Анализ тенденций освоения традиционных и современных технологий детьми различных возрастных групп с применением широкого спектра учебного оборудования и средств обучения.
Технологии существуют столько же, сколько существует человечество! В самом деле, способы создания инструментов являются главным свидетельством начала человеческой культуры. Технология всегда была мощной силой в развитии цивилизации, и особенно, когда появилась ее связь с наукой. Технология – это специфический язык, ритуал, ценность, бизнес и искусство — это неотъемлемая часть культурной системы, и именно технологии формируют и отражают ее ценности. Люди используют технологии, чтобы попытаться изменить мир и лучше устроить свою жизнь. Изменения эти могут относиться к потребностям выживания (еда, жилье или безопасность), или к человеческим устремлениям (знания, творчество или контроль). Результаты изменения мира часто сложны и непредсказуемы. Они могут включать неожиданные выгоды, непредвиденные затраты и случайные риски, которые способны повлиять на жизнь разных социальных групп. Поэтому обучение подрастающего поколения прогнозированию влияния технологий так же важно, как и продвижение возможностей технологий.
Технологии в образовании
Сегодня само понятие «технологии в образовании» требует принципиального осмысления. Растет понимание того, как технологии работают в повседневной жизни и как они формируют тенденции развития цивилизации.
Проектная деятельность развивается не только в общем и дополнительном, но и в дошкольном образовании. Интеграция науки, технологий и искусства в дополнительном образовании набирает обороты. И основное внимание в педагогические сообщества во множестве стран мира обращается к модели STEAM образования (интеграция науки, технологий, инженирии, искусств и математики).
Основная задача заключается в том, чтобы внедрить технологии в образовательные программы, а также использовать их для содействия организации учебной деятельности, чтобы все учащиеся были хорошо информированы о природе, возможностях и ограничениях технологий. Технология имеет свою собственную историю и самобытность, с использованием технологий формируется целый ряд грамотностей, навыков и «привычек ума», имеющих важное значение для жизни подрастающего поколения в технологическом мире. Внедрить технологии в образование напрямую невозможно, но можно внедрить и оценить эффективность, результативность и безопасность высокотехнологичных средств обучения и учебного оборудования.
Предлагаем познакомиться с анализом тенденций освоения традиционных и современных технологий детьми различных возрастных групп с применением широкого спектра учебного оборудования и средств обучения.
Дошкольники и младшие школьники (1-2 классы)
Современные дети живут в мире технологий и к моменту поступления в школу уже являются ветеранами в их использовании. Они приходят в образовательную организацию с «технологиями на кончиках пальцев».
Дети от природы исследователи и изобретатели, и им нравится творение и созидание. Особенно актуально для развития детей этого возраста широкое использование арт-технологий. Взаимодействие, эксперименты с художественными материалами и инструментами позволяют ребенку понять суть такого непростого явления, как технология, развивают его когнитивные способности и креативность, повышают успешность обучения по всем академическим предметам. Занятия ДПИ и ремеслами закладывают основу для будущего успеха в технологическом мире. От педагога требуется лишь одно — дать детям больше возможностей для изучения свойств традиционных и современных арт-материалов и познакомить с технологиями работы. Задания должны быть сосредоточены на потребностях детей и интересующих их проблемах. Важно разумное сочетание цифровых и традиционных технологий.
Дошкольники и младшие школьники должны знать, что:
• технологии существуют столько же сколько существует человечество и передаются из поколения к поколению. Самые уникальные технологии сохраняются и относятся к НАСЛЕДИЮ;
• инструменты всегда используются для того, чтобы сделать что-то лучше, или легче, или быстрее, чтобы сделать то, чего без них сделать невозможно;
• в науке и технике инструменты используются для наблюдения, измерения и создания;
• если решил что-то создать стоит следовать указаниям тех, кто уже делал подобное раньше (однако задания не должны ограничивать свободу творчества детей, а вот выполнение заданий по образцу надо свести к минимуму);
• люди могут быть не в состоянии сделать все, что придумали и спроектировали;
• можно проектировать самостоятельно и делать изделия с помощью простых инструментов и самых разнообразных материалов;
• нужно сопоставлять свою идею продукта с потребностями и возможностями, а затем спланировать, спроектировать, составить, оценить и придумать дизайн. Можно обратиться за помощью или советом к педагогу, а педагог должен помочь, но не ограничивать творчество юного создателя. Как правило, ребенку может понадобиться помощь в выявлении проблем и в осознании своих возможностей.
• можно использовать свой опыт для того, чтобы найти новую идею и чувствовать себя увереннее при ее реализации.
Придется учесть и имеющиеся у педагога ограничения: время, образовательную программу, пространство, доступность учебного оборудования, расходных материалов для творчества, вопросы безопасности и прочее. Педагог может обратить ситуацию с ограничениями в пользу для ребенка, если объяснит, что взрослые тоже сталкиваются с проблемами и ограничениями при разработке и создании вещей и предметов, в проведении научных исследований. Уже в дошкольном возрасте можно учить тому, что решение проблемы и для взрослых, и для детей заключается в разработке таких решений, которые дадут хорошие результаты, несмотря на наличие ограничений.
В дошкольном и младшем школьном возрасте дети склонны жестко придерживаться своего видения конструкции, оформления, сюжета и не хотят их улучшать или пересматривать. Поэтому там, где это возможно, следует поощрять ребенка к улучшению своих идей, но еще важнее, чтобы ребенок развивал уверенность в своей способности придумывать и воплощать в материале.
И еще одна рекомендация педагогам, после того, как группа закончит работать, педагогу следует предложить детям обсудить, что им нравится в проектах друг друга.
Младшие школьники (3-5 классы)
Эти годы обучения должны быть основаны на предыдущих достижениях в освоении технологий, на повышении сложности проектов творческой деятельности. Такой подход предполагает расширение спектра использования учебного оборудования и средств обучения, современных материалов для творчества и технологий работы с ними, что позволит расширить варианты заданий, инструментов и методов для освоения навыков в области создания предметов, измерений, расчетов и коммуникаций. Для наблюдений и измерений, осознания значения науки для развития технологий могут быть использованы задания, требующие применения такого оборудования, как микроскопы, телескопы, камеры и звукозаписывающие устройства, цифровые лаборатории и т.п. Также важно, чтобы ученики могли развивать навыки и уверенность в использовании обычных инструментов в личных, и повседневных целях.
Учащиеся 3-5 классов уже могут писать эссе о технологиях, особенно о том, как технологии помогают людям. Большинство сложностей и социальных последствий использования технологии они узнают позже, но уже сейчас они готовы начать рассматривать альтернативные способы создания и сравнивать их преимущества и недостатки.
Учащиеся становятся все более успешными в использовании учебного оборудования и средств обучения при разработке и реализации проектов, при анализе изделия:
• «Это работает?»
• «Могу ли я заставить его работать лучше?»
• «Могу ли я использовать лучшие материалы?»
• «Могу ли я улучшить конструкцию или внешний вид изделия?»
Чем больше учащиеся выполняют задания с использованием современного оборудования и новых образовательных решений, основанных на современных технологиях, тем больше опыта они получают, меньше нуждаются в прямом руководстве, их метапредметные и личностные результаты выше. Дети должны понимать, что совместные усилия и индивидуальная инициатива ценны для выявления и устранения проблем с конструкцией или с дизайном. Они должны начать испытывать желания, требующие от них: всесторонне проанализировать проблему, создать критерии приемлемого решения, предложить возможные решения, опробовать их, а затем внести корректировки или начать разрабатывать новое решение.
Поскольку учащиеся могут брать достаточно широкий спектр проектов, то акцент лучше сделать на том, что обычно существует не один лучший дизайн для продукта или процесса, а всегда есть целый ряд альтернатив и возможностей. Для этого можно предложить нескольким группам учащихся разработать и выполнить решение для одной и той же проблемы, а затем обсудить преимущества и недостатки каждого решения. В идеале проблемы должны быть «реальными» и интересными для учащихся.
К концу 5-го класса дети должны знать:
• что на протяжении всей истории человечества люди во всем мире изобретали и использовали инструменты, причем большинство современных инструментов отличаются от своих предшественников, но большая их часть является модификациями очень древних инструментов;
• что технологии позволяют создавать не только красивые и функциональные вещи, но и настоящие произведения искусства, в том числе сохраняя наследие и традиции;
• что технологии позволяют ученым и другим людям наблюдать вещи, которые слишком малы или находятся слишком далеко, чтобы их можно было рассмотреть глазом или изучить;
• что измерительные приборы могут использоваться для сбора точной информации необходимой для проведения анализа объектов или событий, а также для создания вещей и устройств, которые будут работать должным образом;
• что технологии расширяют возможности людей изменять мир: удалять, формовать, формировать или собирать материалы; перемещать предметы в пространстве и т.д.;
• что технологии расширяют возможности людей и позволяют повысить эффективность того, что можно сделать своими руками, голосом, чувствами и умом.
• что технологии позволяют найти решения, которые могут потребоваться для выживания (еда, вода, жилье, защита), для связи и передвижения;
• что технологии позволяют получать новые знания и выражать идеи;
• что идеального решения, конструкции, проекта или дизайна не существует, что решения, которые являются лучшими по одному параметру, например, безопасность или простота использования, могут быть хуже по другим — стоимости или дизайну, поэтому какие-то функции иногда приносятся в жертву;
• что даже хорошая конструкция, проект или дизайн могут потерпеть неудачу. Иногда следует заранее предпринять определенные шаги, чтобы снизить вероятность проблем, если их нельзя полностью устранить;
• что решение одной проблемы может порождать другие проблемы.
Учащиеся средней школы (6 по 8 классы)
Учащиеся 6-8 классов могут выполнять задания, в которых заложен более широкий взгляд на технологии, позволяющий анализировать их сходства и отличия от науки. Они уже могут различать науку и технологии, видят (в том числе через эксперименты), как можно заставить устройства делать то, что ученик задумал. Нет необходимости настаивать на знании терминов и определений, но внимание учащихся должно быть обращено на использование современного учебного оборудования, инструментов и материалов для освоения современных технологий, поиска новых решений, новых знаний, создания собственных конструкций, проектов или изделий.
Кроме того, по мере того, как учащиеся начинают думать о своих возможностях и интересах, их можно познакомить с целым рядом профессий, в которых используются технологии, наука и искусство, включая инженерное дело, креативные индустрии и промышленный дизайн. Через свои проекты, чтения специальных книг, экскурсии на производства и бесед со специалистами, учащиеся могут начать знакомится с существующими профессиями и профессиями будущего, связанными с технологиями, наукой и искусством, а также с тем какого образования они требуют.
Идея, на которой следует сделать акцент в средней школе, заключается в знании и понимание того, что для сложных систем требуются механизмы контроля. Например, обычный термометр для контроля комнатной температуры известен большинству учащихся и может служить моделью для механизмов управления сложными системами. Учащиеся должны изучить, как оборудование для контроля и управления работает в различных системах — механизмах, на спортивных соревнованиях, в политике, в человеческом теле, в обучении и т.д. В какой-то момент ученики используя современные средства обучения попытаются изобрести механизмы управления какой-то «сложной системой», которая не обязательно должна быть механической или электрической, но пригодную для реального использования.
Современное учебное оборудование, например, лаборатории по естествознанию, позволяют учащимся проводить эксперименты и рассмотреть такое понятие, как побочные эффекты технологий. Для этого могут быть использованы тематические исследования технологий (антибиотики, автомобили, аэрозольные баллоны и т.д.), которые имеют побочные эффекты. Учащиеся в этом возрасте должны также встретиться с более интересными и сложными ограничениями при использовании технологий для реализации своих проектных работ, а современное учебное оборудование позволит познакомить учащихся со многими фактическими примерами того, как детальная проработка проекта и излишек данных может быть использованы для устранения побочных эффектов.
К концу 8-го класса учащиеся должны знать, что:
• в прежние времена накопленный опыт и технологии передавались подрастающему поколению старшим поколением прямо на рабочем месте, а сегодня информацию по технологиям можно найти в библиотеках и на электронных ресурсах;
• знакомство человека с технологиями начинается с раннего детства, им отводится важная роль в образовании, они сопровождают нас всю жизнь;
• технологии имеют важное значение для науки. Именно технологии открывают ученым доступ к космическому пространству и другим отдаленным местам, обеспечивают сбор и анализ проб, измерений, сбор и хранение данных, вычисление и передачу информации и т.п.
• инженеры, архитекторы, художники и другие специалисты, которые занимаются конструированием, проектированием, дизайном используют в своей работе научные знания и технологии для решения практических задач, при этом они еще учитывают человеческие и национальные ценности;
• конструкции, проекты, дизайн обычно требуют учета не только физических и биологических ограничений, но и экономических, политических, социальных, этических и эстетических;
• все технологии имеют эффекты, которые не предусмотрены проектом, некоторые из них предсказуемы, а некоторые нет;
• побочные эффекты технологий могут оказаться неприемлемыми для некоторых групп населения и, следовательно, привести к конфликту;
• что суть контроля заключается в сравнении информации (того, что происходит с тем, что должно происходить), после чего вносятся соответствующие коррективы;
• процедура контроля требует считывания информации, ее обработки и внесения изменений;
• практически во всех современных машинах микропроцессоры служат центрами контроля производительности;
• конструкции терпят неудачу, не только потому что они имеют неисправные или плохо совместимые детали, а потому что они часто используются с превышением нагрузок, предусмотренных конструктором.
Учащиеся старшей школы
На этой ступени учащиеся вполне готовы к крупным проектам с использованием учебного оборудования, созданного на основе традиционных или современных технологий, позволяющих расширять познания о мире в целом и технологиях в частности.
Теперь учащимся надо помочь развить способность интегрировать знания из разных предметных областей, навыки различных технологий в проектную деятельность и создание собственного продукта. Развивать понимание у учащегося роли науки в развитии технологий и роли современных технологий в развитии науки. Например, это может быть отражено в проекте по изучению истории науки и технологий. Некоторые эпизоды в истории науки иллюстрируют важность технологии для науки и трудность четкого разделения науки и технологий, а анализ тенденций промышленной революции особенно важен в этом отношении. Для понимания роли науки и технологий очень важна доступность к лабораторно-исследовательской деятельности, которая может проводится в оборудованных современным учебным оборудованием лабораториях или, если нет такой возможности, то использовать симуляции и проводить виртуальные лабораторные работы.
К окончанию обучения в школе учащиеся должны знать:
• что для развития и совершенствования технологий необходимы математика, креативность, логика и оригинальность;
• что технологические проблемы и достижения часто создают спрос на новые научные знания, а новые технологии позволяют ученым расширять свои исследования или проводить их по-новому, открывать совершенно иные направления исследований;
• что сама доступность новых технологий является источником научного достижения;
• что технологии обычно влияют на общество и нашу жизнь больше чем наука, потому, что технология решает практические проблемы и удовлетворяет потребности человека (а также создает новые проблемы и потребности);
• что одним из способов влияния науки на общество является стимулирование и удовлетворение любопытства людей, расширение или оспаривание их взглядов на то, как устроен мир;
• что инженеры используют науку, технологии и стратегии проектирования, чтобы решать практические проблемы, а научные знания служат средством оценки предлагаемых решений еще до их реализации.
• что наука часто предлагает новые виды деятельности, о которых раньше даже не помышляли, а это, в свою очередь, приводит к созданию новых технологий.
