Подростковая проба на инженера как образовательная фишка

Что происходило в реальности? Оказалось, что за несколько часов ребята (из разных городов и разных школ, возрастом от 14 до 18 лет), заинтересованные физикой, с помощью общего мозгового штурма и работы в группах разобрались с тем, что на что влияет и как это посчитать (КПД различных станций, потенциал реки, мощность солнечного и воздушного потоков и т.п.). А дальше три дня уходят на то, чтобы собрать станции…

Какие проблемы возникают:

1. Уже на этапе придумывания и рисования схемы: ответственность. Намного сложнее нарисовать схему электрической цепи, если ты знаешь, что то, что ты рисуешь, будет построено. Это требует ответственности за свои знания и их применение. В чем это выражается? В том, что даже зная формулы изменения силы тока, напряжения и сопротивления в сети, команда два часа не рискует начать спаивать солнечные панельки в цепь, а обсуждает, рисует и проверяет идеи на батарейках, чтобы увидеть, что при выбранном соединении показатели меняются запланированным образом.
2. Столкновение реальности с «физикой». Все знают, что амперметр встраивается в сеть последовательно, а вольтметр цепляется параллельно. Допустим, мы уже разобрались, почему это именно так. Но что это на самом деле значит? Что если есть подозрение, что прибор не работает, и желание проверить его? Можно ли это сделать известной, обычной сетью и током из розетки? Можете ли вы ответить на этот вопрос, не проверив? Дети не могут.

Дополнительные, незапланированные задачи. Как просверлить отверстие, строго перпендикулярное поверхности? Из чего и как сделать лопасти для ГЭС, если генератор оказался тугой и просто так его не раскрутишь? Такие задачки приводят к применению знаний из разных сфер, естественно и органично интегрируя их друг в друга. В работе с энергиями вдруг появляются рычаги, включается пространственная геометрия, оптика, вспоминаются формулы синусов, правила треугольников и т.д.

А ведь есть еще задачи, не имеющие прямого отношения к точным наукам, относящиеся к другим сферам знаний и этапам работы. Как описать свой опыт и рассказать о нем всем? Как узнать у работников станции именно то, что тебе действительно нужно? Как доказать партнерам по команде, что ты прав? Что делать, если партнеры по команде доказали тебе, что ты не прав?

Все коммуникативные навыки, которым сейчас уделяется так много внимания, отрабатываются при взаимодействии группы, работающей над общей задачей.

И наконец, самые очевидные проблемы:

• «Не умею». Это большая проблема, с которой дети готовы и хотят справляться. «Кто будет паять? Выясняется, что из всех мальчиков группы лишь четверть хотя бы держала паяльник в руках, а из этой четверти ни один не чувствует себя в этом уверенно. Но всем (и девочкам тоже) хотелось бы если не научиться, то попробовать.

И сюда приклеивается следующая проблема, подстерегающая нас на каждом шагу реальной жизни:

• «Ресурсы конечны. Если вдруг раскололась пластинка для крепления генератора, когда ты сверлишь в ней дырку, это значит, что теперь придется искать новую дощечку и делать из нее пластинку. А если сгорела солнечная панелька, когда ты ее припаивал, – у вашей установки будет меньшая общая площадь и мощность упадет.

Преодоление вот таких проблем, возникающих при работе, тренирует способность думать по-другому, думать широко, метапредметно и с привязкой к реальности.

Так, на первый взгляд, такая техническая задача, как сборка электростанций, позволила развернуть настоящую, полноценную инженерную деятельность и включила в себя применение многих не только научных, но и социальных, практических и даже экономических знаний.