Раннее обучение и развитие детей
В интересах реализации научно-технической стратегии государства, необходимо принять все меры для как можно более полного раскрытия творческого, интеллектуального и духовного потенциала каждого гражданина. Это начинает иметь значение еще до появления ребенка на светю Немаловажен образ жизни и отношения родителей (здесь снова важна религиозная составляющая), сознательный выбор звуковых стимулов во внутриутробном периоде и др.), во время родов (избежание механических и химических агрессивных воздействий, применения наркотических препаратов) и с самых первых дней жизни.
Идеи и методики раннего развития детей прошли большой путь благодаря исследованиям Монтессори, Никитиных, Шаталова, Зайцева и др. Однако в условиях доминировавшего в государстве и обществе статического подхода к науке и технике неявно постулировалась отрицательная ценность человеческой личности, значительное количество умных и творческих людей было не востребовано, а успехи данных методов неизменно отвергались казёнными образовательными структурами. Выдвигался даже на полном серьёзе тезис: «если все будут умные, то кто будет работать».
Напротив, во второй половине XX века в разных странах происходило неуклонное искусственное зятягивание сроков общего образования (с 8 до 13 лет) при одновременном выхолащивании его содержания. Ряд исследователей связывает это с борьбой образовательной бюрократии за бюджетные средства в ущерб обществу в целом (потери экономики от продления обучения даже на один год просто колоссальны, так как вместо того, чтобы вносить свой налоговый вклад, каждый ученик находится на иждивении государства)
Тем не менее, оказалось, что практически каждый человек от рождения обладает выдающимися (по современным меркам) способностями, которые вместо развития систематически необратимо подавляются в раннем возрасте общепринятыми сегодня практиками образования и воспитания. Тот факт, что лишь единицы детей сохраняют любознательность и творческие способности, и выглядят «выдающимися» на фоне большинства, несомненно, представляет собой массу личных трагедий, равно как и общественную катастрофу.
Выдающиеся результаты были получены в исследованиях раннего развития, проводившихся в конце XX века П. В. Тюленевым, который пришел к выводу, что чем раньше окружить малыша «пищей для ума», тем выше будет его интеллектуальное развитие. Тюленев утверждает, что младенец в раннем грудничковом возрасте способен без особых усилий запомнить на всю жизнь большой объем информации. Эта способность у малыша сохраняется в первые годы жизни (2—3 года).
Демонстрация малышу простых фигуры: линий, треугольников, окружностей и пр. позволяет натренировать, подготовить глазные мышцы ребёнка к восприятию изображений, характерных для нашей культуры: букв, цифр, схем, диаграмм. Он учится фокусировать взгляд, скользить по опорным точкам контура, разбивать его мысленно на простейшие фигуры.
Это физиологически подготавливает ребёнка к восприятию и запоминанию (в игровой форме) букв и цифр в возрасте около года, а с с 1,5 — 2 лет обращаться с компьютерной клавиатурой. Слабые пальчики ещё не приспособлены к карандашу и ручке, а нажать клавишу со знакомой буквой, соединить буквы в слова на пишущей машинке, по мнению Тюленева, гораздо проще. Аналогичные приёмы рекомендуются для развития математических, музыкальных и прочих способностей ребёнка, которым традиционно уделяется внимание гораздо позже.
(продолжение 👇)
В интересах реализации научно-технической стратегии государства, необходимо принять все меры для как можно более полного раскрытия творческого, интеллектуального и духовного потенциала каждого гражданина. Это начинает иметь значение еще до появления ребенка на светю Немаловажен образ жизни и отношения родителей (здесь снова важна религиозная составляющая), сознательный выбор звуковых стимулов во внутриутробном периоде и др.), во время родов (избежание механических и химических агрессивных воздействий, применения наркотических препаратов) и с самых первых дней жизни.
Идеи и методики раннего развития детей прошли большой путь благодаря исследованиям Монтессори, Никитиных, Шаталова, Зайцева и др. Однако в условиях доминировавшего в государстве и обществе статического подхода к науке и технике неявно постулировалась отрицательная ценность человеческой личности, значительное количество умных и творческих людей было не востребовано, а успехи данных методов неизменно отвергались казёнными образовательными структурами. Выдвигался даже на полном серьёзе тезис: «если все будут умные, то кто будет работать».
Напротив, во второй половине XX века в разных странах происходило неуклонное искусственное зятягивание сроков общего образования (с 8 до 13 лет) при одновременном выхолащивании его содержания. Ряд исследователей связывает это с борьбой образовательной бюрократии за бюджетные средства в ущерб обществу в целом (потери экономики от продления обучения даже на один год просто колоссальны, так как вместо того, чтобы вносить свой налоговый вклад, каждый ученик находится на иждивении государства)
Тем не менее, оказалось, что практически каждый человек от рождения обладает выдающимися (по современным меркам) способностями, которые вместо развития систематически необратимо подавляются в раннем возрасте общепринятыми сегодня практиками образования и воспитания. Тот факт, что лишь единицы детей сохраняют любознательность и творческие способности, и выглядят «выдающимися» на фоне большинства, несомненно, представляет собой массу личных трагедий, равно как и общественную катастрофу.
Выдающиеся результаты были получены в исследованиях раннего развития, проводившихся в конце XX века П. В. Тюленевым, который пришел к выводу, что чем раньше окружить малыша «пищей для ума», тем выше будет его интеллектуальное развитие. Тюленев утверждает, что младенец в раннем грудничковом возрасте способен без особых усилий запомнить на всю жизнь большой объем информации. Эта способность у малыша сохраняется в первые годы жизни (2—3 года).
Демонстрация малышу простых фигуры: линий, треугольников, окружностей и пр. позволяет натренировать, подготовить глазные мышцы ребёнка к восприятию изображений, характерных для нашей культуры: букв, цифр, схем, диаграмм. Он учится фокусировать взгляд, скользить по опорным точкам контура, разбивать его мысленно на простейшие фигуры.
Это физиологически подготавливает ребёнка к восприятию и запоминанию (в игровой форме) букв и цифр в возрасте около года, а с с 1,5 — 2 лет обращаться с компьютерной клавиатурой. Слабые пальчики ещё не приспособлены к карандашу и ручке, а нажать клавишу со знакомой буквой, соединить буквы в слова на пишущей машинке, по мнению Тюленева, гораздо проще. Аналогичные приёмы рекомендуются для развития математических, музыкальных и прочих способностей ребёнка, которым традиционно уделяется внимание гораздо позже.
(продолжение 👇)
(продолжение. начало 👆)
Появление папы или мамы по перед малышом согласно данной методике должно сопровождаться новой информацией, стать новым «научным» открытием. Например, новое слово на карточке, новый музыкальный звук, новая формула, новые сведения о чем-либо.
Помощь в этом могут оказать "чемоданчики эффектов" - наборы простых деталей и материалов, на которых могут быть продемонстрированы разные эффекты и их использование для решения изобретательских задач (впервые разработано В. Петровым): физические эффекты, такие как тепловое расширение и действие биметаллических пластин, особенности гидро- и аэродинамики, материалы с памятью формы, магниты, оптика и т. п. Геометрические эффекты, такие, как лента Мёбиуса, гиперболоиды вращения, эллипсоиды, спирали и т. п. Химические эффекты, дающие красивые и необычные реакции (изменение цветов, колебательные реакции, химическое соединение и разъединение деталей и т. п.)
Появление папы или мамы по перед малышом согласно данной методике должно сопровождаться новой информацией, стать новым «научным» открытием. Например, новое слово на карточке, новый музыкальный звук, новая формула, новые сведения о чем-либо.
Помощь в этом могут оказать "чемоданчики эффектов" - наборы простых деталей и материалов, на которых могут быть продемонстрированы разные эффекты и их использование для решения изобретательских задач (впервые разработано В. Петровым): физические эффекты, такие как тепловое расширение и действие биметаллических пластин, особенности гидро- и аэродинамики, материалы с памятью формы, магниты, оптика и т. п. Геометрические эффекты, такие, как лента Мёбиуса, гиперболоиды вращения, эллипсоиды, спирали и т. п. Химические эффекты, дающие красивые и необычные реакции (изменение цветов, колебательные реакции, химическое соединение и разъединение деталей и т. п.)
Ребенок и компьютер
Маленькие дети — это, в первую очередь, ученые. Они исследуют мир, и все, что видят в нем впервые. В компьютере сосредоточен сплав изящества законов природы и гениальности человеческого разума. Это объективно самая интересная вещь в современном доме.В нас заложено чутье, заставляющее останавливать свое внимание на некоторых свойствах окружающего мира, за которыми таится многое и важное. Дети, как и исследователи прошлого, не знают, что наблюдение радуги может привести к созданию лазеров, смешивание веществ — породить взрывчатку и лекарства, а кидание камешков — раскрыть тайны движения планет. Но они чувствуют нюансы сетей причинно-следственных связей, которыми пронизан наш мир. И они не могут не чувствовать, что компьютер — это кусочек еще одной революции, по своей значимости сопоставимой с открытием огня.
Они не знают его возможностей, но интуитивно ощущают их.В этом свете использование при детях компьютера для бестолковых игр, соцсетей или видеоматериалов — кощунство, и притом заразительное. Кибернетики XX века, грезившие о персональных компьютерах в каждом доме, и даже не мечтавшие о привычных нам технических характеристиках, пришли бы сегодня в отчаяние, видя, насколько опошлена их великая мечта.
Но и в наши дни есть прекрасные компьютерные игры, направленные на развитие научного, инженерного мышления и творческого воображения, наиболее известны из которых бесплатные Algodoo и The Powder Toy. Это, образно, говоря «песочницы», моделирующие реальный мир. Там можно собирать свои системы и смотреть, как они работают. Algodoo больше с уклоном в механику и оптику, Powder Toy— в тепловые, химические, электрические и ядерные явления. Соединить и то и другое в одной программе пока не позволяет производительность современных компьютеров.
Самому обнаружить, что протоны и электроны соединяются в водород, а водород и кислород под действием пламени превращается в водяной пар — это не дешевая вещь. И там, конечно, есть онлайн-каталоги с десятками или сотнями тысяч поделок других людей со всего мира. Ньютон, Кеплер, Евклид и многие другие гении прошлого дорого бы отдали за то, чтобы поиграть в такую игру хотя бы полчаса. Физикам давно известна «проблема трех тел»: для произвольной системы из двух тел (например Земля и Луна) можно вывести формулы, описывающие орбиты. Для трех тел — нельзя, даже если ты, скажем, Эйлер или Лагранж (они нашли-таки решения лишь для некоторых частных случаев). В Algodoo можно забросить тридцать или, если угодно, триста тел и любоваться их траекториями.
Затраты труда и денег на проведение самых фантастических экспериментов в такого рода программах ничтожны, а результаты часто имеют реальный физический смысл. Дети начинают двигаться от простого к сложному. Итак, взрыв получается, а могу ли я сделать плавное горение? Так, если слишком медленно подается топливо — всё тухнет, если быстро — взрывается... нужен какой-то способ регулировки.... В конце концов получаются интереснейшие конструкции — модели атомных станций, космических кораблей, заводов… Главное — чтобы ребенок почувствовал вкус игры с природой. Сначала с нарисованной, потому что она дешевле и безопасней. Когда рождается идея, что-то создаешь, оно летит-прыгает-ползает не так, ты ищешь причину, решаешь проблему, строишь заново и снова смотришь как оно прыгает, и снова ищешь причину — и так бесконечное число раз.
В школах индустриальной эпохи учат просто: у каждой задачи есть единственный догматически правильный ответ, его надо вызубрить, и с первого раза правильно выдать. Эту дурь потом приходится с большим трудом выбивать из головы. На производстве и в жизни, а тем более в науке совсем не так: есть десятки правильных ответов, и любой из них начинает работать где-то с сотой попытки... Физические «песочницы» готовят детей к реальной жизни, осмыслению, формулированию и творческому решению потока нестандартных задач. Поняв суть творческого процесса, дети неизбежно захотят выйти за тесные рамки виртуального мирка.
(продолжение 👇)
Маленькие дети — это, в первую очередь, ученые. Они исследуют мир, и все, что видят в нем впервые. В компьютере сосредоточен сплав изящества законов природы и гениальности человеческого разума. Это объективно самая интересная вещь в современном доме.В нас заложено чутье, заставляющее останавливать свое внимание на некоторых свойствах окружающего мира, за которыми таится многое и важное. Дети, как и исследователи прошлого, не знают, что наблюдение радуги может привести к созданию лазеров, смешивание веществ — породить взрывчатку и лекарства, а кидание камешков — раскрыть тайны движения планет. Но они чувствуют нюансы сетей причинно-следственных связей, которыми пронизан наш мир. И они не могут не чувствовать, что компьютер — это кусочек еще одной революции, по своей значимости сопоставимой с открытием огня.
Они не знают его возможностей, но интуитивно ощущают их.В этом свете использование при детях компьютера для бестолковых игр, соцсетей или видеоматериалов — кощунство, и притом заразительное. Кибернетики XX века, грезившие о персональных компьютерах в каждом доме, и даже не мечтавшие о привычных нам технических характеристиках, пришли бы сегодня в отчаяние, видя, насколько опошлена их великая мечта.
Но и в наши дни есть прекрасные компьютерные игры, направленные на развитие научного, инженерного мышления и творческого воображения, наиболее известны из которых бесплатные Algodoo и The Powder Toy. Это, образно, говоря «песочницы», моделирующие реальный мир. Там можно собирать свои системы и смотреть, как они работают. Algodoo больше с уклоном в механику и оптику, Powder Toy— в тепловые, химические, электрические и ядерные явления. Соединить и то и другое в одной программе пока не позволяет производительность современных компьютеров.
Самому обнаружить, что протоны и электроны соединяются в водород, а водород и кислород под действием пламени превращается в водяной пар — это не дешевая вещь. И там, конечно, есть онлайн-каталоги с десятками или сотнями тысяч поделок других людей со всего мира. Ньютон, Кеплер, Евклид и многие другие гении прошлого дорого бы отдали за то, чтобы поиграть в такую игру хотя бы полчаса. Физикам давно известна «проблема трех тел»: для произвольной системы из двух тел (например Земля и Луна) можно вывести формулы, описывающие орбиты. Для трех тел — нельзя, даже если ты, скажем, Эйлер или Лагранж (они нашли-таки решения лишь для некоторых частных случаев). В Algodoo можно забросить тридцать или, если угодно, триста тел и любоваться их траекториями.
Затраты труда и денег на проведение самых фантастических экспериментов в такого рода программах ничтожны, а результаты часто имеют реальный физический смысл. Дети начинают двигаться от простого к сложному. Итак, взрыв получается, а могу ли я сделать плавное горение? Так, если слишком медленно подается топливо — всё тухнет, если быстро — взрывается... нужен какой-то способ регулировки.... В конце концов получаются интереснейшие конструкции — модели атомных станций, космических кораблей, заводов… Главное — чтобы ребенок почувствовал вкус игры с природой. Сначала с нарисованной, потому что она дешевле и безопасней. Когда рождается идея, что-то создаешь, оно летит-прыгает-ползает не так, ты ищешь причину, решаешь проблему, строишь заново и снова смотришь как оно прыгает, и снова ищешь причину — и так бесконечное число раз.
В школах индустриальной эпохи учат просто: у каждой задачи есть единственный догматически правильный ответ, его надо вызубрить, и с первого раза правильно выдать. Эту дурь потом приходится с большим трудом выбивать из головы. На производстве и в жизни, а тем более в науке совсем не так: есть десятки правильных ответов, и любой из них начинает работать где-то с сотой попытки... Физические «песочницы» готовят детей к реальной жизни, осмыслению, формулированию и творческому решению потока нестандартных задач. Поняв суть творческого процесса, дети неизбежно захотят выйти за тесные рамки виртуального мирка.
(продолжение 👇)
(продолжение. начало 👆)
Есть и более развитые и сложные среды моделирования. Golems — трехмерный аналог Algodoo. Здесь можно не только собрать объемные конструкции, но и оригинальным и удобным образом программировать их, оснащать сенсорами и приводами. Это хороший способ знакомства с трехмерным пространством, функциями, сигналами и графиками. В Universe Sandbox, где можно попробовать себя в роли ни много, ни мало архитектора Вселенной — расставлять и формировать реалистичные звезды, планеты, астероиды и смотреть, что произойдет так и этак. SpaceFlight Simulator — строить и запускать разнообразные модели космических аппаратов.Есть программы для любого таланта: редакторы музыки и видео, программы для рисования и астрономических наблюдений, создания молекул и решения сложных проблем, моделирования жизни и мышления, социальных и политических явлений, сочинения стихов и анализа истории, виртуальные музеи и лаборатории...
Есть и более развитые и сложные среды моделирования. Golems — трехмерный аналог Algodoo. Здесь можно не только собрать объемные конструкции, но и оригинальным и удобным образом программировать их, оснащать сенсорами и приводами. Это хороший способ знакомства с трехмерным пространством, функциями, сигналами и графиками. В Universe Sandbox, где можно попробовать себя в роли ни много, ни мало архитектора Вселенной — расставлять и формировать реалистичные звезды, планеты, астероиды и смотреть, что произойдет так и этак. SpaceFlight Simulator — строить и запускать разнообразные модели космических аппаратов.Есть программы для любого таланта: редакторы музыки и видео, программы для рисования и астрономических наблюдений, создания молекул и решения сложных проблем, моделирования жизни и мышления, социальных и политических явлений, сочинения стихов и анализа истории, виртуальные музеи и лаборатории...
Игра, труд и развитие ребенка
Главный недостаток современных игрушек и компьютерных игр - вложенная в них огромная творческая фантазия художников и дизайнеров не оставляет места для собственной фантазии ребёнка. Такие игрушки скорее подавляют творческое развитие ребёнка, чем способствуют ему. Игрушек очень много, они покупаются для детей случайно. Родители не знают какие игрушки лучше, какие чему научат, что лучше для воспитания тех или иных качеств у ребёнка и т.п. Это не случайно — до ТРИЗ невозможно было показать, как идёт шаг за шагом творческий процесс. В ТРИЗ имеются специальные методы развития творческого воображения (РТВ) — и поэтому теперь могут быть подготовлены книги, разные игры, компьютерные программы и т.п., которые могут показать этот процесс - творческое мышление и научить ему.
Хотя большинство современных игрушек не учит ни думать, ни быть творческим человеком, имеется и такие, которые могли бы быть использованы для развития творчества, если их применить правильно. Важно создать систему игрушек из уже выпускающихся, подготовить книгу — учебник - каталог, включающую рекомендации родителям (или педагогам), что именно в какой последовательности должно покупаться, как это использовать для развития ребёнка.
Необходимо разработать новые разновидности известных игр и игрушек (пазл, конструкторов, механических игрушек, видеоигр и т.п.), которые были бы направлены на воспитание творческого мышления. Могут быть разработаны коллективные игры, победа в которых требует решения творческих задач и творческого взаимодействия с товарищами. Игры, направленные на преодоление психологической инерции, игры, направленные воспитание системного видения мира.
Необходимо разработать игры и игрушки, в которых решение творческих задач совмещено с выполнением ручной работы с разными инструментами, изготовлением придуманных устройств и т.п. Финальным выражением этого подхода является использование в качестве игрушки настоящего научного и производственного оборудования — как способа материализации ребёнком своей творческой мысли и его прямого вазимодействия с природой.
Через год после рождения 17-го ребенка в семье Менделеевых — того самого Дмитрия Ивановича, его отец ослеп. Чтобы справиться с непростой жизненной ситуацией, мать взяла на себя управление разорившимся стекольным заводом, который ей передал родной брат. За несколько лет её работы завод расцвёл. Дмитрий вспоминал: «Там, на стекольном заводе, управляемом моей матушкой, получились первые мои впечатления от природы, от людей, от промышленных дел». Он с любопытством заглядывал в печь, где пузырилось расплавленное стекло, наблюдал за стеклодувами. Но больше всего его завораживало превращение песка и соды в стекло. Тогда-то и зародился интерес будущего ученого к химии, и исследование химии стекла стало одной из первых его работ.
Своей продуктивностью и выдающимися способностями американский ученый и изобретатель Роберт Вуд во многом обязан тому, что в возрасте, когда дети любят играть с игрушками (а он умирал от скуки в школе для мальчиков и девочек "из хороших семей"), ему попала в руки одна из самых мощных и опасных "игрушек", когда-либо в истории бывших в руках ребенка. Это был огромный завод воздуходувных машин В.Ф. Стэртеванта, соседа Вудов. "Когда мне было около десяти лет, он взял меня на завод и показал мне все: огромные двигатели Корлисса, литейный цех, токарные станки с ремнями невероятной длины и маховиками, механические мастерские, столярные цеха — словом, все. Он представил меня начальникам цехов и приказал им пускать меня в цеха и позволять мне делать все, что я захочу, — только чтобы я не покалечился…".
Так же поступил и отец уже упоминавшегося Бориса Злотина — директор механического завода и изобретатель. Он приставил к ребенку старого рабочего и предоставил свободу изучения завода. В 7 лет он уже умел работать на токарном станке, в 9 - варить, а в итоге стал одним из ведущих изобретателей мира, обогатив ТРИЗ новыми подходами и методами.
(продолжение 👇)
Главный недостаток современных игрушек и компьютерных игр - вложенная в них огромная творческая фантазия художников и дизайнеров не оставляет места для собственной фантазии ребёнка. Такие игрушки скорее подавляют творческое развитие ребёнка, чем способствуют ему. Игрушек очень много, они покупаются для детей случайно. Родители не знают какие игрушки лучше, какие чему научат, что лучше для воспитания тех или иных качеств у ребёнка и т.п. Это не случайно — до ТРИЗ невозможно было показать, как идёт шаг за шагом творческий процесс. В ТРИЗ имеются специальные методы развития творческого воображения (РТВ) — и поэтому теперь могут быть подготовлены книги, разные игры, компьютерные программы и т.п., которые могут показать этот процесс - творческое мышление и научить ему.
Хотя большинство современных игрушек не учит ни думать, ни быть творческим человеком, имеется и такие, которые могли бы быть использованы для развития творчества, если их применить правильно. Важно создать систему игрушек из уже выпускающихся, подготовить книгу — учебник - каталог, включающую рекомендации родителям (или педагогам), что именно в какой последовательности должно покупаться, как это использовать для развития ребёнка.
Необходимо разработать новые разновидности известных игр и игрушек (пазл, конструкторов, механических игрушек, видеоигр и т.п.), которые были бы направлены на воспитание творческого мышления. Могут быть разработаны коллективные игры, победа в которых требует решения творческих задач и творческого взаимодействия с товарищами. Игры, направленные на преодоление психологической инерции, игры, направленные воспитание системного видения мира.
Необходимо разработать игры и игрушки, в которых решение творческих задач совмещено с выполнением ручной работы с разными инструментами, изготовлением придуманных устройств и т.п. Финальным выражением этого подхода является использование в качестве игрушки настоящего научного и производственного оборудования — как способа материализации ребёнком своей творческой мысли и его прямого вазимодействия с природой.
Через год после рождения 17-го ребенка в семье Менделеевых — того самого Дмитрия Ивановича, его отец ослеп. Чтобы справиться с непростой жизненной ситуацией, мать взяла на себя управление разорившимся стекольным заводом, который ей передал родной брат. За несколько лет её работы завод расцвёл. Дмитрий вспоминал: «Там, на стекольном заводе, управляемом моей матушкой, получились первые мои впечатления от природы, от людей, от промышленных дел». Он с любопытством заглядывал в печь, где пузырилось расплавленное стекло, наблюдал за стеклодувами. Но больше всего его завораживало превращение песка и соды в стекло. Тогда-то и зародился интерес будущего ученого к химии, и исследование химии стекла стало одной из первых его работ.
Своей продуктивностью и выдающимися способностями американский ученый и изобретатель Роберт Вуд во многом обязан тому, что в возрасте, когда дети любят играть с игрушками (а он умирал от скуки в школе для мальчиков и девочек "из хороших семей"), ему попала в руки одна из самых мощных и опасных "игрушек", когда-либо в истории бывших в руках ребенка. Это был огромный завод воздуходувных машин В.Ф. Стэртеванта, соседа Вудов. "Когда мне было около десяти лет, он взял меня на завод и показал мне все: огромные двигатели Корлисса, литейный цех, токарные станки с ремнями невероятной длины и маховиками, механические мастерские, столярные цеха — словом, все. Он представил меня начальникам цехов и приказал им пускать меня в цеха и позволять мне делать все, что я захочу, — только чтобы я не покалечился…".
Так же поступил и отец уже упоминавшегося Бориса Злотина — директор механического завода и изобретатель. Он приставил к ребенку старого рабочего и предоставил свободу изучения завода. В 7 лет он уже умел работать на токарном станке, в 9 - варить, а в итоге стал одним из ведущих изобретателей мира, обогатив ТРИЗ новыми подходами и методами.
(продолжение 👇)
(продолжение. начало 👆)
Система технологических платформ позволяет предоставить гораздо боле мощную «игрушку» такого рода — систему универсального автоматического производства и эксперимента - буквально каждому ребенку вне зависимости от каких-либо экономических, сословных и прочих ограничений. Трудно переоценить значение для формирования творческого потенциала нового поколения того, что не единицы, а десятки миллионов детей смогут сменить пивные банки, ютуб-жвачку и спиннеры на персональные заводы и лаборатории.
Важнейшим аспектом формирования мотивации и творчества ребенка является родительский пример. В старинной крестьянской общине дети с самого рождения видели труд родителей и старших братьев и сестер и учились на их примере способам действия, отношению к труду, отношениям между людьми по поводу этого труда и его плодов.
Эпоха индустриализации, требовавашая большого количества «конвейерных рабочих» привела к разрыву этого важнейшего и естественного канала передачи информации — личного ежедневного примера родителей. Отцы, а зачастую и матери работают далеко от детей, дети восптитываются централизованного казенными воспитателями и учителями, среди которых процент авторитетных и компететнтных людей постоянно падает с момента завершения индустриализации (в середине XX века), для которой эта система была нужна.
В настоящее время наиболее инициативные и образованные родители выстраивают модель семейного образования, когда мать обучает детей на дому. Это открывает широкие возможности для девочек в восприятии материнской роли и примера, возрастающей помощи ей. Хотя, в современном российском и западном обществе, многодетное материнство и тем более семейное обучение связано со значительной физической, экономической и психологической нагрузкой на родителей, ввиду того, что государства придерживаются статического подхода к науке и технике, и, следовательно, мальтузианского курса ориентированного на сокращение численности населения — и не поддерживают подобные практики.
Однако мальчики в большинстве занятий обычно не могут помогать в работе отца, как раньше, например, они участвовали в охоте или полевых работах, в рамках естественного цикла наставничества и передачи знаний. Это связано с тем, что труд отца нередко является узкоспециализированным, школьная программа обучения находится в большом разрыве с обучением труду, нередко отец не хотел бы участия ребенка в таком труде, которым занимается он сам. В любом случае, время, посвященное изучение «предметов» даже под руководством матери — это время, когда мальчик не участвует в работе отца — и наоборот. И даже, если он участвует, процесс объяснения ребенку громадного объема информации, с которым связаны сложные профессии, тем более — научно-технические — серьезно затруднит и замедлит работу отца.
Весь этот комплект проблем в корне решается переходом к платформам децентрализованного производства. При этом отцу необязательно находиться далеко от семьи, чем бы он ни занимался — материальная составляющая его работы может производиться на месте, либо там где она будет применяться удаленно. Система обучения, построенная на том же доступе к производству, осваивается при этом ребенком — обучаясь, он работает сразу с теми же инструментами, что и взрослый, но пока на своем уровне понимания.
Функция передачи учебной информации в основном снимается с родителей (и передается открытым онлайн-учебным курсам с экспериментальной производственной частью) — их роль больше состоит в том, чтобы передать детям свою мотивацию, этику и отношение к труду. Высокие производственные возможности универсальной плафтормы снижают одновременно бытовую нагрузку на семью и могут быть основой вовлечения детей в труд: изготовление при помощи платформы мебели, еды, одежды и прочего могут быть естественными учебными заданиями, позволяющими ребенку участвовать в таком труде разной степени сложности, результат которого используется им самим и его близкими людьми.
Система технологических платформ позволяет предоставить гораздо боле мощную «игрушку» такого рода — систему универсального автоматического производства и эксперимента - буквально каждому ребенку вне зависимости от каких-либо экономических, сословных и прочих ограничений. Трудно переоценить значение для формирования творческого потенциала нового поколения того, что не единицы, а десятки миллионов детей смогут сменить пивные банки, ютуб-жвачку и спиннеры на персональные заводы и лаборатории.
Важнейшим аспектом формирования мотивации и творчества ребенка является родительский пример. В старинной крестьянской общине дети с самого рождения видели труд родителей и старших братьев и сестер и учились на их примере способам действия, отношению к труду, отношениям между людьми по поводу этого труда и его плодов.
Эпоха индустриализации, требовавашая большого количества «конвейерных рабочих» привела к разрыву этого важнейшего и естественного канала передачи информации — личного ежедневного примера родителей. Отцы, а зачастую и матери работают далеко от детей, дети восптитываются централизованного казенными воспитателями и учителями, среди которых процент авторитетных и компететнтных людей постоянно падает с момента завершения индустриализации (в середине XX века), для которой эта система была нужна.
В настоящее время наиболее инициативные и образованные родители выстраивают модель семейного образования, когда мать обучает детей на дому. Это открывает широкие возможности для девочек в восприятии материнской роли и примера, возрастающей помощи ей. Хотя, в современном российском и западном обществе, многодетное материнство и тем более семейное обучение связано со значительной физической, экономической и психологической нагрузкой на родителей, ввиду того, что государства придерживаются статического подхода к науке и технике, и, следовательно, мальтузианского курса ориентированного на сокращение численности населения — и не поддерживают подобные практики.
Однако мальчики в большинстве занятий обычно не могут помогать в работе отца, как раньше, например, они участвовали в охоте или полевых работах, в рамках естественного цикла наставничества и передачи знаний. Это связано с тем, что труд отца нередко является узкоспециализированным, школьная программа обучения находится в большом разрыве с обучением труду, нередко отец не хотел бы участия ребенка в таком труде, которым занимается он сам. В любом случае, время, посвященное изучение «предметов» даже под руководством матери — это время, когда мальчик не участвует в работе отца — и наоборот. И даже, если он участвует, процесс объяснения ребенку громадного объема информации, с которым связаны сложные профессии, тем более — научно-технические — серьезно затруднит и замедлит работу отца.
Весь этот комплект проблем в корне решается переходом к платформам децентрализованного производства. При этом отцу необязательно находиться далеко от семьи, чем бы он ни занимался — материальная составляющая его работы может производиться на месте, либо там где она будет применяться удаленно. Система обучения, построенная на том же доступе к производству, осваивается при этом ребенком — обучаясь, он работает сразу с теми же инструментами, что и взрослый, но пока на своем уровне понимания.
Функция передачи учебной информации в основном снимается с родителей (и передается открытым онлайн-учебным курсам с экспериментальной производственной частью) — их роль больше состоит в том, чтобы передать детям свою мотивацию, этику и отношение к труду. Высокие производственные возможности универсальной плафтормы снижают одновременно бытовую нагрузку на семью и могут быть основой вовлечения детей в труд: изготовление при помощи платформы мебели, еды, одежды и прочего могут быть естественными учебными заданиями, позволяющими ребенку участвовать в таком труде разной степени сложности, результат которого используется им самим и его близкими людьми.
Выбор человеком творческой цели
Оптимальный возраст для выбора человеком серьезной творческой цели на всю жизнь (или первой достойной цели) — 13—15 лет. В этом возрасте наступает пик творческих способностей человека и один из пиков поисковой активности. Можно начать работать практически в любом направлении: впереди достаточно времени для учебы, специализации, сбора информационного фонда, исследований, достижений. Разработка значительной, масштабной цели, как правило, требует не менее 20—30-летней работы в очень интенсивном
режиме. Мало кто решится засесть за учебники в 50 лет. Да и нет в этом возрасте гарантированных десятилетий для достижения цели, и заботы уже не те — дети, внуки... 13—16 лет — возраст наибольшей свободы от обязательств. В эти годы человек все равно выбирает свой жизненный путь, ставит перед собой цели, которые достигнет потом — когда станет взрослым.
Поистине драматичное противоречие: в 15 лет у человека есть свобода для выбора жизненного пути, но нет еще. знаний. Когда же с годами приходят знания, исчезает свобода действий. Поэтому единственно возможный путь — это в раннем возрасте воспользоваться опытом других.
Сегодня общество и семья ребенку подсказывают, а порой и навязывают цели престижные, привычные, сегодняшние. Но завтра, когда он вырастет, эти цели будут вчерашними. Научно-техническая стратегия государства предполагает наличие внятного временного графика научно-технических целей и механизмов их популяризации на соответствующих историчесикх отрезков чтобы в избытке обеспечить эти цели качественными исполнителями заблаговременно. Тогда удачный, социально эффективный выбор молодым поколением актуальной достойной цели станет правилом, а не исключением.
Нельзя сидеть и ждать, пока цель сама "свалится с неба". Иногда бывает и так, но крайне редко. Цель надо искать. Не отговариваясь тем, что нет способностей. Потому что никаких особых способностей и не нужно. Нужно желание, стремление к достижению достойных целей, моральная и этическая готовность к ним. Тут есть определяющий критерий добросозидания, активной добродетели. Опираясь на этот критерий, можно подойти к конкретной тематике будущей работы. А умение и способности приходят в процессе работы, как результат, а не необходимое условие ее начала.
В жизни маленького человека должно произойти нечто, что потрясет его, причем настолько сильно, что зажженный огонь в его сердце не загасят годы будней. В жизни маленького человека должно произойти Чудо. Память об этом событии и есть тот движитель, который устремит к Великой Достойной Цели и сделает ее единственно возможной, единственно приемлемой, и не позволит отступить или сдаться. Столкновение с Чудом — вот орудие воспитания творческих личностей.
Оптимальный возраст для выбора человеком серьезной творческой цели на всю жизнь (или первой достойной цели) — 13—15 лет. В этом возрасте наступает пик творческих способностей человека и один из пиков поисковой активности. Можно начать работать практически в любом направлении: впереди достаточно времени для учебы, специализации, сбора информационного фонда, исследований, достижений. Разработка значительной, масштабной цели, как правило, требует не менее 20—30-летней работы в очень интенсивном
режиме. Мало кто решится засесть за учебники в 50 лет. Да и нет в этом возрасте гарантированных десятилетий для достижения цели, и заботы уже не те — дети, внуки... 13—16 лет — возраст наибольшей свободы от обязательств. В эти годы человек все равно выбирает свой жизненный путь, ставит перед собой цели, которые достигнет потом — когда станет взрослым.
Поистине драматичное противоречие: в 15 лет у человека есть свобода для выбора жизненного пути, но нет еще. знаний. Когда же с годами приходят знания, исчезает свобода действий. Поэтому единственно возможный путь — это в раннем возрасте воспользоваться опытом других.
Сегодня общество и семья ребенку подсказывают, а порой и навязывают цели престижные, привычные, сегодняшние. Но завтра, когда он вырастет, эти цели будут вчерашними. Научно-техническая стратегия государства предполагает наличие внятного временного графика научно-технических целей и механизмов их популяризации на соответствующих историчесикх отрезков чтобы в избытке обеспечить эти цели качественными исполнителями заблаговременно. Тогда удачный, социально эффективный выбор молодым поколением актуальной достойной цели станет правилом, а не исключением.
Нельзя сидеть и ждать, пока цель сама "свалится с неба". Иногда бывает и так, но крайне редко. Цель надо искать. Не отговариваясь тем, что нет способностей. Потому что никаких особых способностей и не нужно. Нужно желание, стремление к достижению достойных целей, моральная и этическая готовность к ним. Тут есть определяющий критерий добросозидания, активной добродетели. Опираясь на этот критерий, можно подойти к конкретной тематике будущей работы. А умение и способности приходят в процессе работы, как результат, а не необходимое условие ее начала.
В жизни маленького человека должно произойти нечто, что потрясет его, причем настолько сильно, что зажженный огонь в его сердце не загасят годы будней. В жизни маленького человека должно произойти Чудо. Память об этом событии и есть тот движитель, который устремит к Великой Достойной Цели и сделает ее единственно возможной, единственно приемлемой, и не позволит отступить или сдаться. Столкновение с Чудом — вот орудие воспитания творческих личностей.
Переобучение взрослых
В начальные годы или даже десятилетия реализации научно-технической стратегии, нет возможности привлекать кадры целенаправленно систематически выращенные в соответствии с описанными выше подходами. Все что имеется в распоряжении — большая маcса взрослых людей, примерно на 98% не имеющих ни компетенций, ни мотивации для участия в научно-технической работе.
Найм таких людей приводит к воспроизведению ими привычной модели поведения наёмного сотрудника, отужденного от продукта своего труда, а также воспроизведению модели отношений в коллективе, характерной для III этапа развития, на которой и находится в традиционной экономике подавляющее большинство коллективов. Такой коллектив может замедлять достижение научно-технических целей в большей мере, нежели ускорять. Это касается как технических, так и административных должностей.
Альтшуллер на исторических примерах изучал сценарии перехода личности из рутинного в творческий режим. Для ребёнка этим часто служит «встреча с чудом», явлением, поражающим воображение на всю жизнь, каким, например, для маленького Эйнштейна была способность стрелки компаса «знать» куда направляться или воздушный шарик, наполненный водородом, который показала мать юному Циолковскому.
В связи с доминированием на всех уровнях общества искажённой этики и как следствие — непониманием и игнорированием духовного развития личности, с годами у большинства людей интерес и любопытство к миру угасают. Огрубление совести греховными поступками с каждым годом притупляет чуткость к красоте и гармонии, без которых «встреча с чудом» состояться не может.
Поэтому взрослых на путь Большого Творчества зачастую увлекает Большая Трагедия, ломающая привычные шоры, которыми человек не духовный прячет от своей совести имеющую место вокруг глубину человеческого страдания. Представьте себе состояние человека, который, открывая дверь на улицу, вдруг видит... гору трупов, и вы поймете, почему Ален Бомбар изменил свою жизнь: "Этого зрелища мне не забыть никогда! 43 человека, наваленные друг на друга, словно растерзанные марионетки, лежали передо мной — все босиком и все в спасательных поясах. Наши усилия не привели ни к чему: нам не удалось вернуть к жизни ни одного. Ничтожный просчет, а в результате — сорок три трупа и семьдесят восемь сирот". Данное шокирующее событие подвигло простого врача на невероятный подвиг, результатом которого стала современная система спасения потерпевших кораблекрушение — и сотни тысяч спасенных жизней.
Для многих такой трагедией могут стать эпидемии, военные и революционные события, в явном виде обнажающие язвы общества. До этого убедить взрослых людей тратить свое личное время на творческий труд и самообразование, в отсутствие высокой альтруистической мотивации очень тяжело. Таким людям можно указать как дополнительный труд и образование может быть полезным для их карьеры и дальнейшего развития, личного роста. Человека может заразить интересом чтение по интересующему предмету литературы, написанной людьми, искренне любящими его. Как правило, это те, кто основал или серьёзно развил данную область. Тогда она перестаёт для нас быть чужой и становится своей.
(продолжение 👇)
В начальные годы или даже десятилетия реализации научно-технической стратегии, нет возможности привлекать кадры целенаправленно систематически выращенные в соответствии с описанными выше подходами. Все что имеется в распоряжении — большая маcса взрослых людей, примерно на 98% не имеющих ни компетенций, ни мотивации для участия в научно-технической работе.
Найм таких людей приводит к воспроизведению ими привычной модели поведения наёмного сотрудника, отужденного от продукта своего труда, а также воспроизведению модели отношений в коллективе, характерной для III этапа развития, на которой и находится в традиционной экономике подавляющее большинство коллективов. Такой коллектив может замедлять достижение научно-технических целей в большей мере, нежели ускорять. Это касается как технических, так и административных должностей.
Альтшуллер на исторических примерах изучал сценарии перехода личности из рутинного в творческий режим. Для ребёнка этим часто служит «встреча с чудом», явлением, поражающим воображение на всю жизнь, каким, например, для маленького Эйнштейна была способность стрелки компаса «знать» куда направляться или воздушный шарик, наполненный водородом, который показала мать юному Циолковскому.
В связи с доминированием на всех уровнях общества искажённой этики и как следствие — непониманием и игнорированием духовного развития личности, с годами у большинства людей интерес и любопытство к миру угасают. Огрубление совести греховными поступками с каждым годом притупляет чуткость к красоте и гармонии, без которых «встреча с чудом» состояться не может.
Поэтому взрослых на путь Большого Творчества зачастую увлекает Большая Трагедия, ломающая привычные шоры, которыми человек не духовный прячет от своей совести имеющую место вокруг глубину человеческого страдания. Представьте себе состояние человека, который, открывая дверь на улицу, вдруг видит... гору трупов, и вы поймете, почему Ален Бомбар изменил свою жизнь: "Этого зрелища мне не забыть никогда! 43 человека, наваленные друг на друга, словно растерзанные марионетки, лежали передо мной — все босиком и все в спасательных поясах. Наши усилия не привели ни к чему: нам не удалось вернуть к жизни ни одного. Ничтожный просчет, а в результате — сорок три трупа и семьдесят восемь сирот". Данное шокирующее событие подвигло простого врача на невероятный подвиг, результатом которого стала современная система спасения потерпевших кораблекрушение — и сотни тысяч спасенных жизней.
Для многих такой трагедией могут стать эпидемии, военные и революционные события, в явном виде обнажающие язвы общества. До этого убедить взрослых людей тратить свое личное время на творческий труд и самообразование, в отсутствие высокой альтруистической мотивации очень тяжело. Таким людям можно указать как дополнительный труд и образование может быть полезным для их карьеры и дальнейшего развития, личного роста. Человека может заразить интересом чтение по интересующему предмету литературы, написанной людьми, искренне любящими его. Как правило, это те, кто основал или серьёзно развил данную область. Тогда она перестаёт для нас быть чужой и становится своей.
(продолжение 👇)
(продолжение. начало 👆)
Сейчас, в большинстве стран, народ и чиновники от образования едины во мнении, что обрабатывать информацию лучше небольшими малосвязанными кусочками. Такие материалы легче и составлять, и "употреблять", и можно не думать о встраивании их в какую-либо систему. В качестве повода для этого приводится якобы изобилие информации, которую невозможно упорядочить. Так строятся не только ролики YouTube, но и учебники эпохи постмодернизма.
Но это взгляд человека или общества, ведущего бесцельное существование. Если же есть цель, то все постороннее быстро отфильтровывается как шум и остаются весьма скудные крохи реально ценной информации, которые сами собой упорядочиваются и связываются воедино. Чем больше связей между знаниями выстраивается, тем легче учиться. Ещё один важнейший путь связывания информации - практика. Стоит только взяться за дело, как выяснятся тысячи мелочей, помогающих или мешающих, но, в любом, случае, связывающих одни знания с другими. А связанные знания обрабатываются мозгом с минимальными усилиями.
Чтобы барьер, который приходится преодолевать ученикам преодолевать был минимальным, творчество и дополнительное образование должно быть максимально доступным и персонализированным, упрощающим вовлечение в него каждого человека. Это может быть реализовано путем предоставления открытого доступа к технологическим платформам и использования тщательно разработанных гибких интерактивных онлайн-курсов, где каждый может осваивать новые знания и умения по своей траектории и в своем темпе.
Сейчас, в большинстве стран, народ и чиновники от образования едины во мнении, что обрабатывать информацию лучше небольшими малосвязанными кусочками. Такие материалы легче и составлять, и "употреблять", и можно не думать о встраивании их в какую-либо систему. В качестве повода для этого приводится якобы изобилие информации, которую невозможно упорядочить. Так строятся не только ролики YouTube, но и учебники эпохи постмодернизма.
Но это взгляд человека или общества, ведущего бесцельное существование. Если же есть цель, то все постороннее быстро отфильтровывается как шум и остаются весьма скудные крохи реально ценной информации, которые сами собой упорядочиваются и связываются воедино. Чем больше связей между знаниями выстраивается, тем легче учиться. Ещё один важнейший путь связывания информации - практика. Стоит только взяться за дело, как выяснятся тысячи мелочей, помогающих или мешающих, но, в любом, случае, связывающих одни знания с другими. А связанные знания обрабатываются мозгом с минимальными усилиями.
Чтобы барьер, который приходится преодолевать ученикам преодолевать был минимальным, творчество и дополнительное образование должно быть максимально доступным и персонализированным, упрощающим вовлечение в него каждого человека. Это может быть реализовано путем предоставления открытого доступа к технологическим платформам и использования тщательно разработанных гибких интерактивных онлайн-курсов, где каждый может осваивать новые знания и умения по своей траектории и в своем темпе.
Интерактивный онлайн-курс
Каждому человеку в государстве должен быть доступен интерактивный онлайн-курс, предназначенный для быстрого и надежного освоения достигнутого в государстве уровня науки и техники. Курс является спутником каждого гражданина на всю жизнь, и притом сетью обмена отборнейшими знаниями и опытом. Ушел в своих исследованиях вперед — опиши это в виде нового тематического кластера (графа связанных задач) или хотя бы нескольких задач — проложи путь будущим ученикам, помощникам и продолжателям твоего дела.
Соответственно, совокупность ядер всех разрабатываемых платформ и связывающая их межплатформенная периферия должна находить свое отражение в виде соответствующихъ кластеров курса, к котороым простраиваются дорожки от тех, что уже включены в систему — из общеинженерных соображений или ради предыдущих платформ. Это является обязательной частью процесса документирования платформ. Так образом достигается расширение кадровой базы на все население. Любой желающий получает возможностьпройти по кратчайшей образовательной трактории к компетенции, необходимой для работы над любой задачей из стратегии.
Это не требует содержания двух миллионов преподавателей, образовательных чиновников и несчетного количества вспомогательного персонала. Система, когда с каждым учеником нянчится учитель или репетитор является архаичной и существует только потому, что через соответствующие структуры проходят гигантские бюджетные потоки, энергии которых хватает чтобы бороться за их сохранение и умножение. Это убедительно доказал случай во время эпидемии COVID-19, когда был объявлен карантин и дистанционное образование.
Тогда компания «Фоксфорд», специализирующаяся на дистанционном обучении предоставила бесплатный доступ всем желающим к своим образовательным видеоматериалам. Оказалось, компания из нескольких тысяч человек смогла полностью обеспечить учебный процесс по всей стране, на уровне значительно превосходящем школьный. Ведь, действительно, почему бы через видео и Интернет не тиражировать занятия нескольких самых лучших учителей, вложив в оплату их труда и постановку урока даже в 1000 раз больший ресурс, чем содежать миллионы учителей, более чем посредственно воспроизводящих одно и то же в традициях ранней индустриальной эпохи?
Искусственное создание и поддержание неэффективных рабочих мест в самых разных областях является не инструментом социальной политики, а преступлением против государства и общества. Если без специфического трудового вклада каких-либо категорий граждан государство работает лучше, то следует не уродовать функциональные структуры государства, отягощая их неэффективным балластом, а выплачивать им пенсию или, много лучше, переквалифицировать на актуальные задачи.
Каждому человеку в государстве должен быть доступен интерактивный онлайн-курс, предназначенный для быстрого и надежного освоения достигнутого в государстве уровня науки и техники. Курс является спутником каждого гражданина на всю жизнь, и притом сетью обмена отборнейшими знаниями и опытом. Ушел в своих исследованиях вперед — опиши это в виде нового тематического кластера (графа связанных задач) или хотя бы нескольких задач — проложи путь будущим ученикам, помощникам и продолжателям твоего дела.
Соответственно, совокупность ядер всех разрабатываемых платформ и связывающая их межплатформенная периферия должна находить свое отражение в виде соответствующихъ кластеров курса, к котороым простраиваются дорожки от тех, что уже включены в систему — из общеинженерных соображений или ради предыдущих платформ. Это является обязательной частью процесса документирования платформ. Так образом достигается расширение кадровой базы на все население. Любой желающий получает возможностьпройти по кратчайшей образовательной трактории к компетенции, необходимой для работы над любой задачей из стратегии.
Это не требует содержания двух миллионов преподавателей, образовательных чиновников и несчетного количества вспомогательного персонала. Система, когда с каждым учеником нянчится учитель или репетитор является архаичной и существует только потому, что через соответствующие структуры проходят гигантские бюджетные потоки, энергии которых хватает чтобы бороться за их сохранение и умножение. Это убедительно доказал случай во время эпидемии COVID-19, когда был объявлен карантин и дистанционное образование.
Тогда компания «Фоксфорд», специализирующаяся на дистанционном обучении предоставила бесплатный доступ всем желающим к своим образовательным видеоматериалам. Оказалось, компания из нескольких тысяч человек смогла полностью обеспечить учебный процесс по всей стране, на уровне значительно превосходящем школьный. Ведь, действительно, почему бы через видео и Интернет не тиражировать занятия нескольких самых лучших учителей, вложив в оплату их труда и постановку урока даже в 1000 раз больший ресурс, чем содежать миллионы учителей, более чем посредственно воспроизводящих одно и то же в традициях ранней индустриальной эпохи?
Искусственное создание и поддержание неэффективных рабочих мест в самых разных областях является не инструментом социальной политики, а преступлением против государства и общества. Если без специфического трудового вклада каких-либо категорий граждан государство работает лучше, то следует не уродовать функциональные структуры государства, отягощая их неэффективным балластом, а выплачивать им пенсию или, много лучше, переквалифицировать на актуальные задачи.
Индивидуальные образовательные траектории
Интерактивный учебный курс состоит из сети знаний, переход между происходит путём решения творческих задач (степень самостоятельности их решения отдаётся на выбор ученика). Какой же должна быть структура этого гигантского графа, состоящего из чередующихся вершин: задач и знаний и многочисленных связей между ними? Должен ли он представлять собой аморфный клубок или иметь иерархическую структуру?
Накопленный человечеством массив научного знания имеет свою структуру, в чем-то отражающую исторический порядок его добычи, в чем-то — результат предшествующей работы по упорядочению его в целях удобства последовательного изучения. Едва ли можно говорить об идеальной структуре графа, подходящей для каждого. Такая структура должна была бы следовать из самой природы вещей, а она параллельна (не упорядочена заранее в цепочку для удобства изучения). Граф лишь помогает сгладить противоречие между параллельной природой реальности и нашим последовательным восприятием информации, но отнюдь не устраняет его.
Впрочем, можно надеяться, что в будущем союз достижений нейрофизиологии и искусственного интеллекта позволит человеку параллельно (и более быстро) воспринимать и генерировать многоканальную научную и техническую информацию как сегодня мы весьма успешно параллельно обрабатываем сигналы от сотен рецепторов и управляем множеством мышц при ходьбе.
Представление знаний в виде графа вполне подходит для
многоканального восприятия, его освоение ограничено только скоростью Интернета и физико-технологических процессов, поэтому оно может быть востребовано и в те времена, когда техника снимет с нашего разума ограничения на быстродействие и многозадачность.
В мире технологических платформ будет некогда заниматься зубрением учебников или выискиванием скудных крох ценного и достоверного знания в тоннах заумных журнальных статей, авторам которых платят за количество опубликованного.
Способность добывать новое знание самостоятельно будет цениться намного выше самого знания, а высокая техническая оснащённость буквально каждого человека сделает каждое научное знание актуальным, немедленно применимым для решения практических задач. Это является основанием учебного курса с самого начала.
Важно чтобы у каждого был свой маршрут путешествий по этому графу. Если бы маршрут был детерминирован, его бы следовало искусственно рандомизировать чтобы получить большее разнообразие людей с уникальным опытом познания науки, смотрящих на ещё не решённые проблемы с разнообразных точек зрения. Впрочем, может быть достаточно оставить естественные развилки пути познания. Так, например, можно изучать электрохимию на основе строения вещества, а можно изучать строение вещества на основе электрохимии. И то и другое даст одинаковый набор фактов, но разный опыт познания. Десятки развилок комбинаторно дадут миллионы уникальных образовательных траекторий (выбранных самими учениками) при единстве фактического материала.Это разительно отличается от индустриальной эпохи, когда ценным было максимальное однообразие взглядов и взаимозаменяемость.
Как сегодня автоматическое копирование информации стало незаметной обыденностью, технологичесакие платформы несут с собой автоматическое копирование материи. Ценность одинаковых индивидов — удобных для построения огромных бюрократий, занятых рутинными операциями - осталась в XX веке. Мы, пока ещё робко, вступаем в век ценности оригинальности. Сегодня это ещё плохо видно, сегодня ценятся оригинальные подходы к дизайну упаковки и тому подобное. Это некоторое опошление оригинальности.
(продолжение 👇)
Интерактивный учебный курс состоит из сети знаний, переход между происходит путём решения творческих задач (степень самостоятельности их решения отдаётся на выбор ученика). Какой же должна быть структура этого гигантского графа, состоящего из чередующихся вершин: задач и знаний и многочисленных связей между ними? Должен ли он представлять собой аморфный клубок или иметь иерархическую структуру?
Накопленный человечеством массив научного знания имеет свою структуру, в чем-то отражающую исторический порядок его добычи, в чем-то — результат предшествующей работы по упорядочению его в целях удобства последовательного изучения. Едва ли можно говорить об идеальной структуре графа, подходящей для каждого. Такая структура должна была бы следовать из самой природы вещей, а она параллельна (не упорядочена заранее в цепочку для удобства изучения). Граф лишь помогает сгладить противоречие между параллельной природой реальности и нашим последовательным восприятием информации, но отнюдь не устраняет его.
Впрочем, можно надеяться, что в будущем союз достижений нейрофизиологии и искусственного интеллекта позволит человеку параллельно (и более быстро) воспринимать и генерировать многоканальную научную и техническую информацию как сегодня мы весьма успешно параллельно обрабатываем сигналы от сотен рецепторов и управляем множеством мышц при ходьбе.
Представление знаний в виде графа вполне подходит для
многоканального восприятия, его освоение ограничено только скоростью Интернета и физико-технологических процессов, поэтому оно может быть востребовано и в те времена, когда техника снимет с нашего разума ограничения на быстродействие и многозадачность.
В мире технологических платформ будет некогда заниматься зубрением учебников или выискиванием скудных крох ценного и достоверного знания в тоннах заумных журнальных статей, авторам которых платят за количество опубликованного.
Способность добывать новое знание самостоятельно будет цениться намного выше самого знания, а высокая техническая оснащённость буквально каждого человека сделает каждое научное знание актуальным, немедленно применимым для решения практических задач. Это является основанием учебного курса с самого начала.
Важно чтобы у каждого был свой маршрут путешествий по этому графу. Если бы маршрут был детерминирован, его бы следовало искусственно рандомизировать чтобы получить большее разнообразие людей с уникальным опытом познания науки, смотрящих на ещё не решённые проблемы с разнообразных точек зрения. Впрочем, может быть достаточно оставить естественные развилки пути познания. Так, например, можно изучать электрохимию на основе строения вещества, а можно изучать строение вещества на основе электрохимии. И то и другое даст одинаковый набор фактов, но разный опыт познания. Десятки развилок комбинаторно дадут миллионы уникальных образовательных траекторий (выбранных самими учениками) при единстве фактического материала.Это разительно отличается от индустриальной эпохи, когда ценным было максимальное однообразие взглядов и взаимозаменяемость.
Как сегодня автоматическое копирование информации стало незаметной обыденностью, технологичесакие платформы несут с собой автоматическое копирование материи. Ценность одинаковых индивидов — удобных для построения огромных бюрократий, занятых рутинными операциями - осталась в XX веке. Мы, пока ещё робко, вступаем в век ценности оригинальности. Сегодня это ещё плохо видно, сегодня ценятся оригинальные подходы к дизайну упаковки и тому подобное. Это некоторое опошление оригинальности.
(продолжение 👇)
(продолжение. начало 👆)
Настоящая ценность оригинальности наступит тогда, когда машины сделают человека в процессе переработки материи таким же неуместным, как сегодня в переработке энергии или информации. В 1980-х умение считать на бумажке и переписывать тексты считалось для школьника чуть ли не основным. Сегодня трудно представить, какая часть вычислений и копирования текстов в мире делается вручную. Может быть, одна триллионная доля одной триллионной или около того.
Стоимость вычисления стала такой ничтожной, что большую часть времени персональные компьютеры просто простаивают.
После четырёх миллиардов лет истерии по поводу пищи, воды, жилищ и прочих материальных объектов нам трудно представить, что это может производиться быстро, свободно и в изобилии, превышающем любой спрос. Однако это так. Сегодня люди, чтобы выжить и получить нужные им предметы, как бы затыкают собой дыры в изменчивом социуме. Ценностью является способность усмотреть нишу, быстро адаптироваться и встроиться в неё. Чем более пластичен человек и чем более он нуждается в ресурсах социума, тем лучше у него это получается. Так можно крутиться на месте тысячелетиями и так это и происходило. Но это не соответствует интересам ни человека, вынужденного постоянно деформировать (зачастую, трагически) самого себя, ни социума в целом, прогресс которого неразрывно связан с личностями людей.
В мире будущего будет ценен не накрученный на потребление человек-амёба, готовый принять любую форму за те унылые ресурсы, за которые его покупает социум, а человек, развивающий свою индивидуальность, уходящий от всего шаблонного, чтобы внести свой неповторимый уникальный вклад в познание и развитие мира. Новые открытия и изобретения станут намного ценнее потому что моментально смогут распространяться и тиражироваться автоматическими машинами.
В таком мире, конечно, будут и свои серьёзные проблемы, наверняка, более серьёзные, чем у нас сегодня, и способность к их решению тоже зависит от разнообразия. Никто не знает, где спрятано ещё не открытое знание, ещё не сделанное изобретение, поэтому каждый оригинальный человек — это шанс. Итак, жизненно важно иметь в нашем курсе разные траектории освоения знаний для формирования у разных людей разного опыта и разного взгляда на реальность, важно чтобы разные люди сами добавляли в курс все более разнообразные траектории.
Настоящая ценность оригинальности наступит тогда, когда машины сделают человека в процессе переработки материи таким же неуместным, как сегодня в переработке энергии или информации. В 1980-х умение считать на бумажке и переписывать тексты считалось для школьника чуть ли не основным. Сегодня трудно представить, какая часть вычислений и копирования текстов в мире делается вручную. Может быть, одна триллионная доля одной триллионной или около того.
Стоимость вычисления стала такой ничтожной, что большую часть времени персональные компьютеры просто простаивают.
После четырёх миллиардов лет истерии по поводу пищи, воды, жилищ и прочих материальных объектов нам трудно представить, что это может производиться быстро, свободно и в изобилии, превышающем любой спрос. Однако это так. Сегодня люди, чтобы выжить и получить нужные им предметы, как бы затыкают собой дыры в изменчивом социуме. Ценностью является способность усмотреть нишу, быстро адаптироваться и встроиться в неё. Чем более пластичен человек и чем более он нуждается в ресурсах социума, тем лучше у него это получается. Так можно крутиться на месте тысячелетиями и так это и происходило. Но это не соответствует интересам ни человека, вынужденного постоянно деформировать (зачастую, трагически) самого себя, ни социума в целом, прогресс которого неразрывно связан с личностями людей.
В мире будущего будет ценен не накрученный на потребление человек-амёба, готовый принять любую форму за те унылые ресурсы, за которые его покупает социум, а человек, развивающий свою индивидуальность, уходящий от всего шаблонного, чтобы внести свой неповторимый уникальный вклад в познание и развитие мира. Новые открытия и изобретения станут намного ценнее потому что моментально смогут распространяться и тиражироваться автоматическими машинами.
В таком мире, конечно, будут и свои серьёзные проблемы, наверняка, более серьёзные, чем у нас сегодня, и способность к их решению тоже зависит от разнообразия. Никто не знает, где спрятано ещё не открытое знание, ещё не сделанное изобретение, поэтому каждый оригинальный человек — это шанс. Итак, жизненно важно иметь в нашем курсе разные траектории освоения знаний для формирования у разных людей разного опыта и разного взгляда на реальность, важно чтобы разные люди сами добавляли в курс все более разнообразные траектории.
Методика обучения
Задача обучения — научить пользователя чувствовать себя в науке и технике так же уверенно, как рыба в воде. В книжках этому не научиться: открывать науку и изобретать технику придется самому. Эксперимент, размышление, гипотеза, изобретение - и снова эксперимент. Так делали основатели наук и отраслей промышленности. Так следует делать и каждому ученику, опираясь на мощь компьютеров и технологических платформ. Интерактивный курс позволит не только познакомиться с самыми разными областями науки и техники, но, что важнее, прочувствовать на собственном опыте их взаимосвязь.
Идеальным обучением с точки зрения развития навыков ученого и изобретателя являлось бы собственноручное открытие и изобретение всех достижений цивилизации, без посторонней помощи. Но у человека нет столько человеко-часов, сколько ушло на это в истории. Поэтому курс помогает обучаемому постановкой открытых задач, проводя его короткими и интересными путями по ключевым научным и техническим достижениям с нуля и до переднего края. Наблюдая многократную, разнообразную и плодотворную постановку задач, человек не спасует перед самостоятельной постановкой задач в той области, которую выберет для своих разработок.
Свобода постановки задачи, присущая реальному исследованию, в учебном исследовании реализуется свободой выбора задачи. Ведь массив даже очень важных знаний человечества, как его ни сворачивай, нельзя полностью изучить и за всю жизнь. Даже если жизнь будет бесконечно долгой, этот массив за счет общих усилий (осбоенно в науко-ориентированном государстве) будет прирастать быстрее, чем осваиваться. Это придает выбору драматизм: ученик понимает, что выбирая определенную ветку познания, он прощается с другими ветками навсегда.
Это не только приучает к ответственному выбору и соизмерению его с целью и смыслом своей жизни, но и разжигает любопытство (ведь пренебреженные ветки тоже интересны, полезны и разработаны лучшими знатоками своей области). Это становится основой сознательного менеджмента личного времени и научных интересов, а также создает мотивацию для участия в разработках, направленных на форсирование обучения, повышение продолжительности жизни и быстродействия человеческого интеллекта.
Решение научных и изобретательских задач, от зажигания лампочки до получения масс-спектров требует постоянного конструирования, изготовления, программирования и испытания экспериментальных установок. С этой точки зрения важен такой порядок изучения тем, чтобы одни установки могли служить для изготовления или настройки следующих, и от минимального комплекта ученик плавно прошел к хорошо оснащенной мастерской-лаборатории.
При наличии даже начальной технологической платформы эта задача решается просто. В период, предшествущий ее появлению в качестве стартовой базы можно использовать подручные средства, кубики LEGO, стандартные радиодетали и некоторые специальные детали. На их базе, следуя логике курса ученик собирает, например, маленький координатный фрезерный ЧПУ станок, термопластавтомат, электрохимическую и электроэрозионную установки. На этой базе он строит индукционную печь, гидроабразивную резку, CO2-лазер, плазменную резку и сварку, химические приборы, параллельно «открывая» ключевые научные знания в ходе решения задач. И так далее, пока не соберет полный набор оборудования мастерской.
При небольшом объеме и стоимости такая «саморазвивающаяся лаборатория» призвана обеспечить каждого желающего богатыми технологическими и научными возможностями, от классических (резание, сварка, литье) до самых передовых (вакуумное напыление, литография, зондовая микроскопия и т.п.).
(продолжение 👇)
Задача обучения — научить пользователя чувствовать себя в науке и технике так же уверенно, как рыба в воде. В книжках этому не научиться: открывать науку и изобретать технику придется самому. Эксперимент, размышление, гипотеза, изобретение - и снова эксперимент. Так делали основатели наук и отраслей промышленности. Так следует делать и каждому ученику, опираясь на мощь компьютеров и технологических платформ. Интерактивный курс позволит не только познакомиться с самыми разными областями науки и техники, но, что важнее, прочувствовать на собственном опыте их взаимосвязь.
Идеальным обучением с точки зрения развития навыков ученого и изобретателя являлось бы собственноручное открытие и изобретение всех достижений цивилизации, без посторонней помощи. Но у человека нет столько человеко-часов, сколько ушло на это в истории. Поэтому курс помогает обучаемому постановкой открытых задач, проводя его короткими и интересными путями по ключевым научным и техническим достижениям с нуля и до переднего края. Наблюдая многократную, разнообразную и плодотворную постановку задач, человек не спасует перед самостоятельной постановкой задач в той области, которую выберет для своих разработок.
Свобода постановки задачи, присущая реальному исследованию, в учебном исследовании реализуется свободой выбора задачи. Ведь массив даже очень важных знаний человечества, как его ни сворачивай, нельзя полностью изучить и за всю жизнь. Даже если жизнь будет бесконечно долгой, этот массив за счет общих усилий (осбоенно в науко-ориентированном государстве) будет прирастать быстрее, чем осваиваться. Это придает выбору драматизм: ученик понимает, что выбирая определенную ветку познания, он прощается с другими ветками навсегда.
Это не только приучает к ответственному выбору и соизмерению его с целью и смыслом своей жизни, но и разжигает любопытство (ведь пренебреженные ветки тоже интересны, полезны и разработаны лучшими знатоками своей области). Это становится основой сознательного менеджмента личного времени и научных интересов, а также создает мотивацию для участия в разработках, направленных на форсирование обучения, повышение продолжительности жизни и быстродействия человеческого интеллекта.
Решение научных и изобретательских задач, от зажигания лампочки до получения масс-спектров требует постоянного конструирования, изготовления, программирования и испытания экспериментальных установок. С этой точки зрения важен такой порядок изучения тем, чтобы одни установки могли служить для изготовления или настройки следующих, и от минимального комплекта ученик плавно прошел к хорошо оснащенной мастерской-лаборатории.
При наличии даже начальной технологической платформы эта задача решается просто. В период, предшествущий ее появлению в качестве стартовой базы можно использовать подручные средства, кубики LEGO, стандартные радиодетали и некоторые специальные детали. На их базе, следуя логике курса ученик собирает, например, маленький координатный фрезерный ЧПУ станок, термопластавтомат, электрохимическую и электроэрозионную установки. На этой базе он строит индукционную печь, гидроабразивную резку, CO2-лазер, плазменную резку и сварку, химические приборы, параллельно «открывая» ключевые научные знания в ходе решения задач. И так далее, пока не соберет полный набор оборудования мастерской.
При небольшом объеме и стоимости такая «саморазвивающаяся лаборатория» призвана обеспечить каждого желающего богатыми технологическими и научными возможностями, от классических (резание, сварка, литье) до самых передовых (вакуумное напыление, литография, зондовая микроскопия и т.п.).
(продолжение 👇)
(продолжение. начало 👆)
Так человек строит или приобретает ядро платформы, а на нем делает периферию, и тем самым получает пусть не очень производительную но весьма универсальную производственную базу, что и требуется для верификации изобретательских решений, и создания единичных образцов новой техники. Этот процесс может быть даже как-то согласован с обзаведением собственным жильем и хозяйством.
Большой объем знаний, большой объем тяжелой, «силовой» мозговой работы, связанный с обучением в таком режиме требует глубокого увлечения ученика. При прочих равных, степень увлечения связана с реальностью и актуальностью осваиваемых знаний. Поэтому всё изучается экспериментально, для чего могут быть разработаны специальные быстрособираемые универсальные конструкторы и лабораторные контроллеры. Все подвергается сомнению и обсуждается, никаких догм. Все практично и актуально — ни одного бесполезного знания или бессмысленной задачи.
Все целенаправленно — всегда понятно, какую мы решаем задачу, для чего нужно то или иное, как оно связано с общественными целями. Все опирается одно на другое, все идет из самых основ, не допускается никаких упований на предшествующий опыт и знания ученика за пределами начальной школы. Все во взаимосвязи с историей, сегодняшним моментом и перспективами будущего. Каждый пройденный учеником кластер курса «прокачивает» не только его знания и опыт, но и оснащенность домашней лаборатории.
Лаборатория включает в себя и вычислительные мощности, а также программное обеспечение для решения научных и технических задач, который растет вместе с человеком — снаала оно просто но постепенно каждый метод и прием становится доступным по мере ознакомления с ним применительно к решению той или иной задачи.
Так человек строит или приобретает ядро платформы, а на нем делает периферию, и тем самым получает пусть не очень производительную но весьма универсальную производственную базу, что и требуется для верификации изобретательских решений, и создания единичных образцов новой техники. Этот процесс может быть даже как-то согласован с обзаведением собственным жильем и хозяйством.
Большой объем знаний, большой объем тяжелой, «силовой» мозговой работы, связанный с обучением в таком режиме требует глубокого увлечения ученика. При прочих равных, степень увлечения связана с реальностью и актуальностью осваиваемых знаний. Поэтому всё изучается экспериментально, для чего могут быть разработаны специальные быстрособираемые универсальные конструкторы и лабораторные контроллеры. Все подвергается сомнению и обсуждается, никаких догм. Все практично и актуально — ни одного бесполезного знания или бессмысленной задачи.
Все целенаправленно — всегда понятно, какую мы решаем задачу, для чего нужно то или иное, как оно связано с общественными целями. Все опирается одно на другое, все идет из самых основ, не допускается никаких упований на предшествующий опыт и знания ученика за пределами начальной школы. Все во взаимосвязи с историей, сегодняшним моментом и перспективами будущего. Каждый пройденный учеником кластер курса «прокачивает» не только его знания и опыт, но и оснащенность домашней лаборатории.
Лаборатория включает в себя и вычислительные мощности, а также программное обеспечение для решения научных и технических задач, который растет вместе с человеком — снаала оно просто но постепенно каждый метод и прием становится доступным по мере ознакомления с ним применительно к решению той или иной задачи.
Принципы построения онлайн-курса
При обычном подходе к обучению заранее объясняется суть опыта и даются теоретические знания, большей частью не связанные с опытом и не выводимые из него. В нашем курсе каждый теоретический момент дается только в результате опыта или соответствующего рассуждения, подкрепленного интерактивным диалогом. Опыты разрабатываются специально в интересах последовательного вывода теоретических положений из них самим обучаемым.
Известно, что последовательность изучения разделов какой-либо науки может быть жёстко линейной (задана учебником) или хаотической (по интересам ученика). У обоих подходов есть преимущества, так и недостатки. В курсе нет линейного детерминизма заданий – ученик сам выбирает, что делать и когда. Однако, последовательность есть, поскольку программа-навигатор непрерывно корректирует индивидуальный маршрут обучения, учитывая, для каких заданий у ученика достаточно знаний и опыта, а для каких - ещё нет. Для этого была разработана оригинальная система классификации и машинного представления научно-технических знаний и взаимосвязей между ними.
Изучение большого массива книг простых опытов показало, что они повторяют друг друга процентов на 90 с XIX века. Медленно меняются подручные средства, пластик вытесняет дерево, fun вытесняет поиск взаимосвязей и первооснов. Где простой интерферометр на лазерной указке? Где туннельный эффект "на коленке"? Где доказательство того, что ток - это движение именно отрицательных частиц? То что можно было сделать при помощи книг, было на высоком уровне выполнено в прошлом веке, практически по каждой предметной области. Есть множество интернет-страничек и видеороликов с описанием замечательных эксперимеңтов . Но в разрозненном виде это не приносит той пользы, которую могло бы принести, будучи творчески объединено в систему.
Наступило время интеграции разрозненных наук и технологий. Задача сегодняшнего дня - выстроить из опытов сеть, где материальные и познавательные результаты одних опытов дают возможность приступить к следующим. Сейчас популярно наоборот, "клиповое мышление" - но от него проку в науке и технике - крайне мало. Классики популярной наукки проделывали большой труд, выстраивая именно цепочки поделок и знаний. То же самое нужно сделать на "более широком фронте", захватив туда физику, химию, информатику, механику, математику. Малыши, конечно, системность не оценят, они вполне оценят понятность и доступность следующей поделки после предыдущей. Системность когда есть, про нее не вспоминается.
Каждой поделке, опыту или даже лекции могут быть поставлены в соответствие некие ресурсы, необходимые для ее успешного освоения и некие ресурсы, которые при этом приобретаются (знания, умения, материалы может быть какие-то, инструменты и пр.). Имея таблицу такого рода связей компьютеру ничего не стоит проложить плавный (и кратчайший) маршрут от одного набора ресурсов к другому. Допустим, умеет человек пилить, а хочет сделать квадрокоптер - у него будет своя цепочка. А другой умеет паять, а хочет научиться делать линзы. У него будет цепочка своя. Именно в такой сети есть место для многих вариантов достижения одного и того же разными способами - они не захламляют базу, а предоставляют больше возможностей для оптимизации разных траекторий. Можно добавить рейтинги материалов и потом искать путь уже с учетом "рельефа многомерного образовательного пространства".
Основная сложность в разработке такого онлайн-курса состоит в декомпозиции единого пространства научно-технических знаний на минимально связные между собой области. Это необходимо для выбора оптимального порядка подачи учебных материалов, при котором они были бы наиболее понятны. Для этого задания группируются в кластеры, а знания - в темы. Можно разделить все кластеры на тематические (где изучается научное знание) и методические (обеспечивают другие кластеры методологией).
Такая интерактивная система была реализована в 2010-х в экспериментальном онлайн-курсе на примере кластера заданий «Закон Ома»
При обычном подходе к обучению заранее объясняется суть опыта и даются теоретические знания, большей частью не связанные с опытом и не выводимые из него. В нашем курсе каждый теоретический момент дается только в результате опыта или соответствующего рассуждения, подкрепленного интерактивным диалогом. Опыты разрабатываются специально в интересах последовательного вывода теоретических положений из них самим обучаемым.
Известно, что последовательность изучения разделов какой-либо науки может быть жёстко линейной (задана учебником) или хаотической (по интересам ученика). У обоих подходов есть преимущества, так и недостатки. В курсе нет линейного детерминизма заданий – ученик сам выбирает, что делать и когда. Однако, последовательность есть, поскольку программа-навигатор непрерывно корректирует индивидуальный маршрут обучения, учитывая, для каких заданий у ученика достаточно знаний и опыта, а для каких - ещё нет. Для этого была разработана оригинальная система классификации и машинного представления научно-технических знаний и взаимосвязей между ними.
Изучение большого массива книг простых опытов показало, что они повторяют друг друга процентов на 90 с XIX века. Медленно меняются подручные средства, пластик вытесняет дерево, fun вытесняет поиск взаимосвязей и первооснов. Где простой интерферометр на лазерной указке? Где туннельный эффект "на коленке"? Где доказательство того, что ток - это движение именно отрицательных частиц? То что можно было сделать при помощи книг, было на высоком уровне выполнено в прошлом веке, практически по каждой предметной области. Есть множество интернет-страничек и видеороликов с описанием замечательных эксперимеңтов . Но в разрозненном виде это не приносит той пользы, которую могло бы принести, будучи творчески объединено в систему.
Наступило время интеграции разрозненных наук и технологий. Задача сегодняшнего дня - выстроить из опытов сеть, где материальные и познавательные результаты одних опытов дают возможность приступить к следующим. Сейчас популярно наоборот, "клиповое мышление" - но от него проку в науке и технике - крайне мало. Классики популярной наукки проделывали большой труд, выстраивая именно цепочки поделок и знаний. То же самое нужно сделать на "более широком фронте", захватив туда физику, химию, информатику, механику, математику. Малыши, конечно, системность не оценят, они вполне оценят понятность и доступность следующей поделки после предыдущей. Системность когда есть, про нее не вспоминается.
Каждой поделке, опыту или даже лекции могут быть поставлены в соответствие некие ресурсы, необходимые для ее успешного освоения и некие ресурсы, которые при этом приобретаются (знания, умения, материалы может быть какие-то, инструменты и пр.). Имея таблицу такого рода связей компьютеру ничего не стоит проложить плавный (и кратчайший) маршрут от одного набора ресурсов к другому. Допустим, умеет человек пилить, а хочет сделать квадрокоптер - у него будет своя цепочка. А другой умеет паять, а хочет научиться делать линзы. У него будет цепочка своя. Именно в такой сети есть место для многих вариантов достижения одного и того же разными способами - они не захламляют базу, а предоставляют больше возможностей для оптимизации разных траекторий. Можно добавить рейтинги материалов и потом искать путь уже с учетом "рельефа многомерного образовательного пространства".
Основная сложность в разработке такого онлайн-курса состоит в декомпозиции единого пространства научно-технических знаний на минимально связные между собой области. Это необходимо для выбора оптимального порядка подачи учебных материалов, при котором они были бы наиболее понятны. Для этого задания группируются в кластеры, а знания - в темы. Можно разделить все кластеры на тематические (где изучается научное знание) и методические (обеспечивают другие кластеры методологией).
Такая интерактивная система была реализована в 2010-х в экспериментальном онлайн-курсе на примере кластера заданий «Закон Ома»
Структура курса
Кластеры соответствуют более-менее обособленным областям знания, поэтому по каждому из них удалось собрать десятки-сотни книг и статей. В существующих учебниках по темам кластеров знания уже выстроены более-менее линейно их авторами, и часто они могут быть взяты за основу структуры кластера. У каждого кластера есть точки входа и выхода. В точку выхода человек попадает, пройдя ключевые знания кластера, которые можно считать достаточными для понимания других кластеров, со входными точками которых соединена эта выходная точка. Будут ли эти точки задачами или знаниями — вроде бы не существенно, лишь бы однообразно и удобно.
Этот прием позволяет вычленить в кластере ядро — маршрут (обычно разветвленный), соединяющий входную и выходную точки, а также ореол - совокупность ответвлений скелета, не обязательных для прохождения кластера (попадания в выходную точку), но, например, интересных и полезных.
Важно чтобы кластеры были автономны, то есть для перехода от входной к выходной точке не требовалось знаний извне кластера. Поэтому он должен быть построен так, чтобы для его прохождения было достаточно знаний из кластеров, сходящихся во входную точку. Возможно и уместно сосуществование альтернативных кластеров и групп кластеров. Например, кластеры по радиоволнам: опирающийся на акустическую аналогию и не опирающийся. Или кластеры по цифровой технике с альтернативными подходами: от транзистора к процессору и наоборот. Чем больше будет таких альтернатив, тем большему числу людей с разным восприятием будет комфортнее учиться.
Межкластерные связи допускаются, но они не должны быть императивны. То есть, предположим, кластер «Акустика» содержит знание о резонансе. И в другом кластере, «Механика» есть задача, обучающая этому знанию. Нам надо включить в кластер «Акустика» хотя бы один путь к этому знанию не зависящий от сторонних кластеров. Тогда те кто приступил к «акустике» раньше «механики» смогут двигаться вперед, а те кто прошел уже «механику» смогут, вероятно, «срезать путь» за счет предварительного обладания этим знанием.
Ядром курса является автоматизированный эксперимент (с помощью компьютера, микроконтроллера и умных интерфейсов с физическим миром). Он позволяет воспроизвести и изучать огромное множество явлений природы. Предшествующие автоматизированному эксперименту тематические кластеры образует четыре тематических ветви: электричество, магнетизм, геометрия+механика, физическая химия.
Каждая ветвь состоит из четырех последовательно идущих кластеров, рассматривающих предметную область ветви на более высоких методических уровнях: качественном, количественном, компьютерного моделирования и автоматизированного эксперимента. Задания, направленные на освоение этих методических уровней сгруппированы в методические кластеры: Методология науки и техники, Математика, Моделирование, Автоматизированный эксперимент, Энергия и мощность, Теория колебаний и волн.
Постепенно от тематических кластеров отпочковываются новые: Химико-электрическая интеграция, Электромагнетизм, Квантовая оптика, Высокое напряжение, Акустика, Химия, Электрохимия, Нейро и ИИ и другие. После автоматизированного эксперимента становятся постепенно доступны последние кластеры курса: ЭМ волны, Квантовая механика, Полупроводники, Микро, Нано, Биология, Химия серьезная, Ядерная физика. Их методически обеспечивает кластер "Сложность и нелинейность".
Общий граф взаимосвязи знаний и заданий разбивается на тематические кластеры. Долгое изучение литературы привело к формированию нескольких сот тематических кластеров такой степени общности, как, например, “Ультразвук”, “Белки”, «Ускорители». В кластер входят знания не только о самих явлениях, но и о способах их получения и применения, исторических аспектах и т. п.
Кластеры соответствуют более-менее обособленным областям знания, поэтому по каждому из них удалось собрать десятки-сотни книг и статей. В существующих учебниках по темам кластеров знания уже выстроены более-менее линейно их авторами, и часто они могут быть взяты за основу структуры кластера. У каждого кластера есть точки входа и выхода. В точку выхода человек попадает, пройдя ключевые знания кластера, которые можно считать достаточными для понимания других кластеров, со входными точками которых соединена эта выходная точка. Будут ли эти точки задачами или знаниями — вроде бы не существенно, лишь бы однообразно и удобно.
Этот прием позволяет вычленить в кластере ядро — маршрут (обычно разветвленный), соединяющий входную и выходную точки, а также ореол - совокупность ответвлений скелета, не обязательных для прохождения кластера (попадания в выходную точку), но, например, интересных и полезных.
Важно чтобы кластеры были автономны, то есть для перехода от входной к выходной точке не требовалось знаний извне кластера. Поэтому он должен быть построен так, чтобы для его прохождения было достаточно знаний из кластеров, сходящихся во входную точку. Возможно и уместно сосуществование альтернативных кластеров и групп кластеров. Например, кластеры по радиоволнам: опирающийся на акустическую аналогию и не опирающийся. Или кластеры по цифровой технике с альтернативными подходами: от транзистора к процессору и наоборот. Чем больше будет таких альтернатив, тем большему числу людей с разным восприятием будет комфортнее учиться.
Межкластерные связи допускаются, но они не должны быть императивны. То есть, предположим, кластер «Акустика» содержит знание о резонансе. И в другом кластере, «Механика» есть задача, обучающая этому знанию. Нам надо включить в кластер «Акустика» хотя бы один путь к этому знанию не зависящий от сторонних кластеров. Тогда те кто приступил к «акустике» раньше «механики» смогут двигаться вперед, а те кто прошел уже «механику» смогут, вероятно, «срезать путь» за счет предварительного обладания этим знанием.
Ядром курса является автоматизированный эксперимент (с помощью компьютера, микроконтроллера и умных интерфейсов с физическим миром). Он позволяет воспроизвести и изучать огромное множество явлений природы. Предшествующие автоматизированному эксперименту тематические кластеры образует четыре тематических ветви: электричество, магнетизм, геометрия+механика, физическая химия.
Каждая ветвь состоит из четырех последовательно идущих кластеров, рассматривающих предметную область ветви на более высоких методических уровнях: качественном, количественном, компьютерного моделирования и автоматизированного эксперимента. Задания, направленные на освоение этих методических уровней сгруппированы в методические кластеры: Методология науки и техники, Математика, Моделирование, Автоматизированный эксперимент, Энергия и мощность, Теория колебаний и волн.
Постепенно от тематических кластеров отпочковываются новые: Химико-электрическая интеграция, Электромагнетизм, Квантовая оптика, Высокое напряжение, Акустика, Химия, Электрохимия, Нейро и ИИ и другие. После автоматизированного эксперимента становятся постепенно доступны последние кластеры курса: ЭМ волны, Квантовая механика, Полупроводники, Микро, Нано, Биология, Химия серьезная, Ядерная физика. Их методически обеспечивает кластер "Сложность и нелинейность".
Общий граф взаимосвязи знаний и заданий разбивается на тематические кластеры. Долгое изучение литературы привело к формированию нескольких сот тематических кластеров такой степени общности, как, например, “Ультразвук”, “Белки”, «Ускорители». В кластер входят знания не только о самих явлениях, но и о способах их получения и применения, исторических аспектах и т. п.
Общая последовательность освоения знаний
Попадание во входные точки некоторых кластеров требует предварительного прохождения многих других, а некоторые кластеры окажутся доступны с самого начала. Таковы классические разделы естественных наук: «Электричество», «Магнетизм», «Оптика», «Биология», «Жидкости и газы», «Тепловые явления», «Вещество», «Конструирование», «Технология», «Методология НИОКР и ТРИЗ», «Математика», «Программирование», «Науки о Земле», «Астрономия», «Геометрия и механика», «Время и частота».
«Электричество», «математика» и «программирование» позволяют ученику измерять и задавать постоянные токи и напряжения, задавать между ними программные связи, преобразовывать электрические сигналы, строить базовые системы на базе ПК, микроконтроллеров, модульных макетных плат и лабораторных контроллеров, а также количественные математические модели. Здесь выводятся законы Ома и Кирхгофа и их обобщения. Это является основой для экспериментального и теоретического изучения всех кластеров.
«Геометрия и механика» изучаются на базе решения различных технических задач, конструирования автоматических устройств и роботов. Это достигается при помощи компактных электромоторов с I2C интерфейсом и обратной связью по положению и крутящему моменту. При этом всесторонне изучается ньютоновская физика, техническая механика, CAD (FreeCAD) понятия массы и гравитации, вращения, инерции и центробежной силы, тригонометрия, разнообразные технические приемы и конструкции. Экспериментальные установки выполняются с элементами как конструкторов, так и специальных деталей, изготовляемых простейшими ручными инструментами: бормашиной, 3D-ручкой, паяльником, горелкой.
В развитие этих тем ученик строит и программирует координатные машины, пишет CAM программы и устанавливает бормашину и 3D ручку на собственноручно построенные ЧПУ фрезерный станок и 3D принтер, попутно знакомясь с характерными для этих машин задачами и их решениями. Здесь же изготавливаются настольные токарный, сверлильный и т подобные станки и приспособления, открывая доступ к соответствующим кластерам: «токарное дело», «фрезерование», «сверление», «2D-печать» и «3D-печать» где уже подробно изучаются секреты соответствующих технологий и строятся серьезные станки, инструмент и оснастка к ним.
Отсюда стартуют и кластеры «Метрология», «Упругость и тензометрия», «Материаловедение», «Давление в механике», «Теоретическая механика», «Шлифование и полирование и абразивы», «Механика гибких систем», «Клеи, композиты и эпоксиды», «Деревообработка», «Ручной инструмент», «Надежность», «Дизайн в технике». На определенном этапе ученик строит «Большой координатный станок» с рабочей зоной порядка метра и автоматической сменой инструментов для разнообразных видов обработки. Тогда его возможности по изготовлению деталей заданной формы из разных материалов приближаются к заводским.
«Жидкости и газы» от наблюдений проводят ученик к количественным моделям, поверяемым системами датчиков. Здесь затрагивается широкий круг явлений гидравлики и пневматики, сила Архимеда, фазовые переходы, вихри, и т. п. Постепенно открывается доступ к кластерам «Газовые законы», «Вакуум», «Вязкость», «Поверхностное натяжение и капиллярность», «Абсорбция».
Изучение тепловых явлений постепенно становится количественным благодаря датчикам температуры, механизмам и электронагревателям (закон Джоуля-Ленца, механический эквивалент теплоты, электрогидравлический эффект). В попытках построения разного рода вечных двигателей выводятся законы сохранения энергии и начала термодинамики. Становятся доступными кластеры «Трение», «Энергетика», «Паровая техника», «Контактная сварка», «Литье пластмасс», «Электрическая дуга и сварка», «Электроискровая обработка», «Холод», а после него - «Криогеника», «Сверхнизкие температуры», «Сверхпроводимость», «Сверхтекучесть».
Электрохимическая и электроэрозионная обработка позволяют изготавливать прочные детали из толстых кусков металла, позволяя проводить (в малых масштабах) опыты из кластера «Высокое давление» и освоить такую полезную вещь как «Гидроабразивная резка».
(продолжение 👇)
Попадание во входные точки некоторых кластеров требует предварительного прохождения многих других, а некоторые кластеры окажутся доступны с самого начала. Таковы классические разделы естественных наук: «Электричество», «Магнетизм», «Оптика», «Биология», «Жидкости и газы», «Тепловые явления», «Вещество», «Конструирование», «Технология», «Методология НИОКР и ТРИЗ», «Математика», «Программирование», «Науки о Земле», «Астрономия», «Геометрия и механика», «Время и частота».
«Электричество», «математика» и «программирование» позволяют ученику измерять и задавать постоянные токи и напряжения, задавать между ними программные связи, преобразовывать электрические сигналы, строить базовые системы на базе ПК, микроконтроллеров, модульных макетных плат и лабораторных контроллеров, а также количественные математические модели. Здесь выводятся законы Ома и Кирхгофа и их обобщения. Это является основой для экспериментального и теоретического изучения всех кластеров.
«Геометрия и механика» изучаются на базе решения различных технических задач, конструирования автоматических устройств и роботов. Это достигается при помощи компактных электромоторов с I2C интерфейсом и обратной связью по положению и крутящему моменту. При этом всесторонне изучается ньютоновская физика, техническая механика, CAD (FreeCAD) понятия массы и гравитации, вращения, инерции и центробежной силы, тригонометрия, разнообразные технические приемы и конструкции. Экспериментальные установки выполняются с элементами как конструкторов, так и специальных деталей, изготовляемых простейшими ручными инструментами: бормашиной, 3D-ручкой, паяльником, горелкой.
В развитие этих тем ученик строит и программирует координатные машины, пишет CAM программы и устанавливает бормашину и 3D ручку на собственноручно построенные ЧПУ фрезерный станок и 3D принтер, попутно знакомясь с характерными для этих машин задачами и их решениями. Здесь же изготавливаются настольные токарный, сверлильный и т подобные станки и приспособления, открывая доступ к соответствующим кластерам: «токарное дело», «фрезерование», «сверление», «2D-печать» и «3D-печать» где уже подробно изучаются секреты соответствующих технологий и строятся серьезные станки, инструмент и оснастка к ним.
Отсюда стартуют и кластеры «Метрология», «Упругость и тензометрия», «Материаловедение», «Давление в механике», «Теоретическая механика», «Шлифование и полирование и абразивы», «Механика гибких систем», «Клеи, композиты и эпоксиды», «Деревообработка», «Ручной инструмент», «Надежность», «Дизайн в технике». На определенном этапе ученик строит «Большой координатный станок» с рабочей зоной порядка метра и автоматической сменой инструментов для разнообразных видов обработки. Тогда его возможности по изготовлению деталей заданной формы из разных материалов приближаются к заводским.
«Жидкости и газы» от наблюдений проводят ученик к количественным моделям, поверяемым системами датчиков. Здесь затрагивается широкий круг явлений гидравлики и пневматики, сила Архимеда, фазовые переходы, вихри, и т. п. Постепенно открывается доступ к кластерам «Газовые законы», «Вакуум», «Вязкость», «Поверхностное натяжение и капиллярность», «Абсорбция».
Изучение тепловых явлений постепенно становится количественным благодаря датчикам температуры, механизмам и электронагревателям (закон Джоуля-Ленца, механический эквивалент теплоты, электрогидравлический эффект). В попытках построения разного рода вечных двигателей выводятся законы сохранения энергии и начала термодинамики. Становятся доступными кластеры «Трение», «Энергетика», «Паровая техника», «Контактная сварка», «Литье пластмасс», «Электрическая дуга и сварка», «Электроискровая обработка», «Холод», а после него - «Криогеника», «Сверхнизкие температуры», «Сверхпроводимость», «Сверхтекучесть».
Электрохимическая и электроэрозионная обработка позволяют изготавливать прочные детали из толстых кусков металла, позволяя проводить (в малых масштабах) опыты из кластера «Высокое давление» и освоить такую полезную вещь как «Гидроабразивная резка».
(продолжение 👇)
(продолжение. начало 👆)
После постоянного тока становится доступным «Конденсатор». Конструирование конденсаторов является хорошим поводом для выхода за пределы парадигмы Ома (близкодействующих зарядов в проводниках) в мир дальнодействующих сил Кулона — кластер «электростатических явлений, высокого напряжения, диэлектрических свойств» и тому подобного. Для этого служит лабораторный программируемый источник высокого напряжения.
После «Геометрии и механики» можно поставить много интересных опытов, например программируемый переменный конденсатор для высокого напряжения (емкость изменяется мотором) или просканировать зондом на ЧПУ станке электрическое поле вокруг заряженной проводящей фигурки — и построить его трехмерную модель — и сличить ее с моделью, полученной теоретически на основе идей ученика. Или снять ВАХ сегнетоэлектриков и различных самодельных полевых транзисторов.
«Высокое напряжение» и «Вакуум» открывают путь к опытам с электронными и ионными лучами, кластерам «Электроны», «Ионы», «Рентген», «Разряды», «Плазма», «Высокие температуры», «CVD», «PVD». Эти опыты особенно обогащаются после прохождения кластеров «Магнетизм» и «ВЧ схемотехника». Становятся доступными самодельные «Полупроводники», «Термо- и контактное электричество», «Лазеры», «Наноматериалы».
«Магнетизм» начинается с простых опытов Гильберта и идет насколько это возможно независимо от электричества. Так же как и в электростатике здесь уместны опыты с цифровым механическим перемещением и вращением магнитом и построением отсюда теории магнетизма через компьютерную обработку данных. В какой-то момент кластеры электричества и магнетизма дают возможность перейти в кластер «электромагнетизм» - в мир электромагнитов, реле, электромоторов, генераторов и датчиков, индукции и взаимодействия токов, электродинамики Вебера и Ампера. Отсюда уходит тропинка в кластеры «магнитные свойства вещества» и «природа магнетизма», а также, конечно — в «электродинамику Максвелла».
Кластер «Время и частота» посвящен конструированию разных часов, таймеров и изучению время-зависимых процессов. Вместе с «Геометрией и механикой» он открывает путь к кластерам «Вибрация», «Колебания», «Волны», важным для понимания электромагнитных и акустических явлений («Акустика», «Пьезоэлектроника», «Ультразвук»).
«Строение вещества» также плавно переводит ученика от качественного к количественному изучению природы окружающей материи. В этом помогает электрохимия (электролиз, законы Фарадея, теория Дальтона, электрохимическая размерная обработка, гальванопластика, гальванические покрытия, химические аккумуляторы и источники тока, уравнение Нернста) и классические наблюдения и опыты, формировавшие теорию атомизма и Периодическую систему. Становятся доступны «Физика твердого тела», «Кристаллы», «Производство материалов», «Минералы, руды, их идентификация и переработка», «Физическая химия», «Растворы», «Коллоидная химия», «Стеклодувное дело», «Электрофорез», «Адгезия», «Хроматография», «Химическое осаждение», «Покрытия», «Природа метеоритов».
Важно чтобы ученик самостоятельно получил и применил большое число как чистых химических и элементов, так и важнейших соединений. Этому служат кластеры «Молекулы и реакции», «Неорганический синтез», «Органический синтез», «Аналитическая химия», «Координационная и супрамолекулярная химия», «Полимеры». Далее можно двигаться к кластерам «Кинетика», «Катализ», «Хемотроника», «Жидкие кристаллы», «Горение и взрыв», «Химия твердого тела и поверхности». Это создает базу кластеров «Биохимия», «Белки». Отдельный кластер посвящен задаче постройки машины для разделения веществ на простые элементы.
«Астрономия» и «науки о Земле» начинаются с вопросов, решаемых без спецоборудования (найти радиус Земли, измерить продолжительность солнечных и звездных суток и т. п.), затем начинается построение оптических приборов: телескопов, спектроскопов, на этой волне (а также в конструировании микроскопов) и на основе «геометрии и механики» изучается «Оптика». Можно и наоборот: изучать геометрию через оптику.
(продолжение 👇)
После постоянного тока становится доступным «Конденсатор». Конструирование конденсаторов является хорошим поводом для выхода за пределы парадигмы Ома (близкодействующих зарядов в проводниках) в мир дальнодействующих сил Кулона — кластер «электростатических явлений, высокого напряжения, диэлектрических свойств» и тому подобного. Для этого служит лабораторный программируемый источник высокого напряжения.
После «Геометрии и механики» можно поставить много интересных опытов, например программируемый переменный конденсатор для высокого напряжения (емкость изменяется мотором) или просканировать зондом на ЧПУ станке электрическое поле вокруг заряженной проводящей фигурки — и построить его трехмерную модель — и сличить ее с моделью, полученной теоретически на основе идей ученика. Или снять ВАХ сегнетоэлектриков и различных самодельных полевых транзисторов.
«Высокое напряжение» и «Вакуум» открывают путь к опытам с электронными и ионными лучами, кластерам «Электроны», «Ионы», «Рентген», «Разряды», «Плазма», «Высокие температуры», «CVD», «PVD». Эти опыты особенно обогащаются после прохождения кластеров «Магнетизм» и «ВЧ схемотехника». Становятся доступными самодельные «Полупроводники», «Термо- и контактное электричество», «Лазеры», «Наноматериалы».
«Магнетизм» начинается с простых опытов Гильберта и идет насколько это возможно независимо от электричества. Так же как и в электростатике здесь уместны опыты с цифровым механическим перемещением и вращением магнитом и построением отсюда теории магнетизма через компьютерную обработку данных. В какой-то момент кластеры электричества и магнетизма дают возможность перейти в кластер «электромагнетизм» - в мир электромагнитов, реле, электромоторов, генераторов и датчиков, индукции и взаимодействия токов, электродинамики Вебера и Ампера. Отсюда уходит тропинка в кластеры «магнитные свойства вещества» и «природа магнетизма», а также, конечно — в «электродинамику Максвелла».
Кластер «Время и частота» посвящен конструированию разных часов, таймеров и изучению время-зависимых процессов. Вместе с «Геометрией и механикой» он открывает путь к кластерам «Вибрация», «Колебания», «Волны», важным для понимания электромагнитных и акустических явлений («Акустика», «Пьезоэлектроника», «Ультразвук»).
«Строение вещества» также плавно переводит ученика от качественного к количественному изучению природы окружающей материи. В этом помогает электрохимия (электролиз, законы Фарадея, теория Дальтона, электрохимическая размерная обработка, гальванопластика, гальванические покрытия, химические аккумуляторы и источники тока, уравнение Нернста) и классические наблюдения и опыты, формировавшие теорию атомизма и Периодическую систему. Становятся доступны «Физика твердого тела», «Кристаллы», «Производство материалов», «Минералы, руды, их идентификация и переработка», «Физическая химия», «Растворы», «Коллоидная химия», «Стеклодувное дело», «Электрофорез», «Адгезия», «Хроматография», «Химическое осаждение», «Покрытия», «Природа метеоритов».
Важно чтобы ученик самостоятельно получил и применил большое число как чистых химических и элементов, так и важнейших соединений. Этому служат кластеры «Молекулы и реакции», «Неорганический синтез», «Органический синтез», «Аналитическая химия», «Координационная и супрамолекулярная химия», «Полимеры». Далее можно двигаться к кластерам «Кинетика», «Катализ», «Хемотроника», «Жидкие кристаллы», «Горение и взрыв», «Химия твердого тела и поверхности». Это создает базу кластеров «Биохимия», «Белки». Отдельный кластер посвящен задаче постройки машины для разделения веществ на простые элементы.
«Астрономия» и «науки о Земле» начинаются с вопросов, решаемых без спецоборудования (найти радиус Земли, измерить продолжительность солнечных и звездных суток и т. п.), затем начинается построение оптических приборов: телескопов, спектроскопов, на этой волне (а также в конструировании микроскопов) и на основе «геометрии и механики» изучается «Оптика». Можно и наоборот: изучать геометрию через оптику.
(продолжение 👇)
(продолжение. начало 👆)
Изучается «Аэрогидродинамика» (после знакомства со свойствами газов и жидкостей), строятся модели летательных аппаратов, в т.ч. атмосферные зонды с различными датчиками для выяснения состава атмосферы, температур и давлений на различных высотах, получения снимков Земли с высот до 40 км. Становится доступной «Компьютерная метеорология». Пользу здесь приносит и прохождение кластера «Вакуум». Строится компьютерная модель Солнечной системы для проверки соответствия Ньютоновской механики космическим масштабам.
С освоением «Радио» появляется доступ к «Радиоастрономии». Подробно изучаются Луна и планеты, ближайшие звезды и другие интересные объекты. По мере технологического оснащения мастерской становится доступным кластер «Космонавтика», направленный на конструирование и запуск самодельных миниатюрных аппаратов. Отсюда возникают вопросы, рассматриваемые в кластерах «Пространство и время», «Природа гравитации», «Теория относительности».
Постепенно вводятся кластеры «электронного» направления: «Диоды и светодиоды», «Транзисторы», «Усилители», «Обратная связь и операционные усилители» , «Мемристоры», «Импульсная техника», «Генераторы сигналов», за которыми следует углубленное изучение специального случая сигнала: переменного тока в кластере «Переменный ток». Этот кластер важен для последующего изучения акустики и оптики, т. к. переменный ток удобно подвергать различным опытам — источникам будущих аналогий.
«Переменный ток» открывает путь к экспериментальной «Акустике», «RLC цепям и колебательному контуру», «Фильтрам и преобразователям», «Трансформатору», «Электромагнитным волнам», «Радио», а затем - к кластерам «ВЧ схемотехника, нагрев и индукционная печь», «Мазер, микроволны и СВЧ». Постройка печи открывает путь к литью и термообработке металлов и сплавов а также (в небольших масштабах) ковке металлов, открывает кластеры «Металлургия и металлопрокат», «Керамика и твердые сплавы». Новые возможности для производства металлов и керамики дают кластеры «Вакуум» и «Пресс», которые можно комбинировать меду собой и с печью и другими приборами в МТУ (многофункциональной технологической установке).
«Программирование», «математика», «электричество», «геометрия и механика» и упомянутые контроллеры и моторы в сочетании с растущими производственными и конструкторскими возможностям ученика - вот и вся необходимая почва для кластеров «Логика», «Кибернетика», «Роботы», «Машинное зрение», «Программирование (углубленное)», «Клеточные автоматы», «Фракталы», «Динамические системы», «Нейросети» (там даются матрицы и тензоры), «ИИ», «Моделирование», «Цифровая техника», «Аналоговая техника», «Теория игр», «Графы», «Статистика и теор. вер.», «Численные методы», «Телекоммуникации, навигация и локация», «Криптография», где-то там по мере необходимости раскрывается комбинаторика и теория чисел.
По мере необходимости, для решения прикладных задач вводятся фундаментальные методы математики «Ряды и пределы», «Основы матанализа», «Вариационное исчисление», «Операционное исчисление», «Функциональный анализ», «Топология», «Теория групп и симметрия». По мере накопления трудностей классических концепций, ученик проходит вслед за учеными прошлого к квантовой картине мира — через излучение нагретых тел, электрические явления, фотоэффект.
Оптика и химия открывают интереснейшие кластеры «Спектроскопия», «Фотохимия», «Фотолитография», «Нелинейная оптика», «Нанолитография». Окончательное подтверждение атомной гипотезе ученик получает в кластерах, посвященных созданию электронного, атомно-силового и туннельного микроскопов. На переднем крае науки располагаются кластеры «Микроэлектромеханические системы», «Нанофотоника», «Молекулярная электроника», «Позиционный механосинтез». Дальнейшие кластеры той ветки идут в сторону создания наноробототехнических систем, роев и сетей. Создание искусственных микромашин идет параллельно с изучением естественных в кластере «Микробиология и биотехнология», «Морфогенез», «Синергетика». Где-то здесь идут кластеры «Физиология и медицина», «Био и нейроэлектроника».
(окончание 👇)
Изучается «Аэрогидродинамика» (после знакомства со свойствами газов и жидкостей), строятся модели летательных аппаратов, в т.ч. атмосферные зонды с различными датчиками для выяснения состава атмосферы, температур и давлений на различных высотах, получения снимков Земли с высот до 40 км. Становится доступной «Компьютерная метеорология». Пользу здесь приносит и прохождение кластера «Вакуум». Строится компьютерная модель Солнечной системы для проверки соответствия Ньютоновской механики космическим масштабам.
С освоением «Радио» появляется доступ к «Радиоастрономии». Подробно изучаются Луна и планеты, ближайшие звезды и другие интересные объекты. По мере технологического оснащения мастерской становится доступным кластер «Космонавтика», направленный на конструирование и запуск самодельных миниатюрных аппаратов. Отсюда возникают вопросы, рассматриваемые в кластерах «Пространство и время», «Природа гравитации», «Теория относительности».
Постепенно вводятся кластеры «электронного» направления: «Диоды и светодиоды», «Транзисторы», «Усилители», «Обратная связь и операционные усилители» , «Мемристоры», «Импульсная техника», «Генераторы сигналов», за которыми следует углубленное изучение специального случая сигнала: переменного тока в кластере «Переменный ток». Этот кластер важен для последующего изучения акустики и оптики, т. к. переменный ток удобно подвергать различным опытам — источникам будущих аналогий.
«Переменный ток» открывает путь к экспериментальной «Акустике», «RLC цепям и колебательному контуру», «Фильтрам и преобразователям», «Трансформатору», «Электромагнитным волнам», «Радио», а затем - к кластерам «ВЧ схемотехника, нагрев и индукционная печь», «Мазер, микроволны и СВЧ». Постройка печи открывает путь к литью и термообработке металлов и сплавов а также (в небольших масштабах) ковке металлов, открывает кластеры «Металлургия и металлопрокат», «Керамика и твердые сплавы». Новые возможности для производства металлов и керамики дают кластеры «Вакуум» и «Пресс», которые можно комбинировать меду собой и с печью и другими приборами в МТУ (многофункциональной технологической установке).
«Программирование», «математика», «электричество», «геометрия и механика» и упомянутые контроллеры и моторы в сочетании с растущими производственными и конструкторскими возможностям ученика - вот и вся необходимая почва для кластеров «Логика», «Кибернетика», «Роботы», «Машинное зрение», «Программирование (углубленное)», «Клеточные автоматы», «Фракталы», «Динамические системы», «Нейросети» (там даются матрицы и тензоры), «ИИ», «Моделирование», «Цифровая техника», «Аналоговая техника», «Теория игр», «Графы», «Статистика и теор. вер.», «Численные методы», «Телекоммуникации, навигация и локация», «Криптография», где-то там по мере необходимости раскрывается комбинаторика и теория чисел.
По мере необходимости, для решения прикладных задач вводятся фундаментальные методы математики «Ряды и пределы», «Основы матанализа», «Вариационное исчисление», «Операционное исчисление», «Функциональный анализ», «Топология», «Теория групп и симметрия». По мере накопления трудностей классических концепций, ученик проходит вслед за учеными прошлого к квантовой картине мира — через излучение нагретых тел, электрические явления, фотоэффект.
Оптика и химия открывают интереснейшие кластеры «Спектроскопия», «Фотохимия», «Фотолитография», «Нелинейная оптика», «Нанолитография». Окончательное подтверждение атомной гипотезе ученик получает в кластерах, посвященных созданию электронного, атомно-силового и туннельного микроскопов. На переднем крае науки располагаются кластеры «Микроэлектромеханические системы», «Нанофотоника», «Молекулярная электроника», «Позиционный механосинтез». Дальнейшие кластеры той ветки идут в сторону создания наноробототехнических систем, роев и сетей. Создание искусственных микромашин идет параллельно с изучением естественных в кластере «Микробиология и биотехнология», «Морфогенез», «Синергетика». Где-то здесь идут кластеры «Физиология и медицина», «Био и нейроэлектроника».
(окончание 👇)
(окончание. начало 👆)
Из химических и физических опытов раскрываются свойства протона. Кластеры «Радиоактивность» и «Радиохимия» показывают и нейтрон. Кластеры «Космические лучи» и «Ускорители», «Ядерная физика» открывают мир элементарных частиц. Наконец, мысль и опыт устремляются к великим задачам получения антивещества, нейтронной материи и термоядерного синтеза.
Конечно, каждому необязательно заходить во все ветки курса — наоборот, одна из задач его составления — предоставить кратчайший доступ к каждому знанию. Если человек пришел ради «Акустики» - пусть он придет к ней кратчайшим путем, но таким, чтобы он был поистине готов к ее восприятию. Путь того, что пришел за «Ускорителями» может быть совсем иным.
Из химических и физических опытов раскрываются свойства протона. Кластеры «Радиоактивность» и «Радиохимия» показывают и нейтрон. Кластеры «Космические лучи» и «Ускорители», «Ядерная физика» открывают мир элементарных частиц. Наконец, мысль и опыт устремляются к великим задачам получения антивещества, нейтронной материи и термоядерного синтеза.
Конечно, каждому необязательно заходить во все ветки курса — наоборот, одна из задач его составления — предоставить кратчайший доступ к каждому знанию. Если человек пришел ради «Акустики» - пусть он придет к ней кратчайшим путем, но таким, чтобы он был поистине готов к ее восприятию. Путь того, что пришел за «Ускорителями» может быть совсем иным.
На этом закончена содержательная часть книги. Далее идут в виде приложения главы - краткие описания четырех платформ.