте «нужно ли работать со всеми?»). Здесь снова воспользуюсь аналогией. А всем ли свойственно логическое мышление? Если мы рассматриваем его как процессуальную характеристику, то ответ однозначен: конечно. Мышление логично по своей природе, это его неотъемлемая характеристика, но, когда мы говорим про кого-то «у него замечательное логическое мышление!», мы указываем на особые свойства, некое свойство, отличающего одного человека от других. Поэтому в практике и используются понятия «развитое логическое мышление», «слабое логическое мышление» и т.п.

С инженерным мышлением сложность состоит в том, что правомерность его выделения не так очевидна, хотя это понятие введено и в научное поле, и в прикладные контексты, и конечно, впервые оно прозвучало не в «недавних документах департамента образования», как было упомянуто вчера. Необходимость в нем возникла, когда не получилось объяснить работой других аспектов мышления возможность решения задач определенного типа – инженерных задач. Возьмем банальную: нужно вытащить маленький шарик, закатившийся в очень узкую щель между диваном и полом. Если у нас есть предмет, похожий на палку, – это задает один уровень задачи. А если нет швабры, но есть только листы бумаги, или только пластиковая бутылка, или, допустим, только банан? Опираясь лишь на логическое, математическое, или художественное мышление, решить такую задачу нельзя. И, если попробовать представить, визуализировать, что происходит в голове, когда мы ищем способ справиться с этим затруднением, скорее всего, мы увидим нечто особенное, похожее на схемы из учебников физики. Поэтому лично я поддерживаю мнение, что специфическое инженерное мышление, действительно, существует. Разные исследователи по-разному описывают уникальные для инженерного мышления характеристики. Мне самой субъективно очень понравилось утверждение из какой-то относительно свежей научно-популярной статьи, что инженерное мышление позволяет видеть структуры и действовать в условиях ограничений. Кажется, в статье было указано, что это из книги «Думай, как инженер». У книги не очень хорошие отзывы на «Озоне», но, похоже, я захотела составить собственное мнение.

Упражнения и игры на развитие мышления у детей дошкольного возраста

Чтобы мышление активно развивалось, нужно постоянно с ребенком заниматься. В помощь родителям и воспитателям будут дидактические, познавательно-развлекательные занятия, экскурсии, встречи со специалистами, а также обычные игры с детьми.

Развитие образного мышления у дошкольника

Для развития образного мышления подойдут игры, где будут задействованы «серые клеточки». К примеру, взрослый предлагает ребенку посмотреть на картинку, на которой изображены различные предметы, однако всех их можно назвать одним словом. Это могут быть предметы посуды, различные животные, предметы одежды, мебели, транспорт.

Другой хороший вариант – пазлы. Чтобы собрать картинку из множества элементов, нужно представить ее целой, уделять внимание отдельным деталям, искать общее на иллюстрации, чтобы получить целостность изображения.

Можно предложить сыграть в игру «Все по полочкам». В этой игре из кучи совершенно разных предметов нужно находить только те, которые соответствуют конкретным признакам.

Развитие логического мышления у детей дошкольного возраста

Для развития логического мышления помогут как устные игры, так и с использованием наглядных материалов.

Хороши такие устные игры как:

• «Сочиняем сказку»

В этой игре взрослый начинает сказку, а задача ребенка ее закончить.

• «Да и нет»

Игра с наводящими вопросами, на которые второй игрок дает ответ: «Да» или «Нет». Задача – в итоге отгадать задуманный первым игроком предмет.

• «Ассоциация»

В этом упражнении предлагается подобрать слова по ассоциации: Платье – лето, шуба… (зима);

белка – дупло, медведь… (берлога) и т.д.

С использованием наглядных материалов:

• Составлять фигуры из счетных палочек.
• Играть в «лабиринт» на картинке, помогая персонажу пройти путь.
• По иллюстрациям придумывать историю.

Развитие творческого мышления

Творческое мышление невозможно без воображения и умения ребенка оперировать образами. Можно предложить ребенку следующие игры и упражнения:

• найти в кляксе знакомые образы,
• из нескольких разных деталей создать какой-либо предмет,
• на разных картинках находить одни и те же признаки,
• угадать, что за предмет, по устному описанию.
• рисовать с помощью нетрадиционного рисования.

Развитие пространственного мышления

Для того, чтобы ребенок мог ориентироваться в окружающем мире, нужно развивать пространственные навыки. Для этого подойдут игры:

• со спичками, когда нужно из созданных фигур построить новые,
• с чертежами, когда ребенку предлагается, например, поиграть в пирата и найти клад, следуя плану,
• упражнение «Дальше — ближе», когда ребенку предлагается передвигать предметы на близкое и дальнее расстояние по просьбе родителя или воспитателя,
• с закрытыми глазами, следуя указаниям педагога, нужно прочертить линию на листе бумаги.

Что такое инженерное мышление?

Во время дискуссии прозвучало также мнение о том, что инженерное мышление – понятие того же ряда, что «кулинарное мышление», «парикмахерское мышление» и т.п. (прозвучавшее в поддержку тезиса «не надо плодить сущности, так можно придумать какое угодно мышление»). Что ж, если кто-то расскажет мне об особом типе кулинарных, или парикмахерских задач, несводимых к математическим, художественным или инженерным, а наоборот – универсальных, возникающих и решаемых в разнообразных видах практической/профессиональной деятельности, тогда я обязательно соглашусь с тем, что такая «придумка» будет хороша и научно обоснована. Что касается инженерных задач, вынуждающих нас применять особые когнитивные навыки, они, как раз, окружают нас везде. Инженерное мышление может потребоваться, если нужно открыть заедающий замок, достать с дерева котенка, надеть узкую обувь без специального приспособления, погладить один рукав рубашки, не помяв предыдущий, пристроить сумку на неудобную спинку стула на конференции и далее до бесконечности. С инженерными задачами регулярно сталкиваются профессионалы и любители в области той же кулинарии или парикмахерского дела.

Не получится встроить инженерное мышление в ряд «наглядно-действенное – наглядно-образное – словесно-логическое». Понятие «инженерное мышление» не соответствует понятию «абстрактное мышление», куда его попытались поместить. Между этими феноменами совсем другие отношения. Дело в том, что по сути наглядно-действенное, наглядно-образное и словесно-логическое мышление – это, скорее, не классификационные категории, а цепочка психических новообразований, открывающих нам новые возможности в ходе развития (и индивидуального и эволюционного). «Поле объектов», в котором мы можем решать задачи разных видов, постепенно расширяется. Сначала мы можем решать мыслительные задачи только на основе манипулирования материальными объектами, потом, работая с образами, потом и на базе использования абстракций. С инженерными задачами та же история. Разве не сталкивается с ними ребенок, который ищет опору, осваивая прямохождение, или малыш, пытающийся преодолеть хитроумные механизмы «защиты от детей»? И хотя наглядно-действенное, наглядно-образное и словесно-логическое мышление чаще всего называют видами, более точной, на мой взгляд, является другая понятийная конструкция: мышление на разных уровнях. И тогда можно говорить об инженерном мышлении, которое может быть реализовано на трех разных уровнях. При этом важно не забывать, что переход на новый уровень не снижает значимости прежних достижений. Ведь любой инструмент нужно использовать рационально. Если нам важно быстро достать шарик из-под дивана, и у нас под рукой швабра с длинной ручкой подходящего диаметра, нерационально будет создавать проект механической руки или проводить сложные расчеты, описывающие механику взаимодействия швабры, пола, дивана, шарика и собственного тела с учетом сквозняка и тепловых характеристик помещения.

ЖУРНАЛ Дошкольник.РФ

• Ананьева Елена Владимировна
• Скворцова Юлия Владимировна

Воспитатели МКДОУ д/с № 428 г. Новосибирск, Новосибирская область

Последнее время активно говорится о пропедевтике инженерного образования у детей дошкольного возраста в ДОУ. На то есть свои причины: обозначенный современный вектор развития общества направлен на переход к новому технологическому укладу, который требует формирование личности готовой жить и трудиться в качественно новых условиях, которые не сводятся к умению осваивать и эксплуатировать постоянно совершенствующуюся технику и технологии, а требует способностей справляться с комплексом новых производственных задач – проектных, конструкторских, технологических, управленческих…

Современные реалии показывают постепенное ежегодное увеличение количества детей со статусом ОВЗ в дошкольных организациях. Статистические данные 2022 года говорят о том, что 4,5% обследованных детей в России имеют аномалии в развитии, из них: детей инвалидов – 580 тыс, детей с ОВЗ -751 тыс. Абсолютно здоровыми можно считать не более 10% детей дошкольного возраста. Дети с ограниченными возможностями здоровья требуют особой организации обучения, когда методы формирования деятельности адекватны уровню и возможностям детей.

За последнее время существенно изменилась и парадигма современного дошкольного образования. Изданы новые нормативные документы: Федеральный закон от 29. 12. 2012 №273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации», «Федеральный образовательный государственный стандарт дошкольного образования» от 17 октября 2013 года № 1155, который ориентирует нас на «развитие личности детей дошкольного возраста в различных видах общения и деятельности с учетом их возрастных, индидивидуальных психологических и физиологических особенностей…и реализуется в следующих специфических для дошкольного возраста видах деятельности: таких как игровая…, конструирование из разного материала …»

Поэтому одной из приоритетных задач современного ДОУ является создание организационных и содержательных условий, обеспечивающих равные возможности для формирования предпосылок инженерного мышления у детей дошкольного возраста, не зависимо от уровня их развития, пола, нации, языка, социального статуса, психофизиологических и других особенностей.

В нашем детском саду разработана модель по формированию предпосылок инженерного мышления у детей в соответствии с их индивидуальными особенностями развития посредством научно – технического творчества. Работая уже четвертый год по данному направлению, мы с уверенностью можем сказать, что заявленная модель эффективна.

Новизна данной модели в том, что она трансформируема, в зависимости от интересов, возможностей детей, от целей, задач, которые ставит перед собой педагог. Реализуется она в системе, в совокупности таких видов деятельности как Lego – конструирование, моделирование из конструктора Тико, программирование Bee-Bot, формирование элементарных математических преставлений посредствам счетных палочек Кюизенера и логических блоков Дьенеша, работы в «Системном операторе». Примечательно то, что данная программа доступна для любого дошкольного учреждения, так как не требует больших финансовых затрат.

Реализуется Программа в рамках образовательной области – познавательное развитие. На педагогическом совете было принято решение непосредственную образовательную деятельность по конструированию осуществлять согласно данной программе.

Занятия проводятся два раза в неделю, один раз в рамках НОД конструирование, второй раз в совместной деятельности педагога с детьми. Продолжительность занятий согласно САНПИН от 15 мая 2013 г. №26: в средней группе – 20 мин, в старшей – 25 мин, в подготовительной – 30 мин. Количество детей в группе не более 12.

Во время занятий педагог использует разные формы организации деятельности с детьми: фронтальную, групповую, индивидуальную, самостоятельную.

Данная программа подразумевает следующую структуру образовательной деятельности:

• презентация нового материала (представление и объяснение нового материала как вербальным, классическим методом преподавания, так и с использованием ИКТ);
• постановка учебной задачи – в форме побуждающего диалога;
• обсуждение и анализ поставленной задачи;
• практический поиск решения поставленной проблемы;
• рефлексия (презентация и анализ полученного результата продуктивной или исследовательской деятельности);
• обыгрывание построек, выставка работ.

Основные правила проведения занятий по Программе следующие: ребенок – активный участник процесса, не педагог, а дети помогают и обучают друг друга; необходима специальная, развивающая, информационная предметно-пространственная среда; возможность самостоятельного выбора детьми модели постройки; самоконтроль и выявление ошибок самим ребенком; выработка и соблюдение определенных правил поведения на занятии; создание средств педагогической поддержки ребенка.

Основные методы работы по программе: познавательный, проблемный, метод проектов, систематизирующий, контрольный метод.

Разработанная нами модель, позволяет эффективно использовать разные формы взаимодействия с родителями. Наиболее интересной оказалась форма мастер – классов, когда родители дома вместе со своим ребёнком придумывают модель, а в группе детского сада учат дошколят конструировать придуманную ими постройку.

Данная программа основа на принципах ФГОС ДО от 17 октября 2013 г. N 1155 и представлена на сайте http: //ds428nsk. edusite. ru/

Кроме того к данной программе имеются методические разработки конспектов занятий, картотек игр, схем, «Альбом научно – технического творчества детей», «Тетрадь для юных изобретателей».

Из опыта своей педагогической деятельности могу с уверенностью сказать, что очень важна наполняемость предметно – развивающей среды, у детей должно быть достаточно видов разного конструктора, схем построек, дополнительных игрушек для обыгрывания построенных моделей.

В результате реализации предложенной нами модели, дети развиваются в собственном ритме и в соответствии с собственными интересами, закрепляют фундаментальные математические представления, знакомятся с основами конструирования и моделирования. У них развивается аналитическое и стратегическое мышление; внимательность, трудолюбие, ловкость, усидчивость, выносливость; развивается творческое, логическое, наглядно – образное мышление, прединженерное мышление; тренируется пространственное воображение; развивается речь. Дети учатся работать с информацией, находить её, анализировать, фиксировать, составлять и записывать алгоритм, зарисовывать схемы, заполнять таблицы. Они умеют согласованно работать в команде, соблюдая внутреннюю дисциплину, которая выражается в умении принимать правила группы, уважать чужую деятельность.

Техническое творчество или инженерное мышление?

Теперь о соотношении понятий «техническое творчество» и «инженерное мышление». Казалось бы, здесь все просто, но приходится остановиться и на этом моменте, потому что мы в итоге столкнулись с забавной ситуацией. Во время дискуссии прозвучала вполне понятная мысль, что мышление — вещь абстрактная, проще обсуждать то, что можно увидеть и пощупать — техническое творчество. Вспомнилось: «А голова – предмет темный и исследованию не подлежит». Не поспоришь: творчество, действительно, обсуждать проще. А после завершения встречи на доске отзывов мы прочитали такой отклик: «в итоге я поняла, что у маленьких детей не может быть инженерного мышления, а может быть только техническое творчество»… Надеюсь, автор отклика прочитает эту заметку, включая следующий тезис. Творчество – это деятельность. В ее ходе подключаются разные психические проявления: ощущения, восприятие, внимание, память, воображение, эмоции, воля и, конечно, мышление разных видов и разных уровней. Ведущий вид мышления в большинстве случаев будет определяться характером творческой деятельности, но не всегда будет им ограничиваться. Например, инженерное мышление может подключаться в процессе художественного творчества: так, при создании многих скульптур решаются сложные инженерные задачи. Вероятно, может быть и наоборот: но я пока не придумала красивый и очевидный пример.

Раз уж начали разбираться, попробуем развести все понятия этого поля. Как соотносятся мышление и интеллект? Если мышление в основе своей процессуально, то интеллект – это в чистом виде качество, свойство. При этом в отличии от «хорошего/живого/быстрого/точного мышления» (которое, как мы говорили выше, тоже свойство), интеллект – свойство более комплексное: в его содержании не только быстрота и эффективность когнитивных операций, но и другие характеристики (это «наполнение» разные концепции интеллекта описывают по-разному). Вероятно, инженерный интеллект и инженерное мышление соотносятся схожим образом.

Особенности развития мышления у ребенка дошкольного возраста

Развитие мышления у детей дошкольного возраста. В дошкольный период зарождаются разные типы мышления, причем одно становится основой для появления другого. Зависят же особенности мышления от появившегося опыта и знаний, которые постигает ребенок на пути своего взросления.

Так, предпосылки мыслить, понимать закладываются с самых первых месяцев жизни. Первая погремушка в жизни ребенка, первые действия с предметами, окружающими малыша – все имеет значение в устанавливании связей между человеком и предметом. Случайные действия могут порождать интерес и попытки повторить эти действия снова. К примеру, услышав, что погремушка издает звуки, малыш будет трясти ее снова, чтобы повторить процесс.

У маленького ребенка мышление не может быть осознанным, оно просто идет как следствие восприятия действительности. И только когда ребенок начинает ходить, получает двигательную активность, мышление тоже активно развивается. Этот этап начинается, когда ребенку исполняется два года. Причем изначально мышление становится следствием практического действия. Без осознанной работы мозга. Интеллект начинает развиваться, когда ребенок получает возможность что-то творить, создавать в ходе игр и развивающих, познавательных занятий. Получая все новые знания, ребенок учится совершать мыслительные операции, и уже к пяти годам умеет анализировать, сравнивать, обобщать.

Способности и одаренность

Кроме того, существует еще и понятие инженерных способностей. Вообще, способности и одаренность характеризуют личность с точки зрения ее возможности достигать успешности в общеинтеллектуальной или в какой-то специфической деятельности. При этом, согласно уточнению Теплова, способности не должны сводиться к знаниям, умениям и навыкам. Способности – некоторые частные, конкретные свойства. Это могут быть, например, характеристики психических процессов, ставшие индивидуальными особенностями (хорошее логическое мышление, яркое воображение, устойчивое внимание, особый угол восприятия («я художник, я так вижу»), а могут быть какие-то качества, в значительной мере обусловленные физиологически: слух, чувство ритма, глазомер. Одаренность же по источникам, получившим наибольшее признание, – интегральное явление, важными компонентами которого являются когнитивная составляющая, креативность и мотивация. Таким образом, высокий инженерный интеллект или «хорошее» инженерное мышление составляют часть содержания особого вида специальной одаренности.

Инженерный или технический?

Вроде, описала все понятия, которые хотела …а теперь признаюсь: для меня во всей это концепции остается одна сложность: уточнить, какое прилагательное более корректно в наименованиях всех этих когнитивных явлений: все-таки «инженерный» или все же «технический». Хорошо, что до этого вопроса мы вчера не добрались.

И, чтоб закончить с затронутыми вчера психологическими вопросами, не удержусь и быстренько опровергну еще ряд тезисов, прозвучавших на мероприятии. На самом деле нет научных данных, достоверно доказывающих, что возможности проявления инженерного мышления, интеллекта, способностей или потенциал к достижению успеха в технической деятельности ограничены особенностями темперамента, организацией работы полушарий головного мозга или гендерно-обусловленными особенностями психофизиологии человека.

Добавлю лишь, что в том, что не касалось сущностных вопросов, дискуссия, на мой взгляд, получилась законченной и была вполне успешной: мы отставали разные позиции, находили точки соприкосновения, были эмоциональными, неравнодушными и готовыми к взаимопониманию. За все это спасибо организаторам, коллегам-спикерам, модератору, экспертам и всем участникам!

Фото: Детский сад Легополис.