Человек – один из самых умных и интеллектуально развитых живых организмов на Земле. Неудивительно, что лишь почти за два десятилетия 21 века было придумано много новых изобретений и технологий в культуре, науке, экономике, медицине и других сферах жизнедеятельности. К тому же человечество не останавливается на достигнутом. Постоянно появляются все новые и новые важные технические решения, дающие положительный эффект и обещающие в ближайшем будущем изменить мир. Какие же самые значимые новые технологии появились в 21 веке?
Виртуальная реальность
В числе последних технологических трендов дополненная и виртуальная реальность. В первом случае AR-технология подразумевает восприятие с помощью специальных устройств отдельных искусственных элементов виртуальной информации как неотъемлемой части окружающего мира. VR же создает новую сверхреалистичную виртуальную среду, с которой пользователь может взаимодействовать с помощью органов чувств. Человек полностью погружается в искусственный мир, прямо в центр событий и ощущает реальность происходящего.
Для того чтобы в полной мере имитировать взаимодействие с виртуальной средой используются различные устройства от смартфонов со специальным функционалом, очков и шлемов до ретинальных мониторов, формирующих изображение на сетчатке глаза, и комнат виртуальной реальности, в которых достигается максимальный эффект погружения. Реалистичность усиливается многоканальной акустической системой с локацией источника звука и имитацией тактильных ощущений с помощью датчиков движения и манипуляторов.
Хотя сейчас технологии имеют больше развлекательный характер, скорей всего, в будущем они будут широко использоваться в здравоохранении для создания тренажеров для реабилитации, очков, способных вернуть зрение, цифровых контактных линз, измеряющих уровень глюкозы в крови и т. п. Уже сегодня в медицине применяются новейшие технологии 21 века, воздействующие и передающие данные с помощью мозговых интерфейсов непосредственно в головной мозг, но пока такие методики являются дорогостоящими для повседневного применения.
Инновационные очки O2amp способны определять самые незначительные изменения в кожном покрове. С их помощью можно определить уровень насыщения кожи кислородом, концентрацию гемоглобина и частоту сердцебиений.
Медицинские технологии
Современная медицина динамично развивается, а внедренные инновации напрямую влияют на качество жизни населения, ежедневно возвращая и сохраняя здоровье десяткам тысяч людей.
Искусственное сердце
Согласно статистике, самая распространённая причина смерти в мире – это сердечно-сосудистые заболевания, поэтому специалисты уделяют большое внимание разработкам в этой области. Искусственный двигатель человеческого организма предназначен для людей, имеющих тяжелую стадию сердечной недостаточностью. В случае, когда трансплантации сердца не избежать, а без пересадки смерть неминуема, чтобы сохранить жизнь человеку используется протез AbioCor, разработанный массачусетсской компанией. Ввиду острой нехватки донорских сердец у пациентов значительно повышаются шансы дождаться своей очереди на трансплантацию.
В сравнении с другими типами искусственных сердец, которые требуют непосредственного подключения к внешнему оборудованию, AbioCor используется автономно. Это сердце располагается в человеческом организме, имеет внутренний аккумулятор и подзаряжается прямо через кожу посредством специального магнитного устройства от внешнего источника питания. Отсутствие проводов или трубок, проходящих через кожу, исключает риск заражения инфекциями и снижает возможность осложнений.
По результатам исследований, сердечный протез способен продлить жизнь до 17 месяцев. Но для вживления пациент должен соответствовать определенным параметрам (рост, масса). В настоящее время создание второй версии AbioCor пока прекращено, но инновационный протез дал ощутимый толчок другим компаниям-разработчикам в этом сегменте здравоохранения.
3D-имплантанты
Такие новейшие технологии 21 века как 3D-принтер нашли применение не только в архитектуре и дизайне, но и в медицине. Трехмерная печать имплантатов может применяться в фармацевтике и в восстановительной хирургии, позволяя заменить зубы, кости или ампутированные части тела.
Впервые новейшее изобретение представила американская компания Organovo, разработавшая биопринтер, предназначенный для печати тканей (кожа, кровеносные сосуды и т. п.), которые могут использоваться в качестве заменителей «природных» органов. Если ранее ученые с целью восстановления и выращивания органов проводили исследования в области стволовых клеток, то сегодня биопринтер стал достаточно эффективной альтернативой.
Чернилами для такого принтера служат клетки нужного типа, а печатающая головка, управляемая компьютером, выкладывает их в необходимом порядке. В исследовательских институтах мира, в том числе и в России, постоянно проводятся довольно многообещающие эксперименты по разным вариантам технологий печати донорских органов.
Для парализованных пациентов, чтобы снизить риск возникновения пролежней, было разработано специальное белье, которое через определенный промежуток времени посылает электроимпульс и сокращает мышцу.
Фантастический экзоскелет
В 21 веке многие новые технологии, разработанные за рубежом, призваны помочь людям с ограниченными возможностями. Главная задача ‒ обеспечить полноценную жизнь в любом возрасте. В результате болезней нервной и мышечной систем или в силу возраста в большинстве случаев человек не может вести активную социальную жизнь и требует помощи. В японском университете робототехнической компанией Cyberdyne было разработано два прототипа экзоскелета. Устройство, работающее автономно около 2-х часов, позволяет значительно облегчить движение.
Экзоскелет используется в клиниках Японии для реабилитации инвалидов и травмированных, а также прошел сертификацию Евросоюза. К тому же экзоскелет можно применять при работах, которые требуют повышенных физических нагрузок (спасательные операции, строительство), так как устройство позволяет оператору поднимать и переносить тяжелые предметы.
В области разработок нейрокомпьютерного интерфейса многие проекты также направлены на помощь инвалидам. Недавно ученые из американской компании Neural Signals представили миру своё новое изобретение, благодаря которому озвучивается речь, произносимая человеком в мыслях. Беспроводное устройство полностью спрятано в голове, в участке коры, которая отвечает за речь. Что интересно, сигнал из командной моторной коры идет до гортани и языка с такой же скоростью, как и у здорового человека – всего 50 сек. Конечно, это намного быстрее, чем проекты «мозг – компьютер», основанные на различных вариантах мысленного письма.
Искусственный интеллект
В ближайшие годы, по прогнозам специалистов, мы будем наблюдать повсеместное успешное внедрение систем искусственного интеллекта. Так, к одной из известных систем ИИ в мире обратились врачи-онкологи Центра раковых заболеваний штата Мэн с целью использовать возможности суперкомпьютера IBM Watson для диагностики и лечения доброкачественных и злокачественных опухолей. Диагноз в каждом конкретном случае будет ставиться на анализе базы суперкомпьютера, в которую загружены более 600 тыс. медицинских заключений, 2 млн. текстов из меджурналов, а также результаты клинических онкологических исследований. При необходимости лечение будет прописываться с учетом 1,5 млн. историй болезней и успешной борьбы с аналогичным заболеванием.
Ожидается, что помощь умного программного обеспечения в диагностике и принятии медицинских решений даст возможность выявлять онкозаболевания на ранних стадиях, а врачам сконцентрироваться на более сложных случаях, тем самым снизить возможность летального исхода.
Основой экономики постиндустриального этапа развития современной цивилизации является инновационный сектор. Именно производство новых знаний и технологий создает основную часть добавочной стоимость продукта, в то время как другая ее часть, приходящаяся на непосредственное изготовление продукта, неуклонно уменьшается в силу автоматизации производства. Научно-технический прогресс и создаваемые на его основе новейшие технологии всегда считались высшим благом и локомотивом развития современной цивилизации.
Однако в последнее время эта парадигма все чаще ставится под сомнение. Дело в том, что стремительное развитие информационных технологий, робототехники, систем искусственного интеллекта и других высокотехнологичных отраслей современной экономики и промышленности приводит к высвобождению рабочей силы, выбрасывая вполне состоявшихся людей среднего класса «на улицу». А ведь именно средний класс всегда считался «становым хребтом» современного общества, гарантом его стабильности и развития.
Но, несмотря на глобализацию мировой экономики, существующие различия в уровне развития, менталитете, традициях приводят к тому, что тенденции, вызывающие законные опасения в одних странах, могут стать источником развития в других.
Попытаемся продемонстрировать эти тезисы на примере одной из наиболее прогрессивных и развивающихся технологий XXI века - 3D индустрии.
3D индустрия - это создание и использование так называемых 3D принтеров - устройств, осуществляющих 3D печать. Сама идея и возможность реализации 3D печати, то есть послойного воссоздания трехмерных объектов на основании их компьютерных моделей, возникла еще во второй половине прошлого века. Но только в начале «нулевых» годов развитие компьютерных и смежных технологий позволило приступить к ее практической и массовой реализации.
Сегодня 3D индустрия находится на начальном этапе своего становления, если оценивать ее суммарный вклад в мировую экономику. Но ее достижения и перспективы роста (от 50% до 150% в год) впечатляют. Приведем несколько характерных примеров.
3D технологии начинают широко использоваться для быстрого «прототепирования», то есть создания прототипов узлов и устройств разрабатываемых образцов новой инновационной техники, зданий и сооружений, ювелирных изделий, дизайна упаковок, имплантатов и много другого. Это позволяет кардинальным образом сократить расходы на производство конечной продукции, повысить ее конкурентоспособность. Так, например, инженеры компании PORSHE использовали 3D технологию для создания новой конструкции трансмиссии своих автомобилей - выполненный из прозрачного материала прототип трансмиссии позволил наглядно изучить ток масла в этом устройстве и внести необходимые изменения для оптимизации его работы.
3D технологии используются для производства деталей реально действующих систем. Так, например, компания Lockheed при производстве своего беспилотного самолета Polecat использовала технологии 3D печати для производства основной части его комплектующих (до70% процентов).
3D технологии незаменимы в мелкосерийном производстве, так как не требуют создания специальных производственных линий, затраты на которые не могут окупиться при мелкой серии.
3D технологии стали широко применяться в медицине при протезировании и производстве имплантатов (фрагменты скелета, костей, хрящевые ткани, зубные коронки, мосты). Ведутся эксперименты по печати донорских органов из материалов, содержащих стволовые клетки. Решение этой задачи кардинально изменит ситуацию в трансплантологии, что особенно актуально для России.
3D технологии могут использоваться в строительстве. Проведенные эксперименты показали, что двухэтажный дом возводится всего за двадцать часов, после чего остается лишь провести внутреннюю отделку, вставить окна и двери.
3D технологии входят и в повседневную жизнь. В продаже уже появились домашние 3D принтеры. Не исключено, что в ближайшее время они станут такими же распространенными, как и домашние компьютеры.
Приведенные выше примеры далеко не исчерпывают возможностей применения 3D печати, которые расширяются с каждым годом. На Западе высказывается мнение, что развитие 3D технологий может иметь негативные социальные и политические последствия. Дело в том, что широкое применение 3D печати может вызвать резкое увеличение безработицы среди высококвалифицированных рабочих, а также кардинально изменит внутреннюю экономику многих компаний, поставив их на грань разорения. Но в России ситуация совершенно иная.
Уровень развития 3D индустрии в России оставляет желать лучшего. Это касается и собственного производства 3D принтеров, и их использования. Последнее особенно важно. Дело в том, что развитие 3D индустрии позволит решить целый ряд серьезных проблем, стоящих перед страной и кардинально отличающихся от того, что происходит на Западе.
Во-первых, дефицит квалифицированной рабочей силы, который очень трудно ликвидировать ввиду сложной демографической ситуации и утраченных центров подготовки «синих воротничков», может быть нивелирован. Действительно, 3D технологии требуют существенно меньшего числа квалифицированных специалистов.
Во-вторых. Отставание в использовании 3D технологии может свести на нет все попытки диверсификации российской экономики в силу того, что более высокая себестоимость разрабатываемой и создаваемой высокотехнологической продукции сделает ее неконкурентоспособной на отечественном и зарубежных рынках. Развитие собственного производства 3D принтеров тоже важно. Но это все-таки не главное. В современной глобализованной экономике невозможно жить на «полном самообеспечении». Необходимо расставлять приоритеты и развивать те производства, где мы можем быть потенциальными лидерами. И в развитии этих производств должны использоваться самые современные и передовые достижения научно-технического прогресса, в том числе и 3D технологии.
В настоящее время 3D технологии используются в России в основном малыми предприятиями, работающими в сфере архитектуры, дизайна, высокотехнологического производства. Российские производители и импортеры 3D принтеров говорят, что их бизнес «буксует» из-за того, что крупные частные и особенно государственные компании не проявляют должного интереса к этим технологиям в силу консерватизма и инерционности мышления. Эти факторы, несомненно, присутствуют. Но дело не только и не столько в этом. Есть и другие, быть может, более основополагающие причины. Характерные, кстати, для всей высокотехнологичной индустрии России.
Первое. В стране отсутствуют компании, оказывающие консалтинговые и маркетинговые услуги в этой сфере. Действительно, как руководство крупной корпорации может понять, какие 3D технологии (а их сегодня более 10) и какие 3D принтеры (а их сотни по цене от 35 тыс. руб. до 100 тыс. долларов) ему надо использовать в своей деятельности (с учетом специфики предприятия)? Какие специалисты нужны для этого? Какой экономический эффект это может принести?
Второе. Если принято обоснованное решение о внедрении 3D технологий, то где найти квалифицированных специалистов, готовых работать в этой области? Или где их можно подготовить? И где гарантии того, что эти специалисты будут иметь высокую квалификацию?
Поэтому крайне актуальной является задача разработки государственных стандартов образования в области использования 3D технологий и создания сертифицированных центров подготовки такого рода специалистов. И российские технические ВУЗы, имеющие богатый опыт реализации «прорывных» технологических решений, несомненно могут справиться с этой задачей.
В качестве примера приведем опыт НИУ «МЭИ». В начале 1950-х годов именно выпускниками МЭИ была основана отечественная компьютерная индустрия, наравне соперничавшая с американской, а зачастую и опережавшая ее. Советские СУПЕР-ЭВМ, такие как БЭСМ-6, «Эльбрус», М-10, М-13, «Тетива» стали основой систем глобальной противовоздушной и противоракетной обороны, систем контроля космического пространства и предупреждения о ракетном нападении, позволили реализовать все самые значимые технологические решения в различных отраслях советской экономики, как военных, так и гражданских. Достаточно сказать, что политика «разрядки», основы которой были заложены во время визита президента США Р. Никсона в Москву в 1972 году, стала следствием успехов СССР именно в сфере стратегических оборонных систем вооружений, в основе которых лежали разработки выпускников и преподавателей МЭИ.
Самое интересное то, что первые работы в области компьютеростроения были инициированы именно сотрудниками и студентами МЭИ и проводились, говоря современным языком, как стартапы.
Этот опыт и эти традиции переносятся и на сегодняшний день. Сейчас государство на законодательном уровне ввело новый формат реализации новых технологических решений - так называемые «Малые Инновационные Предприятия» (МИП), имеющие существенные налоговые льготы. Учитывая устоявшиеся связи технических ВУЗов России с предприятиями реального сектора экономики, создание профильных МИПов на их основе, позволят внедрять 3D технологии, обеспечить подготовку соответствующих специалистов, в том числе и из числа сотрудников заинтересованных предприятий.
Нам представляется, что приведенный выше пример влияния внедрения инновационных технологий на развитие страны наглядно показывает, как можно решать проблемы модернизации российской экономики, встраивая ее в глобальную систему мирового рынка. Также очевидно, что подобный подход, распространяемый на все остальные сферы «высоких технологий» будет формировать совершенно новое отношение молодежи к изучению выбранных ими специальностей, придавать дополнительный импульс к овладению всеми необходимыми профессиональными компетенциями. Все это, в конечном итоге, будет способствовать формированию в стране нового поколения людей, которые желают и, главное, смогут, вывести ее на новый уровень развития.
Список новых перспективных технологий содержит некоторые из самых выдающихся текущих событий, достижений и инноваций в различных областях современной технологии. Новые технологии - технические нововведения, которые представляют прогрессивные изменения в рамках области конкурентного преимущества. Существуют разные мнения по вопросу о целесообразности, значимости, статусу и экономической жизнеспособности различных новых технологий. По многим новым технологиям и их последствиям для общества идут постоянные общественно-политические дискуссии.
Перспективных технологий XXI века огромное множество, далее рассмотрим по три примера из различных сфер деятельности.
Сельское хозяйство
1)Сельскохозяйственный робот или агробот - робот, используемый в сельскохозяйственных целях.
Основная область применения роботов в сельском хозяйстве - период уборки урожая. Роботы, собирающие фрукты, автономно ездящий трактор/распылитель, и роботы, стригущие овец, предназначены для замены человеческого труда. Индустрия сельского хозяйства отстаёт в использовании роботов от других отраслей, так как виды работ, сопряжённые с сельским хозяйством, не «прямолинейны», и многие повторяющиеся задачи каждый раз не совсем те же самые. В большинстве случаев множество факторов (например размер и цвет собираемых плодов) должны быть рассмотрены до начала выполнения задачи. Роботы могут быть использованы для других растениеводческих задач, таких как обрезка, прополка/пахота, орошение и мониторинг.
2) Генетически модифицированная пища - это продукты питания, полученные из генетически модифицированных организмов (ГМО) - растений, животных или микроорганизмов. Продукты, которые получены при помощи генетически модифицированных организмов или в состав которых входит хоть один компонент, полученный из продуктов содержащих ГМО так же могут считаться генетически модифицированными, в зависимости от законодательства страны. Генетически модифицированные организмы получают некоторые новые свойства благодаря переносу в геном отдельных генов теоретически из любого организма (в случае трансгенеза) или из генома родственных видов (цисгенез).
3) Мясо из пробирки, также известное как культивируемое мясо или искусственное мясо - это мясо, которое никогда не было частью живущего, полноценного животного. В нескольких современных исследовательских проектах пытаются выращивать мясо в пробирке экспериментально, хотя пока что до производства культивируемого мяса для общественного потребления дело не дошло. На первом этапе скорее всего будет производиться мясной фарш, а долгосрочной целью является выращивание полноценной культивированной мышечной ткани. Потенциально мышечную ткань любого животного можно выращивать в пробирке.
Биотехнология и здравоохранение
1)Генетическая инжене́рия (генная инженерия) - совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.
Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.
2) Выращивание органов - перспективная биоинженерная технология, целью которой является создание различных полноценных жизнеспособных биологических органов для человека. Пока технология не применяется на людях, однако идут активные разработки и эксперименты в этой области. По словам директора Федерального научного центра трансплантологии и искусственных органов имени Шумакова профессора Сергея Готье выращивание органов станет доступным через 10-15 лет.
3) Импланта́ты (нем. Implantat) - класс изделий медицинского назначения, используемых для вживления в организм либо в роли протезов (заменителей отсутствующих органов человека), либо в качестве идентификатора (например, чип с информацией о домашнем животном, вживляемый под кожу). Имплантаты стоматологические - вид имплантатов для вживления в кости верхней и нижней челюсти, которые используются в качестве основы для прикрепления съемных и несъёмных стоматологических протезов. Существует также имплантация капсул с фармакологическим содержимым, например противозачаточных капсул Norplant (англ.), содержащих гормональные контрацептивы.
Энергетика
1) Биото́пливо - топливо из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов.
Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (синтез-газ, биогаз, водород)
2) Иони́стор (ультраконденсатор, двухслойный электрохимический конденсатор, англ. EDLC, Electric double-layer capacitor) - электрохимическое устройство, конденсатор с органическим или неорганическим электролитом, «обкладками» в котором служит двойной электрический слой на границе раздела электрода и электролита. Функционально представляет собой гибрид конденсатора и химического источника тока.
3) На́ноанте́нна (нанте́нна) - устройство преобразования солнечной энергии в электрический ток, построенное по принципу выпрямляющей антенны, но работающее не в радиодиапазоне, а в оптическом диапазоне длин волн электромагнитного излучения. Идея использования антенн для сбора солнечной энергии была впервые предложена Робертом Бейли в 1972 году.
Информационные технологии
1) Иску́сственный интелле́кт (ИИ, англ. Artificial intelligence, AI) - наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ. ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно ограничивается биологически правдоподобными методами.
2) Маши́нный перево́д - процесс перевода текстов (письменных, а в идеале и устных) с одного естественного языка на другой с помощью специальной компьютерной программы. Так же называется направление научных исследований, связанных с построением подобных систем.
3) Объёмная опти́ческая па́мять - это разновидность компьютерной памяти, в которой информация может быть записана и считана в трёхмерном пространстве (а не в привычной двумерной плоскости как, например, в компакт-дисках).
Такой способ хранения информации потенциально способен позволить записывать на диски, сопоставимые по размерам с компакт дисками, порядка терабайта данных. Чтение и запись файлов достигается фокусировкой лазера в объёме. Однако, поскольку структура данных имеет объёмный характер, луч лазера должен проходить сквозь другие точки данных для достижения области, где необходимо произвести чтение или запись. Таким образом, требуется своего рода нелинейность, чтобы эти данные не мешали достичь желаемой точки.
Давайте вместе выберем одно из самых важных изобретений технологий в 21 веке из списка с «точки» зрения газеты Телеграф(Великобритания).
(2000)
Технология Bluetooth была введена с 1999 года, однако только в начале 21 века производители начали интегрировать эту технологию в мобильном телефоне и компьютере.
Сегодня, все больше и больше выпускается подключенных устройств к данной технологии, Bluetooth стала важной частью в обычной жизни нас, и будет продолжать становиться все более важной в ближайшие время.
2. iPod(2001)
Топ MP3-плеер на рынке уже много лет, когда Apple запустила линию продуктов этого типа в 2001 году. Даже до сих пор, действительно мечта многих людей.
3. Искусственное сердце AbioCor(2001)
Это искусственное сердце впервые было использовано вместо человеческого сердца во время операции 2001 года. Это сердце обладает способностью к самостоятельной работе блока питания, не совпадает с устройством обычного искусственного сердца прежде, в том, что не требует добавления варварские неприятные провода, которые раньше увеличивали риск воспалений.
4. Мозилла Firefox(2002)
Firefox-это первый веб-браузера достаточной силы, чтобы бросить вызов господству Интернет браузеру Explorer после браузера Microsoft Netscape Navigator в «войне браузеров» первый.
Это бесплатный браузер с открытым исходным кодом, так что он становится привлекательным пользователям Windows, которые не хотят быть полностью привязаны в мире программного обеспечения компании Microsoft.
Однако, после периода бешеного роста, в конечном итоге в Mozilla Firefox уступил место противнику сильнее - браузеру Chrome от Google.
4. Мозилла Firefox (2002)
5. Скайп(2003)
Приложение Skype полностью изменил способ общения людей друг с другом через границы.
Некогда не было времени звонить по телефону с родственниками или друзьями за границей - это всегда дорого, стоимость заоблачная. Но благодаря Skype, это приложение помогает людям не просто общаться, оно предоставляется в сопровождении видео-чата абсолютно бесплатно.
Оригинальный Skype работает только на настольных компьютерах общества, но с течением времени, она была разработана на мобильных платформах и в настоящее время, многие люди используют его для общения с друзьями и коллегами, и не только на большом расстоянии.
5. Скайп (2003)
6. Facebook(2004)
Однако, сеть Facebook быстро вырвалась вперед, благодаря простоте, легкости в использовании и эксклюзивности(изначально пользователи должны зарегистрировать учетную запись электронной почты в университете, чтобы стать ее членом).
Сегодня Facebook стал крупнейшей социальной сетью в мире, соединяющая более 1,6 миллиарда пользователей по всему миру, члены которых во многих компонентах пришли разные, национальность и возраст также в разнообразии. И, по сравнению с другими социальными сетями, Facebook- до сих пор является недостигаемым лидером.
6. Facebook (2004)
7. YouTube(2005)
Три бывших сотрудника компании PayPal создали в 2005 году YouTube - самый популярный видеохостинг в мире.
Ключ к успеху на YouTube - это то, что она создает возможности для людей по всему миру, которые могут заявить о себе совершенно бесплатно.
7. Ютуб (2005)
8. iPhone(2007)
Телефон iPhone компании Apple представляет собой линейку смартфонов с сенсорным экраном и первым, который получил широкую поддержку на рынке.
Одна из причин, почему iPhone стал более привлекательным - людям действительно просто использовать один палец, чтобы контролировать его, вместо того, чтобы прибегать к вспомогательным устройствам.
На сегодняшний день Apple продала более 900 млн. устройств iPhone.
9. iplayer компании BBC(2007)
Сервис Интернет-TV - iplayer от BBC в Великобритании посчитали тоже важным изобретением, предоставляющим пользователям выбор для просмотра телевизионных программ в зависимости от их предпочтения.
10, iplayer от компании Би-би-си (2007)
10. Книга планшет для чтения Kindle от Amazon(2007)
В 2007 году в Amazon запустили электронную книгу на рынок.
Она уже превысила продукцию конкурирующей Sony при предоставлении данного устройства с низкой и плавной интеграции с книгой и магазином книг в сети.
В настоящий момент Amazon контролирует 80% книг на рынке, по крайней мере, в Великобритании.
10. книга планшет для чтения Киндл от Амазон (2007)
11. Операционная система Android(2008)
Чтобы выступить против переполняющей власти iPhone компании Apple, производители других мобильных телефонов на полном серьезе стали разрабатывать операционные системы, которые могут конкурировать с iOS от Apple.
Первоначально Android создавался как Операционная система с открытым исходным кодом для камеры, но в 2005 году Google приобрел, а в 2008 году ввел в эксплуатацию в качестве операционной системы для мобильных устройств.
Android является основной операционной системой для телефонов линейки Samsung, Sony, LG и HTC, а также ряд других студий и занимает более 80% рынка OS на весь мир.
11. Операционная система Android (2008)
12. Сеть 4G(2008)
В 2008 Федерацией Международной Электросвязи был создан определенный набор требований для стандартной сети 4G, позволяющей гораздо увеличить способность подключения Интернету быстрее, чем сети 3G.
13. Планшет, iPad Apple(2010)
Снова Apple вновь внес свой вклад, и придумал технологию планшета iPad.
Также как и iPhone, при запуске iPad он был не первый планшет в мире, но это вызвало новый тренд у потребителя. С тех пор и до настоящего времени он является самым популярным планшетом в мире.(2011)
IBM Уотсон - это программное обеспечение, искусственный интеллект, который способен ответить на все заданные ей вопросы на естественном языке.
В 2011-ом программа была испытана на ТВ канале Америки в программе под названием« Своя игра» и победила двух лучших чемпионов за все время этой игры.
15. Программное обеспечение, искусственный интеллект Уотсона компании IBM (2011)
16. Автомобили без водителя от Google(2012)
Компания Google до сих пор не выпустила на рынке автомобильной продукции ни одну из этих машин. Тем не менее, компания приступила к испытаниям автомобиля в Калифорнии в 2012 году и намерена широко внедрять этот продукт в 2017 году.
16. Автомобили без водителя от Google (2012)
Формула продуктивности урока
Учитель начальных классов: А.Е.Тарасова
«Развитие и образование ни одному человеку не могут быть даны или сообщены. Всякий, кто желает к ним приобщиться, должен достигнуть этого собственной деятельностью, собственными силами, собственным напряжением».
А. Дистервег
Сегодня в школьном образовании происходят значительные перемены, которые охватывают практически все стороны педагогического процесса. Личный интерес обучающегося – это решающий фактор процесса образования.
Современное информационное общество заинтересовано в том, чтобы его граждане были способны самостоятельно, активно действовать, принимать решения, гибко адаптироваться к изменяющимся условиям жизни. Вот поэтому, всё наибольшее распространение получают Продуктивные технологии обучения XXI века. Высокая степень их продуктивности, предполагает моделирование такой системы образования, в которой главенствующую роль занимает не традиционная трансляция знаний, умений, ценностей, норм поведения и т. д., а создание условий для максимально возможной адаптации и развития каждой личности в школе.
Продуктивные технологии обучения, это методика менеджмента и управления учебным процессом, дающая такой инструмент, как обучающие структуры. Она не дает методические знания по предмету. Методическое содержание для конкретного предмета является задачей учителя.
Применяя продуктивные технологии на уроках, можно убедиться, что процесс обучения можно рассматривать с новой точки зрения и осваивать психологические механизмы формирования личности, добиваясь более качественных результатов.
В основе продуктивных технологий XXI века лежат коммуникативность и сотрудничество. Важными аспектами здесь являются креативность, обмен знаниями и идеями, обсуждение сложившихся ситуаций. При таком построении урока учитель меняет свою роль: он становится модератором, наставником и помощником.
Актуальность применения продуктивных технологий обусловлена тем, что применение данных структур поможет обучающимся освоить учебный материал в соответствии с требованиями ФГОС.
Формирование универсальных учебных действий является основной задачей современной системы образования согласно требованиям стандартов второго поколения. Продуктивные технологии XXI века являются эффективным инструментом для их формирования.
Основная идея – это учиться вместе, а не выполнять что-то вместе, чтобы каждый участник команды получил необходимые знания, сформировал нужные навыки и при этом, чтобы вся команда знала, чего достиг каждый. Учиться вместе не только легко и интересно, но и эффективно. Эти технологии способствуют не только интеллектуальному развитию, но и нравственному. Обучающиеся учатся вместе решать любые проблемы, помогать друг другу, слушать и принимать мнения одноклассников.
Постоянное взаимодействие учитель – ученик, ученик-ученик в командной и парной работе позволяет формировать у учеников коммуникативные УУД: учит общаться, слушать и слышать партнера, договариваться. Точные инструкции, необходимость выполнять задания в парах и командах помогут ученикам научиться организовывать свою деятельность. Использование мыслительных приемов и различных источников информации заставляют младших школьников мыслить, делать результаты мыслительной деятельности видимыми. При обучении в разнообразных учебных ситуациях, выслушивании позиции партнера перед детьми постоянно возникает необходимость делать выбор в мире ценностей и поступков, оценить свою жизненную позицию и позицию другого человека.
Продуктивные технологии XXI века несут в себе много плюсов:
1. Около половины детей в классе учатся одновременно говорить и слышать, исправлять чужие ошибки, таким образом, закрепляя, корректируя и дополняя свои знания.
2. Резко возрастает активность каждого ученика в процессе, особенно в функции «учитель».
3. Каждый ученик оказывается в центре вопроса, ему необходимо общаться, чтобы научить одноклассника тому, что знаешь сам, тем самым создается положительное отношение к процессу обучения.
4. Обучение для каждого ребенка без исключения становится интересным и результативным, а качество знаний по предмету существенно растет.
5. У учеников развиваются коммуникативные качества, креативное мышление, они учатся сотрудничать, критиковать и принимать критику.
6. Любой урок становится похожим на увлекательную и насыщенную игру и несет в себе исключительно положительные эмоции.
В продуктивных технологиях XXI века насчитывают около 250 структур.
Вашему вниманию предложены наиболее распространённые обучающие структуры. Все они разделены на три группы.
1. Обучающие структуры, показывающие взаимодействие ученик-ученик, необходимые для развития коммуникации и сотрудничества:
* МИКС ПЭА ШЭА (Mix Pair Share) - обучающая структура, в которой участники смешиваются под музыку, образовывают пару, когда музыка прекращается, и обсуждают предложенную тему.
* МИКС-ФРИЗ-ГРУП (Mix-Freeze-Group) - обучающая структура, в которой участники смешиваются под музыку под музыку, замирают, когда музыка прекращается, и объединяются в группы, количество участников в которых зависит от ответа на какой-либо вопрос.
* ТЭЙК ОФ-ТАЧ ДАУН – «встать – сесть» (обучающая структура для получения информации о классе).
2. Обучающие структуры, показывающие взаимодействие ученик-учебный материал. Они позволяют обдумать материал, связать его с предыдущими знаниями о приобретённом материале, что способствует развитию критического и креативного мышления:
* МОДЕЛЬ ФРЕЙЕР (Frayer Model) - обучающая структура, помогающая учащимся глубоко понять и осознать изучаемые понятия и концепции. Участники рассматривают какое-либо понятие с разных сторон, записывая его обязательные и необязательные характеристики, примеры и антипримеры (то, что не может являться примером).
* СТЁ ЗЕ КЛАСС (Stir the Class) - «перемешай класс» - обучающая структура, в которой учащиеся молча передвигаются по классу для того, чтобы добавить как можно больше идей участников к своему списку.
* ЭЙ АР ГАЙД (Anticipation-Reaction Guide «Руководство предположения/реакции») - обучающая структура, в которой сравниваются знания и точки зрения учеников по теме до и после выполнения «упражнения-раздражителя» для активизации мышления (видео, картинка, рассказ и т.д.)
3. Обучающие структуры, позволяющие сделать урок увлекательным, повысить самооценку и уверенность учеников, а также, чтобы дети могли практиковать навыки для коммуникации, сотрудничества и принятия решений:
* ФИНК-РАЙТ-РАУНД РОБИН (Think-Write-Round Robin) - «подумай-запиши-обсуди в команде». Во время выполнения данной структуры участники ОБДУМЫВАЮТ высказывание или ответ на какой-либо вопрос, ЗАПИСЫВАЮТ и по очереди ОБСУЖДАЮТ свои ответы в команде.
* ИНСАЙД-АУТСАЙД СЁКЛ (Inside-Outside Circle) - «внутренний и внешний круг» - обучающая структура, в которой ученики формируют внутренний и внешний круги и делятся своими мнениями с разными партнерами.
Итак, формула продуктивности урока с применением обучающих структур и мыслительных приемов – это:
1) Урок, на котором осуществляется индивидуальный подход каждому ученику.
2) Урок, содержащий разные виды деятельности.
3) Урок, на котором ученику комфортно.
4) Урок, на котором деятельность стимулирует развитие познавательной активности ученика.
5) Урок, который воспитывает думающего ученика-интеллектуала.
6) Урок, который предполагает сотрудничество, взаимопонимание, атмосферу радости и увлеченности.
Использование обучающих структур и мыслительных приемов новой технологии на уроках повышает мотивацию обучающихся к изучаемому предмету, что ведёт к более эффективному освоению школьниками образовательной программы
Продуктивные технологии – это постоянное обучение через диалог и обучение тому, как учиться, а результат – переход от пассивных учеников к заинтересованным обучающимся. Именно работа по данным технологиям развивает в ученике жизненно необходимые качества, такие как коммуникативность, сотрудничество, критическое мышление, креативность, на уроке создается безопасная и благоприятная среда для мыслительной деятельности. При правильной организации взаимодействия формируются все основные универсальные учебные действия личности: личностные, познавательные, регулятивные, коммуникативные.
Применение новых современных образовательных структур обучения помогает раскрыться учащимся с новой стороны, так как главный на уроке сам ученик и его деятельность, а учитель - помощник, наставник. Новые методы развивают личность каждого ученика, заставляют его думать, проявляться, позволяют изменять видение материала, повышают его эмоциональный уровень, а значит, и благотворно влияют на здоровье организма. Обстановка на уроках способствует более успешному усвоению материала детьми. Работа в группах помогает ребятам мыслить творчески и реактивно, в общении они совместно решают поставленные задачи, находят и объясняют ошибки друг друга, выслушивают каждого участника в группе, с уважением относятся к его выбору и мнению. Создается такая рабочая обстановка, выйти из которой уже невозможно, да и не хочется, так она захватывает. Скучающих на таком уроке не будет никогда, потому что ученикам не придется только сидеть и писать.
Использование продуктивных технологий не предполагает полный отказ от традиционного подхода. Можно использовать одну из обучающих структур на любом этапе урока.
Список литературы
- Дьюи Дж., Дьюи Э. Школы будущего. Электронный ресурс – [ http://jorigami.narod.ru/PP_corner/Classics/Dewey/Dewey_Schools_of_Future.htm ]
- Как проектировать универсальные учебные действия в начальной школе. От действия к мысли. / Под ред. А.Г. Асмолова. М.: Просвещение, 2010.
- Крылова Н.В., Леонтьева О.М. Основные идеи продуктивного образования. // Как работает продуктивная школа? 2003. Вып. 4 (15). Электронный ресурс – [ http://www.values-edu.ru/wp-content/uploads/2011/08/nev_4_2003.pdf ]
- Крузе-Брукс О.А. Историко-педагогические предпосылки становления учебной кооперации в образовательном процессе. - Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого, http://www.rusnauka.com/13.DNI_2007/Istoria/21261.doc.htm
Предварительный просмотр:
Ханты-Мансийский автономны округ-Югра
муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя школа №11»
Использование метода проектов в работе учителя начальных классов
Учитель начальных классов
Тарасова Анна Евгеньевна
г. Нижневартовск, 2016 г.
Я работаю учителем начальных классов в МБОУ «СШ №11» города Нижневартовска. Известно, что до 70% личностных качеств закладывается в начальной школе. И не только базовые навыки, такие, как умение читать, писать, решать, слушать и говорить, нужны ребенку в жизни. Каждому человеку, вступающему в этот сложный и противоречивый мир, необходимо определенные навыки мышления и качества личности. Умения анализировать, сравнивать, выделять главное, решать проблему, уметь дать адекватную самооценку, быть ответственным, самостоятельным, уметь творить и сотрудничать – вот с чем ребенку необходимо войти в этот мир.
Какие из педагогических технологий целесообразно применять в начальной школе, чтобы помочь ребёнку овладеть этими умениями? Каждый учитель подходил к этому вопросу индивидуально.
Проблемы
Анализируя свою деятельность, я столкнулась с рядом проблем, затрудняющих переход детей на следующую ступень образования:
- низкий уровень самостоятельности в учебном процессе;
- неумение следовать прочитанной инструкции, ярко выраженное в неспособности внимательно прочитать текст и выделить последовательность действий, а также выполнить работу от начала до конца в соответствии с заданием;
- разрыв между поисковой, исследовательской деятельностью учащихся и практическими упражнениями, в ходе которых отрабатываются навыки;
- отсутствие переноса знаний из одной образовательной области в другую, из учебной ситуации в жизненную.
Обдумывая эти проблемы, я пришла к выводу, что необходимо дополнять урочную систему организации учебного процесса новой формой деятельности учащихся, где они были бы погружены в атмосферу, требующую думать, рассуждать, грамотно излагать свои мысли, т.е. могли бы применять все имеющиеся у них знания на практике. С этой целью я выбрала метод проектов.
Ключевая проблема.
Проблема включения проектной деятельности в образовательный процесс является прогрессивной и давно назревшей. В ней содержится огромный потенциал, что особенно важно в условиях современной школы. А тенденции, проявляющиеся в организации проектной деятельности младших школьников, свидетельствуют о необходимости корректировки складывающегося опыта.
Актуальность
Одной из приоритетных задач современной школы является создание необходимых полноценных условий для личностного развития каждого ребёнка, формирования активной позиции, субъективности учащегося в образовательном процессе. Её решение особенно актуально для начального звена школьного обучения, поскольку с позиции отечественных психологов (Л.С.Выгодского, П.Я.Гальперина, В.В.Давыдова, А.Н.Леонтьева, Д.Б.Эльконина и др.) учебная деятельность в данный период является ведущей в психическом развитии детей 7 – 10 лет.
В связи с этим большое значение приобретает не только разработка и совершенствование нового учебного содержания, но и исключение из практики непродуктивных стилей и форм педагогического общения, методов обучения.
В основе проектной деятельности лежит исследовательская деятельность, которая позволяет привлекать к работе разные категории участников образовательного процесса (учеников, родителей, учителей), создает условия для работы с семьей, общения детей и взрослых, т.е. объединяет детей и взрослых для совместной исследовательской деятельности.
Метод проектов в начальной школе, учитывая возрастные особенности детей, имеет свою специфику. Так, собственно проектная деятельность в ее классическом понимании занимает свое центральное (ведущее) место в подростковом возрасте (в основной школе). В начальной школе могут возникнуть только прообразы проектной деятельности в виде решения творческих заданий или специально созданной системы проектных задач.
Работа над проектной деятельностью начинается в 1 классе с 1 четверти.
Все проекты, которые мы проводили - внутриклассные, т.е. проводились в одном классе.
По форме проекты были индивидуальные, групповые (по 4–6 человек) и коллективные (классные).
По продолжительности проекты - краткосрочные (1 урок, максимум 3 – 6 уроков).
С учащимися были выполнены проекты, которые по содержанию были информационные, комбинированные.
Ученики готовили информационное сообщение, иллюстрировали его изготовленными моделями объектов.
Выполнение проекта складывалось из нескольких этапов:
разработка проекта, практическая реализация, защита проекта.
Наиболее трудоёмким компонентом проектной деятельности является первый и второй этапы
1 этап – мотивационный.
Здесь важно для учителя создать положительный мотивационный настрой. Проблема, которую должны решить учащиеся, должна быть актуальной и интересной. На данном этапе формулируется тема и определяется результат, продукт.
Самым интересным для детей в этом возрасте считается то, что касается их самих. Это их семья, класс, школа, дом, село, где они живут. Поэтому первыми творческими заданиями для них стали проекты:
«Моя малая родина»
«Моя семья»
«Мой класс. Моя школа»
«Математика вокруг нас»
"Нижневартовск вчера, сегодня, завтра"
Результат проектной деятельности – информация (доклад, сообщение), комплексная работа, стендовая презентация, фотожурнал «Числа первого десятка».
2 этап – планирующе-подготовительный.
Здесь идёт разработка замысла проекта, формулируются задачи, план действий, согласовываются способы совместной деятельности.
На этом этапе обговариваем, где будем искать информацию. Поскольку мы составляли альбом и готовили сообщение, то решили искать материал в библиотеках, в Интернете. Ученики изучали книги, журналы, энциклопедии, расспрашивали взрослых по теме проекта.
Здесь же разрабатывалась вся необходимая документация (рисунки, эскизы, простейшие чертежи), подбирались материалы и инструменты, составили план действий.
3 этап. Информационно- операционный
Здесь идёт реализация проекта. Собранный материал, вся информация перерабатывается, сортируется. Роль учителя на этом этапе координировать, наблюдать, давать рекомендации, проводить консультации.
На этом этапе непосредственно оформляется работа. Но возникает проблема. Ведь чем меньше дети, тем больше требуется помощь взрослых не только в поиске информации, но особенно в оформлении проекта. Поэтому над реализацией проектного замысла дети работают дома или во внеурочное время: составляют интересные тексты, отбирают лучшее фото для презентации под руководством взрослых.
4 этап. Рефлексивно-оценочный.
Это защита проекта, коллективное обсуждение результата, самооценка деятельности. Ученики делают сообщение о проделанной работе.
Главная цель защиты проектной работы – аргументированный анализ полученного результата и доказательство его соответствия поставленной цели или требованиям. Этот этап очень важный, решает несколько задач: развитие научной речи, возможность продемонстрировать свои достижения, пополнение знаний.
Основным критерием успешности выполненного проекта является соблюдение в изделии (деятельности) требований или условий, которые были выдвинуты в начале работы.
Учитель, руководя процедурой защиты проектов, особо следит за соблюдением доброжелательности, тактичности, проявлением у детей внимательного отношения к идеям и творчеству других.
Итак, практика работы над проектом показывает, что в такой деятельности наряду с проблемами (возрастные особенности, разные способности, недостаточное материальное обеспечение, а у некоторых детей отсутствие помощи со стороны родителей) есть много положительных моментов.
Проектная деятельность ведёт к сплочению класса, развитию коммуникативных и общеучебных навыков, создаёт у ребёнка положительную самооценку («Я смог!», «У меня получилось!»). Каждый ученик, участвуя в проекте, вносит посильный вклад в общее дело, выступая одновременно и организатором и исполнителем.
Участвуя в проектно-исследовательской работе, дети реализуют свои скрытые возможности, у них повышается интерес к учебной деятельности, раскрываются их личные качества, развивается самостоятельность и ответственность за конечный результат, и, конечно, – творчество. А для развития творчества важно, чтобы ребёнок проявлял любовь к прекрасному не только путём созерцания и разговоров, но вносил бы умения в быт, во всё окружающее.
Проектная деятельность способствует развитию общеучебных навыков .
В первую очередь - это социальные навыки: умение работать в группе, сотрудничать, принимать и выполнять определённую роль: быть лидером или исполнителем, выстраивать свои отношения с людьми, которые тебя окружают.
Следующие навыки – коммуникативные: учиться не только говорить, но и важно научиться умению слушать, принимать другое мнение и спокойно отстаивать своё.
Навыки, которые формируются в ходе проектной деятельности – это и мыслительные навыки. Дети учатся анализировать, обобщать, сравнивать, классифицировать.
Навыки, тесно связанные с мыслительными – это исследовательские навыки: учиться проводить исследование, уметь наблюдать, выявлять, соотносить.
Использованная литература:
1. Голуб Г.Б., Чуракова О.В. Метод проектов как технология формирования ключевых компетентностей учащихся. – Самара: Изд-во «Профи», ЦПО, 2003. – С. 23.
2 . Управление инновациями в образовательном учреждении: образовательные практико – ориентированные технологии / авт. – сост. М.В. Русинова. – Волгоград: Учитель, 2011. – 175 с.
3. Бычков А.В. Метод проектов в современной школе. – М., 2000.
4. Матяш Н.В., Симоненко В.Д. Проектная деятельность младших школьников: Книга для учителя начальных классов. – М.: Вентана-Граф, 2004.