Abstract
The article presents the results of experimental work to verify the effectiveness of pedagogical conditions for supporting the process of forming the foundations of engineering competence of students of basic general education. The form of the organization of project activity of students in the engineering direction with the use of Agile technology is considered.

Key words: engineering competence, basic general education, three-dimensional printing technology, engineering education, extracurricular activities.

----------------

Глубокий кризис 90-х годов прошлого века, спад производства, ликвидация научно-исследовательских институтов  и вузов, отток квалифицированных кадров за пределы России - всё это нанесло большой урон отечественным промышленности, науке и образованию. Сегодня наше общество столкнулось с нехваткой  специалистов инженерных специальностей, владеющих современными компетенциями, способных обеспечить устойчивое технологическое развитие страны. Развитие искусственного интеллекта, Интернета, технологий виртуальной реальности невозможно без качественной подготовки будущих инженерных кадров, обладающих необходимыми в XXI веке компетенциями. В этой связи ключевым направлением в работе образовательных организаций становится формирование инженерной компетентности [1] со школьной скамьи с целью подготовки будущих кадров, способных к осознанному профессиональному самоопределению и самоутверждению, что обеспечит технологическое лидерство нашей страны на мировом рынке [2].

Сфера научно-технического творчества в современных условиях – это участие подростков в посильной инновационной деятельности и приобретение реального опыта профессиональной и социальной активности. Школьники, приобщившиеся к сфере научно-технического творчества, являются тем инструментом, с помощью которого можно решить важную задачу по переходу экономики страны на инновационный путь развития, основанный на знаниях. Формирование основ инженерной компетентности обучающихся в учреждениях общего образования требует применения современных образовательных технологий [3].

Для нашего исследования мы выбрали в качестве гипотезы следующее предположение: педагогические условия организации научно-технического творчества обучающихся основного общего образования с целью формирования основ инженерной компетентности в современный период нарастающей цифровизации всех сфер жизни предполагают поддержку проектной инженерной деятельности с применением Эджайл-технологии.

В рамках исследования была разработана структурно-функциональная модель формирования инженерной компетентности в сфере научно-технического творчества учащихся общеобразовательной школы [1]. Данная модель включает в себя цели, задачи, подходы, принципы, методы, компоненты и связи в моделируемом процессе. Отличительная особенность модели заключается в наличие процессуального блока, который содержит поэтапный план работы со школьниками по формированию инженерной компетентности в сфере научно-технического творчества, что позволяет учителю осуществлять обучение последовательно, проводя на каждом этапе мониторинг, а учащимся проводить самоанализ достигнутых промежуточных результатов через совместное обсуждение действий сверстников.

Инженерную компетентность обучающихся основного общего образования мы рассматриваем как совокупность личностно-мотивационного, коммуникативно-деятельностного, когнитивного рефлексивно-оценочного компонентов, выражающихся в позитивном отношении к элементарной инженерной деятельности и её осуществлении на основе полученных знаний, умений и навыков [4]. Сфера научно-технического творчества выступает в роли эффективного средства освоения инженерных компетенций, а также целенаправленного процесса развития творческих способностей обучающихся, активизация мыслительной деятельности обучающихся, формирование интересов обучающихся к различным отраслям науки и техники.

Опытно-экспериментальная работа проводилась на базе Гимназия № 1 им. В.И.Ленина города Ульяновска. В 2019–2020 гг. в опытно-экспериментальной работе приняли участие обучающиеся 7-ого класса (91 чел.): экспериментальная группа (46 школьников) – имела возможность работать над инженерными проектами с применением Эджайл-технологии и посещением лабораторий университета; контрольная группа (45 школьников) – здесь учебный процесс протекал в естественных условиях, без создания дополнительных условий.

В рамках внеурочной деятельности по программе «Мир инженерного дела» был организован формирующий этап опытно-экспериментальной работы, в ходе которого обучающиеся погружались в сферу научно-технического творчества на фоне выеденных педагогических условий.

Применяемый на урочных и внеурочных занятиях классический проектный подход направлен на поэтапный процесс разработки конечного продукта, который позволяет проследить всю логику разработки проектного решения. Однако, в современном мире от команды разработчиков инженерных систем требуется удовлетворение требование заинтересованных лиц (заказчиков), при этом классический подход не предполагает взаимодействие с заинтересованными лицами, так, конечный результат презентуется только на последним шаге проектной работы, из-за чего могут возникать проблемы, когда желание заказчика не совпадает с реальностью. Решением данной проблемы может быть применение инновационной технологии управления проектами Эджайл (Agile), которая предполагает цикличную работу над блоками проекта (рис.1).

Рис. 1. Схема работы обучающихся на проектами с применением Эджайл-технологии

При работа над проектом с применением Эджайл-технологии обучающиеся не привязаны к конкретному плану, проектное решение основывается на постоянных корректировках процесса разработки и взаимодействия с заинтересованными лицами. Такая гибкость на любом этапе проектной работы способствует творческой свободе в деятельности обучающихся. На любой стадии проекта команда может уточнить задачи и переориентировать ход работы, что позволяет прийти к быстрой реализации задуманного. Кроме того, не редко появляются нестандартные идеи, которые можно внедрить с адаптацией к целям проекта, это означает, что возможности для каждого проекта практически безграничны.

Эджайл-технология предполагает разбиение проекта на более доступные, более выполнимые блоки, которые решаются циклично до необходимого результата, что приводит к повышению качества работы, включая детальное проектирование продукта, совместную работу и тестирование полученного результата. Так как тестирование проводится на каждой цикле, ошибки и несоответствия могут быть быстро и легко выявлены и устранены. Таким образом, согласованность решений на каждом цикле процесса работы имеет основополагающее значение для повышения качества результатов проекта. Конечный результат в Эджайл-технологии зависит от коммуникации между заинтересованными лицами и обучающимися, что порождает формирование трудовой этики, профессиональных личностных качеств. На каждом цикле проекта обучающиеся рассматривают и учитывают отзывы заинтересованных лиц, что гарантирует реализацию пожеланий на протяжении всего жизненного цикла проекта.

В ходе обработки экспериментальных данных нами использовался критерий Манна-Уитни, представляющий собой метод оценки между двумя выборками по уровню количественно измеренного признака. Изучалась  динамика формирования компонентов инженерной компетентности в группах посредством сравнения ситуации в начале и в конце опытно-экспериментальной работы. Диагностика проводилась посредством  различных тестов (Кеттелла 14PF, Элерса, «Коммуникативные и организаторские склонности» В.В. Синявского, Беннета и др.) [5]. Результаты измерений представлены в таблице 1. 

Таблица 1

Динамика уровни сформированности компонентов инженерной компетентности обучающихся в экспериментальной группе

Как видно из рассмотрения таблицы, по всем четырем критериям в экспериментальной группе к концу опытно-экспериментальной работы заметно возрос процент обучающихся с высоким уровнем сформированности  инженерной компетентности.

Наблюдения показали также, что навыки публичных выступлений сформированы у 89% школьников, участвующих в эксперименте; технические и конструкторские навыки сформированы у 79% (данные обучающиеся с легкостью освоили программу трехмерного моделирования и принципы работы с трехмерном принтером); мотивация на занятие инженерной деятельностью наблюдалась у 95% обучающая, что говорит о высокой степени заинтересованности школьников учебным материалом; проектные навыки были развиты у 57% респондентов, что может свидетельствовать о возможных затруднениях понимания структуры проектной работы.

Полученные результаты позволяют сделать вывод об эффективности разработанной модели формирования инженерной компетентности и целесообразности уделения  большего внимания организации поэтапной работы обучающихся  над инженерными проектами с применением Эджайл-технологии. 

Литература

1. Арефьев, А.Л. Инженерно-техническое образование в России в цифрах / А.Л. Арефьев, М.А. Арефьев // Высшее образование в России. 2012. № 3. С. 122-139.

2. Ситников П.Л. Формирование первоначальных инженерных компетенций в процессе политехнического образования школьников // Многоуровневое образование и компетентностный подход: векторы развития, Материалы российской научно-методической конференции с международным участием. 2014. С. 494-500.

3. Вагнер, И.В., Власова, Ю.Ю. Эффективные механизмы привлечения школьников к научно-техническому творчеству / И.В. Вагнер, Ю.Ю. Власова // МНИЖ. – 2014. – №7-2 (26). – С. 53-55.

4. Фаритов А.Т. Педагогическая модель формирования инженерной компетенции учащихся основного общего образования // Научные исследования и разработки. Социально-гуманитарные исследования и технологии. 2021. Т. 10. № 1. С. 100-108.

5. Пашукова, Т.И. Психологические исследования. Практикум по общей психологии / Т.И. Пашукова, А.И. Допира, Г.В.Дьяконов. – М.: Издательство «Институт практической психологии», 1996. 153 с.

Рекомендовано к публикации:
В.Г.Шубович, доктор педагогических наук, научный руководитель работы;
А.А.Ахаян, доктор педагогических наук, член Редакционной Коллегии

Literature

1. Aref'ev, A.L. Inzhenerno-tekhnicheskoe obrazovanie v Rossii v cifrah / A.L. Aref'ev, M.A. Aref'ev // Vysshee obrazovanie v Rossii. 2012. № 3. S. 122-139.

2. Sitnikov P.L. Formirovanie pervonachal'nyh inzhenernyh kompetencij v processe politekhnicheskogo obrazovaniya shkol'nikov // Mnogourovnevoe obrazovanie i kompetentnostnyj podhod: vektory razvitiya, Materialy rossijskoj nauchno-metodicheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. 2014. S. 494-500.

3. Vagner, I.V., Vlasova, YU.YU. Effektivnye mekhanizmy privlecheniya shkol'nikov k nauchno-tekhnicheskomu tvorchestvu / I.V. Vagner, YU.YU. Vlasova // MNIZH. – 2014. – №7-2 (26). – S. 53-55.

4. Faritov A.T. Pedagogicheskaya model' formirovaniya inzhenernoj kompetencii uchashchihsya osnovnogo obshchego obrazovaniya // Nauchnye issledovaniya i razrabotki. Social'no-gumanitarnye issledovaniya i tekhnologii. 2021. T. 10. № 1. S. 100-108.

5. Pashukova, T.I. Psihologicheskie issledovaniya. Praktikum po obshchej psihologii / T.I. Pashukova, A.I. Dopira, G.V.D'yakonov. – M.: Izdatel'stvo «Institut prakticheskoj psihologii», 1996. 153 s.