gototopgototop

УДК 373.6

Машины Голдберга как средство пропедевтики инженерного образования

Китенко Сергей Родионович – аспирант кафедры Педагогики и психологии Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета.

Аннотация: В рамках данной статьи подробнее рассмотрены основные преимущества использования машин Голдберга в урочной и внеурочной деятельности учащихся для повышения мотивации и качества подготовки к дальнейшему инженерному образованию.

Ключевые слова: Техническое творчество, машины Голдберга, пропедевтика инженерного образования.

В настоящее время в сложившейся политической ситуации в мире экономика Российской Федерации пребывает не в лучшем состоянии, в результате чего возникает острая необходимость в развитии промышленности с целью импортозамещения. Соответственно, возникает потребность в подготовке высококвалифицированных кадров, способных решать сложные технические задачи. Похожие проблемы отмечены в разработках других людей, занимающихся вопросами организации и проведения технического творчества во всех его проявлениях [1,2].

Для решения данной проблемы был выбран один из видов технического творчества, т.е. машины Голдберга, которые по своим характеристикам, а также отсутствии обязательной необходимости в применении дорогостоящего оборудования и вычислительной техники способны занять прочную нишу на ступени среднего общего образования как весьма эффективное пропедевтическое и профориентационное мероприятие.

Машина Голдберга - это машина, предназначенная для выполнения простого действия сложным путем. Также для более художественного описания данных механизмов можно использовать другое определение, а именно “машина Голдберга - это история, рассказанная языком механики”. Данные механизмы только набирают популярность в России, в то время как за рубежом данный вид технического творчества активно используется как дополнительная занятость для школьников и студентов, а также как альтернативные варианты для проведения интегрированных уроков физики, математики и химии. Если обобщить, то во всех рассмотренных иностранных источниках [4-7] приведены различные варианты использования машин Голдберга в учебной деятельности, отмечены причины их эффективности и, что является весьма важным, приведены отзывы обучающихся, которые находятся в восторге от подобных уроков.

Первые соревнования по конструированию машин Голдберга были проведены в еще в 1949 году. В то время как в России подобные официальные масштабные состязания состоялись лишь в 2017 году в Сочи (среди студентов). Тем не менее, город Пермь подхватил инициативу и также в 2017 году состоялся подобный чемпионат среди школьников в МАОУ “СОШ №77” на уровне школы, а в 2018-19 учебном году эти соревнования были успешно проведены на уровне города [3] под организацией МАОУ “СОШ №77” на средства, выигранные в рамках конкурса “Президентские гранты”.

Привлечение учащихся школ, СУЗов и ВУЗов для участия в подобном проекте способно вызвать широкий общественный резонанс, поскольку своей абсурдностью и юмористической составляющей машина Голдберга способна вызвать интерес не только у “физиков”, но и у “лириков” и будет служить дополнительным механизмом популяризации знаний в области естественнонаучных предметов и дизайна. Кроме того, зачастую подобные механизмы обладают “вау-эффектом”, что за счет любопытства повышает интерес зрителей и увеличивает вероятность того, что часть зрителей в скором времени захочет попробовать себя в роли проектировщика механизма.

Кроме того, огромным плюсом в применении подобных механизмов для достижения поставленных целей является то, что при их проектировании можно максимально наглядно и увлекательно продемонстрировать различные физические и химические явления и законы, повысить уровень учеников владения математикой, а так же овладеть основами черчения и 3-Dмоделирования (при необходимости). Помимо сугубо внутренней мотивации детей (работа в команде по созданию машин Голдберга - это в первую очередь удовольствие и веселье), довольно просто найти источники внешней мотивации: промышленные предприятия и инженерные организации готовы спонсировать подобные проекты, поскольку они заинтересованы в привлечении талантливых и заинтересованных в работе будущих специалистов.

Еще один плюс заключается в том, что использование машин Голдберга для популяризации физико-математических предметов возможно не только при помощи внеклассных мероприятий, но и на уроках физики и математики. Например, проектировка одного из шагов машины может с успехом заменить ряд обязательных лабораторных работ по кинематике, реализация которых уже устарела. Помимо этого есть возможность формулировать задачи для решения (самостоятельно учителем или давать это задание ученикам) по уже существующим механизмам. Другими словами, использование машин Голдберга для поставленных целей обладает высокой вариативностью и мультипликативностью.

Таким образом, в рамках реализации технического творчества на ступени среднего общего образования, основываясь на применении машин Голдберга в качестве элемента образовательного процесса планируется привлечь дополнительное внимание обучающихся в школе к физико-математическим дисциплинам и помочь выпускникам понять, какой жизненный путь выбрать после окончания среднего образовательного учреждения. Этим планируется достигнуть развития инженерного мышления и обучающихся школ, а также повысить интерес к техническому образованию и к профессии инженера как таковой.

Список литературы

  1. Бальцер, Э.П. и др. Учебная робототехника как средство развития технического мышления учеников 7–8 классов / Э.П. Бальцер, И.А. Портнягин, А.С. Соболевский // Пропедевтика формирования инженерной культуры учащихся в условиях модернизации российского образования. - 2015. - С. 209-216.
  2. Евплова, Е.В. Инженерная культура как составляющая конкурентоспособности будущего специалиста / Е.В. Евплова // Пропедевтика формирования инженерной культуры учащихся в условиях модернизации российского образования. - 2015. - С. 54-57.
  3. Пермский городской Чемпионат Голдберга [Электронный ресурс, сообщество в социальной сети “В контакте”]. — Режим доступа: https://vk.com/permrgc.
  4. Acharya, S., Sirinterlikci, A. Introducing Engineering Design Through an Intelligent Rube Goldberg Implementation [Электронныйресурс]. — Режимдоступа: https://scholar.lib.vt.edu/ejournals/JOTS/v36/v36n2/acharya.html.
  5. Butler, A. Rube Goldberg machines teach lessons in physics [Электронныйресурс]. — Режимдоступа: https://durangoherald.com/articles/99151#slide=0. — 2015.
  6. Fike, D. 5 Rube Goldberg Lessons to Teach Engineering for High School or College Students [Электронныйресурс]. — Режимдоступа: http://contraptionmaker.com/5-rube-goldberg-lessons-to-teach-engineering-for-high-school-or-college-students/ . — 2015.
  7. Jenkins, T. Rube Goldberg Machines and the Engineering Design Process [Электронныйресурс]. — Режимдоступа: https://www.teachingchannel.org/blog/2015/09/29/rube-goldberg-machines-and-the-engineering-design-process. — 2015.

Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail