МАОУ "Лицей" г. Лесной Свердловская область. Аминова Н.Ю. Открытая образовательная среда «Школьный технопарк» как условие формирования инженерного мышления учащихся
ПРОЕКТ Открытая образовательная среда «Школьный технопарк» как условие формирования инженерного мышления учащихся
Наталья Юрьевна Аминова
Заместитель директора по учебно-воспитательной работе МАОУ «Лицей» г. Лесной Свердловская область
Совершенно очевидно, что вопрос развития инженерного образования в России является стратегическим для экономической безопасности страны и развития человеческого капитала России. Чтобы реализовать в опережающем режиме стандарты основного общего образования, необходимо особое внимание уделять принципам непрерывного естественнонаучного, физико-математического и технического образования. Эти идеи заложены и в комплексной программе «Уральская инженерная школа» (Указ Губернатора Свердловской области от 06.10.2014 N 453-УГ «О комплексной программе «Уральская инженерная школа»).
Для повышения качества подготовки технических специалистов необходимо начинать развивать их со школьной скамьи. Именно поэтому очень важно развивать у учащихся навыки исследовательской деятельности, углублять естественно-научное образование и знакомить с инженерным делом. Одним из эффективных и современных направлений развития технических специалистов является создание на базе школы школьного технопарка.
Актуальностьи педагогическая целесообразность реализации проекта «Школьный технопарк» обусловлена общественной потребностью в творчески активных и технически грамотных рабочих и инженерных специалистах, в возрождении интереса обучающихся к современной технике, в воспитании культуры жизненного и профессионального самоопределения.
Технопарк (англ. Industrialpark) - новая форма территориальной интеграции науки, образования и производства в виде объединения научных организаций, проектно-конструкторских бюро, учебных заведений, производственных предприятий или их подразделений (Райзберг Б.А., Лозовский Л.Ш., Стародубцева Е.Б. Современный экономический словарь. 2-е изд., испр. М.: ИНФРА-М, 1999.479 с.). Таким образом, школьный технопарк в нашем понимании – это среда, создаваемая в образовательном учреждении специально, для перевода теоретических знаний учащихся в реальный продукт, в производство, в товар.
Перечислим основные виды деятельности, которые объединяются в особых пространствах — технопарках — для поддержки инноваций как реализованных идей:
• исследовательская деятельность (в том числе — междисциплинарная); экспертиза перспективных разработок,
• изобретательская деятельность и проектирование, разработка прототипов и технологий,
• производство,
• маркетинг и сбыт,
• поддержка коммерциализации разработок.
• управление и технопредпринимательство.
Цель проекта - реализация через программу педагогического, методического, материально-технического сопровождения образовательной среды «Школьный технопарк» для развития мотивации школьников к изучению предметов естественнонаучного и физико-математических циклов, развитию научно-технических и инженерно-технологических способностей, формированию инновационного поведения учащихся.
Задачи:
- обеспечить создание условий для развития системы профориентационной работы в школе;
- развивать механизмы осуществления взаимодействия с вузами и отделом кадров градообразующего предприятия города;
- реализовать модель Школьного технопарка в системе дополнительного образования школы совместно с социальными партнерами;
- выстраивать управленческую деятельность по оптимальному и эффективному взаимодействию с социальными партнерами;
- развивать сетевое сотрудничество педагогов школы с представителями вузов для осуществления образовательной деятельности школьного технопарка; в том числе и в дистанционной форме;
- внедрять новые элементы содержания образования и воспитания, педагогические технологии и учебно-лабораторные комплексы;
- повышать квалификацию работников школы по проблеме реализуемого проекта;
- формировать новый стиль инженерного мышления школьников, способных к системным проективным, прогнозным, сценарным форматам знания и действия, основанным на анализе трендов научно-технологического развития;
- использовать инновационные методы, направленные на создание образовательной среды, в которой формируются значимые ориентиры для построения индивидуальных образовательных траекторий и программ, определения контуров образовательных сценариев школьников, профессионального самоопределения.
Главная идеязаключается в непрерывности формирования инженерного мышления через все предметы, курсы и направления деятельности, начиная с первого класса и до окончания школы, в старших классах реализация проекта через индивидуальные образовательные траектории учащихся. Среда «школьный технопарк» открытая и доступная каждому учащемуся. Каждый ребенок может реализовать свои возможности в любом направлении деятельности - в техническом творчестве, арт-дизайне, маркетинге, рекламе, проектировании, робототехнике, моделировании и прототипировании, микроэлектронике и т.д.
Для себя мы определили продуктивность деятельности в 4-х направлениях:
1. Овладение информационно-коммуникативными технологиями с целью обработки и переработки информации.
2. Профориентационное – содействие выбору технических профессий.
3. Прикладное - использование технических средств в жизни, умение применять их в быту.
4. Метапредметность деятельности, основанная на интеграции гуманитарных и технических знаний.
Возможность для реализации этой идеи мы стали искать в системе связей и отношений. Благодаря включению в областную программу «Уральская инженерная школа» (через систему вебинаров, конференций, учебных курсов по теме технопарков, робототехники в рамках программы «Школьная Лига РОСНАНО») появился доступ к информации, которая позволила по новому взглянуть на традиционные виды деятельности.
Принципы создания технопарка: предоставление возможности участия в творческом производительном труде во внеурочное время; освоение современных технологий разработки и совершенствовании технических устройств и систем в интересах человека, общества и государства; предоставление возможности освоения опыта оказания населению услуг по доступной рыночной цене; самофинансирование, чтобы работать независимо и долго; сотрудничество и доверие в сообществе предпринимателей; независимость и гражданская активность.
Реализация программы инновационного проекта проходит через применение новых, современных технологий обучения на уроке (E-leaning, перевернутый класс, смысловое чтение, кейсовые технологии, проблемное обучение, проектную деятельность и др.), разнообразную внеурочную деятельность, погружения, дистанционное обучение, сетевое взаимодействие, выездные и каникулярные школы, образовательные экскурсии, дни науки, недели высоких технологий и технопредпринимательства, участие в программах Школы Росатома и Лиги школ Роснано. Одним из путей, позволяющих решить задачи технического развития школьников становится изучение модульных ЧПУ-станков и 3D-принтеров уже непосредственно в школе. Современные компьютерные CAD/CAM технологии позволяют создавать (проектировать) трехмерные компьютерные модели самых разнообразных и необходимых в жизни вещей, изготавливать их на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и 3D-принтерах (CAD (Computer Aided Design) – технологии компьютерного проектирования изделий, CAM(Computer Aided Machinery) - технологии изготовления изделий на станках с ЧПУ и 3D-принтерах).
Такой подход не только позволит школьникам выполнять более сложные объекты труда на настольных станках и с использованием электрифицированного инструмента, но и будет способствовать формированию у них умения сборки технических устройств, знаний из области механики и технологии обработки конструкционных материалов. Современные компьютерные технологии позволяют создавать (проектировать) трехмерные компьютерные модели самых разнообразных и необходимых в жизни вещей и изготавливать их на станках с ЧПУ с низкими трудовыми и временными затратами и даже приносить доход ОУ при изготовлении сувенирной, учебной, художественной продукции.
Этапы формирования инженерного мышления учащихся через образовательную среду «Школьный технопарк»
|
|
Начальное |
Основное |
Старшее |
|
Цели |
Формирование начальных умений творческой деятельности, элементов теоретического мышления. |
Развитие системного мышления и творческого мышления. Развитие способностей учащихся ставить новые вопросы, вырабатывать разнообразные аргументы, принимать независимые продуманные решения, которые используются для анализа вещей и событий с формулированием обоснованных выводов и позволяют выносить обоснованные оценки. |
Развитие технического, исследовательского и творческого потенциала школьников, приобретение новых знаний и умений, а также опыта конструкторской деятельности |
|
Деятельность |
Учебные и творческие проекты, эксперименты на уроках и дома. Лицейская НПК «Малая академия наук». Экскурсии на предприятия города и области (по программе «Единая промышленная карта региона»). Летняя профильная смена «Радуга открытий». Участие в конкурсах Лиги школ Роснано и школы Росатома. Олимпиады, НПК и конкурсы различного уровня. Дни науки. Неделя высоких технологий. |
Решение задач естественнонаучного содержания и с техническим содержанием. Практико-ориентированные проекты. Решение экспериментальных задач, выполнение учебного эксперимента, домашних лабораторных работ. Экскурсии на предприятия города и области (по программе «Единая промышленная карта региона»). Участие в конкурсах Лиги школ Роснано и школы Росатома. Олимпиады, НПК и конкурсы различного уровня. Дни науки. Неделя высоких технологий. Выездная смена «ОГЭ на отлично». Летние тематические смены, профильные смены Росатома в ВДЦ «Орленок», летняя школа «Наноград» лиги школ Роснано и др.
|
Техническое творчество, программирование, робототехника, видеомонтаж. Учебно-исследовательская практика, социальные практики и предпрофессиональные пробы. Выездная естественнонаучная смена «Надежды Росатома», участие в мероприятиях «Дни карьеры Росатома Участие в конкурсах Лиги школ Роснано и школы Росатома. Олимпиады, НПК и конкурсы различного уровня. Дни науки. Неделя высоких технологий. Летние тематические смены, профильные смены Росатома в ВДЦ «Орленок», летняя школа «Наноград» лиги школ Роснано и др. Выездной интенсивный семинар «Школы будущих президентов» Санкт-Петербург. |
|
Способы реализации через учебный план |
Углубление предметной области «Математика и информатика» - курс «Логика и математика» Элективные курсы: «Учусь создавать проект», «За страницами учебника», «Умники и умницы», «Загадки природы»
|
Предпрофильная подготовка: углубление предметной области «Математика и информатика» - выделение дополнительных часов для изучения математике и информатики, углубление предметной области «Естественнонаучные предметы» - выделены дополнительные часы для изучения физики, химии, биологии. Элективные курсы: «Мирный атом», «Образовательная робототехника», «Основы микроэлектроники и робототехники», «Школа юных инженеров», «Основы финансовой грамотности», «Азбука трудоустройства», «Программирование», «3-D моделирование, прототипирование». |
Профильная подготовка: физико-математическое, химико-биологическое и социально-экономическое направления. Элективные курсы «Основы микроэлектроники и робототехники», «Школа юных инженеров», «Тайм менеджмент», «Деловой английский язык», «Программирование», «3-D моделирование, прототипирование», «Видеомонтаж», «Программы для дизайна», «Основы рекламы» и др.
|
Этапы и сроки реализации инновационного проекта
|
№ п/п |
Этап |
Сроки |
|
1 |
Теоретико-проектировочный |
2016-2017 гг. |
|
2 |
Проектный (разработка модели) |
2017-2018 гг. |
|
3 |
Практико-ориентированный (реализация модели и оценка) |
2018- 2020 гг. |
|
4 |
Аналитический (рефлексия) |
2020-2021гг. |
Средства контроля и обеспечения достоверности результатов
|
№ п/п |
Этап |
Средства контроля и обеспечения достоверности результатов |
|
1 |
Теоретико-проектировочный (целеполагание) |
PEST, SWOTанализ имеющихся возможностей. Внешний и внутренний аудит возможностей и ресурсов. Оценка готовности педагогов к инновационной деятельности. |
|
2 |
Проектный (разработка модели) |
Внешняя и внутренняя экспертиза разработанной модели; определение ключевых показателей проекта, оценка рисков; оценка реальности выполнения обязательств. |
|
3 |
Практико-ориентированный (реализация модели и оценка) |
Мониторинг ключевых показателей проекта, мониторинг обязательств по проекту, мониторинг рисков проекта, обсуждение прогресса проекта. |
|
4 |
Аналитический (рефлексия) |
Анализ контрольных точек проекта, мониторинг результативности и эффективности деятельности разработанной модели и представление результатов инновационного проекта широкой педагогическойобщественности. |
Ожидаемые результаты реализации образовательной среды «Школьный технопарк» разноплановы и дают положительные эффекты во всех направлениях деятельности:
- в педагогическом плане — это возвращение смыслов в учебный процесс;
- в социально-психологическом плане — это поддержка процессов взросления подростков и старшеклассников;
- в социально- экономическом плане — это освоение норм деятельности, значимых для развития науки и высокотехнологических производств.
Будут реализованы на практике:
- создание «детско-молодёжно-взрослых» творческих коллективов, объединённых на основе совместных задач по изготовлению опытных образцов и прототипов изделий, а также воплощение на практике идей и проектов учащихся Лицея в изделия (образцы);
- обеспечен свободный доступ учащимся Лицея к современному высокотехнологичному производственному и научному оборудованию;
- осуществлена информационная, консультационная, техническая и производственная поддержка учащихся Лицея представителями бизнеса, производства, высших учебных заведений,
- отработаны новые механизмы взаимодействия с сетевыми партнерами, заключены договоры о взаимодействии с предприятиями, вузами, организациями,
- реализация образовательных программ, нацеленных на развитие проектного мышления, навыков исследовательской и проектной деятельности;
- проведение для педагогов и учащихся Лицея, города и области регулярных обучающих мероприятий по вопросам научно-технического (инновационного) творчества учащихся, технопредпринимательства, коммерциализации разработок и проектов;
- организация участия учащихся Лицея на выставках научно-технического (инновационного) творчества молодёжи, ярмарках молодёжных научно-технических (инновационных) проектов и других мероприятиях в сфере научно- технического (инновационного) творчества молодёжи;
- повышение квалификации и организация стажировок педагогов в сфере научно-технического (инновационного) творчества учащихся;
- проведение образовательных сессий для педагогического сообщества области по ознакомлению с возможностями образовательной среды «Школьный технопарк»;
- участие в выездной смене «Надежды Росатома» учащихся школ области (при дополнительной финансовой поддержке).
Модель технопарка может быть реализована в других ОУ.
Обоснование устойчивости результатов инновационного проекта
Проект направлен на достижение метапредметных образовательных результатов, которые зафиксированы в ФГОС и формирования и развития инженерного мышления, профессионального самоопределения учащихся.
В процессе создания проекта разработаны поэтапное содержание и методы реализации проекта, прогнозируемые результаты по каждому этапу, календарный план реализации с указанием сроков реализации по этапам и перечня готовой продукции, проанализирована характеристика имеющихся ресурсов, разработана стратегия взаимодействия в рамках проекта «школьный технопарк» с социальными партнерами и высокотехнологическими предприятиями, составлена смета реализации проекта.
Устойчивость результатов инновационного проекта после окончания его реализации может быть обеспечена конкретными результатами деятельности и полученными эффектами:
- созданы условия для формирования устойчивой мотивации к познанию и техническому творчеству, для развития системы профориентационной работы в школе;
- разработаны механизмы осуществления взаимодействия с вузами и отделом кадров градообразующего предприятия города;
- учащимися получен опыт реальной адаптации в условиях рыночной экономики, освоение ими современных методов поиска новых технических решений, динамичного развития социальных отношений в продуктивном техническом творчестве в области науки, техники и производства;
- разработанная модель Школьного технопарка может быть транслирована в системе дополнительного образования и других ОУ;
- организовано сетевое сотрудничество педагогов школы с представителями вузов для осуществления образовательной деятельности школьного технопарка; в том числе и в дистанционной форме;
- внедрены новые элементы содержания образования и воспитания, педагогические технологии и учебно-лабораторные комплексы;
- повышена квалификация работников школы по проблеме реализуемого проекта;
- сформирован новый стиль инженерного мышления школьников, способных к системным проективным, прогнозным, сценарным форматам знания и действия, основанным на анализе трендов научно-технологического развития;
- открывает перспективные направления содержания учебной деятельности на основе взаимосвязи основного и дополнительного образования детей, в сфере науки, техники и технического творчества.
Источники
1. Зуев П.В. Реализация принципа метапредметности при формировании инженерного мышления учащихся. / П.В.Зуев // Формирование инженерного мышления в процессе обучения: матер. межд. научно-практической конф. - Екатеринбург, 2015. – С67-72.
2. Образовательная программа школы: ресурсы повышения качества естественнонаучного образования: Методическое пособие / Под редакцией О.Е. Лебедева. СПб.: ЛЕМА, 2010(серия «НАНОшкола»).
3. Усольцев А.П. Модель системы естественнонаучной и технологической подготовки молодежи к инновационной деятельности. /А.П.Усольцев// Подготовка молодежи к инновационной деятельности в процессе обучения физике, математике, информатике: сб. научн. трудов / под общ. ред. Т.Н. Шамало; Ур. гос. пед. ун-т. - Екатеринбург, 2013
4. Цирульников А.М., Русаков А.С., Эпштейн М.М. Научно-методические рекомендации к созданию инновационных комплексов в сфере образования, обеспечивающих взаимодействие исследовательских групп, профессиональных педагогических сообществ, образовательных учреждений, органов управления по вопросам модернизации образования. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Федеральный институт развития образования, СПб.: Образовательные проекты, Школьная лига, 2015
5. Человек и школа в эпоху ТЕХНО. Сборник статей по материалам V ежегодной международной научно- практической конференции «Школьное естествознание и технопредпринимательство», 11-13 декабря 2014 года, Санкт-Петербург / Под ред. Е.И. Казаковой, М.М. Эпштейна – СПб, АНО «Образовательный центр «Участие», 2014.
6. Школа и бизнес: опыт взаимодействия. Четыре шага к технопредпринимательству. Сборник / Авторы-составители Эпштейн М.М., Юшков А.Н. — СПб: АНПО «Школьная лига», 2014.
7. Юшков А.Н., Эпштейн М.М. Как сделать школу по-настоящему современной. Модель технопарка позволите не только передавать уже открытые знания //Управление школой-Первое сентября.-2013.-№6.-с.28-30.
