Мини-ТехноПарк – ресурс инженерно-технических компетенций обучающихся
проект

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Основная общеобразовательная школа №3»

г. Губкинский

Введение

Актуальность, инновационная значимость проекта

Высокотехнологичная экономика формирует спрос на энергичных молодых людей, обладающих высоким интеллектом и развитыми творческими способностями в современных областях науки и техники. Адекватным ответом на этот вызов являются разработка и реализация комплексной системы мер, направленных на стимулирование учебной и научной активности учащихся, укрепление в их социальной среде ценностей науки, культуры и образования, создание условий для творческого общения, развитие научной и экономической базы для работы над исследовательскими проектами.

Таким образом, выполняются требования ФГОС к использованию информационно-коммуникационных ресурсов (дистанционность, мобильность, интерактивность, возможность формирования социальных образовательных сетей и образовательных сообществ, возможность моделирования различных процессов и явлений, свободный доступ к разнообразным информационным ресурсам, и пр.),  определяется новый подход к ведению образовательного процесса. Для достижения образовательных результатов, отвечающих новым запросам общества, нужны современные технологии обучения. В качестве интерактивной среды принимается освоение и применение интерактивных технологий обучения и воспитания  учащихся через погружение в атмосферу взаимодействия между всеми участниками образовательного процесса через площадки школьного мини-технопарка.

Инновационность проекта обусловлена его системностью, вариативностью и целостностью, заключающими в себе социальный заказ общества в направлении массового интереса молодежи к робототехнике, программированию, VR/AR технологиям и 3D-оборудованию; решением межпредметных связей и достижением метапредметных целей; накоплением школьниками разнообразия индивидуальных навыков применения знаний и умений проектирования в области 3D-моделирования; решением задач ранней профориентации детей. Интеллектуальное развитие ребенка предполагает: дифференцированное восприятие; аналитическое мышление (способность постижения основных признаков и связей между явлениями, способность воспроизвести образец); рациональный подход к действительности (ослабление роли фантазии); логическое запоминание; интерес к знаниям, процессу их получения за счет дополнительных усилий; овладение на слух разговорной речью и способность к пониманию и применению символов; развитие тонких движений руки и зрительно-двигательных координации, что формируется при умении играть в шахматы.

Проект мобильный мини-технопарк - возможность для каждого подростка и молодого человека найти себя в обществе и определить свои профессиональные ориентиры.

Доступность проекта, обеспеченная мобильностью технопарка, позволит участникам проекта в легкой, игровой, по минимуму формализованной обстановке овладеть начальными навыкам востребованных на сегодняшний день рабочих профессий. География проекта охватывает популярные общественные пространства и локации, где подростки и молодёжь проводят летнее время. Бесплатное участие в практикумах и мастер-классах делает проект заведомо привлекательным для практически неограниченной целевой группы.

Дополнительным импульсом для реализация данного проекта является факт проведения Чемпионата по профессиональным компетенциям Worldskills 2021, делу популяризации которого послужит как сам мини-технопарк, так и участие в его работе молодых специалистов и рабочих - участников этого всемирного форума профессионального мастерства.

Цели и задачи проекта

Целью проекта мини-технопарка является:

1. Создание условий для самореализации и творческого развития учащихся посредством формирования научно-технологического потенциала, технологической культуры и творческого мышления в условиях стремительного развития высоких технологий;
2. Повышения качества образования через погружение школьника в интерактивную среду;
3. Развитие методического потенциала образовательной организации при помощи интерактивных технологий;
4. Переход на новый технологический уровень использования информационных технологий, расширение возможностей обучения при помощи интерактивных технологий.

При реализации проекта в долгосрочном периоде для детей имеется возможность совершенствования знаний на всем протяжении периода обучения через установление межпредметных связей предметов естественнонаучного цикла.

Задачи проекта:

- создание и развитие технически современной образовательной среды в образовательном учреждении, обеспечивающей повышение уровня творческого и технического развития учащихся;

- формирование условий для имеющихся потребностей обучающихся в проектной и исследовательской деятельности, повышения уровня конструкторских и изобретательских способностей и создание стимулов для расширения знаний в области их практического применения;

- разработка и внедрение образовательных программ дополнительного образования в соответствии с современными потребностями общества в инженерно-технических кадрах, обеспечивая  преемственность и применимость полученных знаний на всех ступенях начального общего, основного  общего, среднего  общего  образования;

- освоение и внедрение в педагогическую практику новых образовательных технологий и принципов организации учебного процесса  на личностно-ориентированной основе, обеспечивающих раскрытие способностей учащихся, подготовку к жизни в быстро меняющимся мире;

- повышение профессионального уровня педагогов, и формирование  педагогического коллектива, соответствующего прогрессивным изменениям образовательной реальности с использованием современных программно-технических средств.

- развитие дифференцированного восприятия; аналитического мышления (способность постижения основных признаков и связей между явлениями, способность воспроизвести образец); рационального подхода к действительности (ослабление роли фантазии); логическое запоминание; интерес к знаниям, процессу их получения за счет дополнительных усилий; овладения на слух разговорной речью и способность к пониманию и применению символов; развития тонких движений руки и зрительно-двигательных координации

- Совершенствование содержания и технологий организации внеурочной деятельности по гражданско-патриотическому направлению образовательной программы Школы через создание обучающих фильмов и мультфильмов о жизни и быте ЯНАО, школы, города, их культуре и традициях.

Основная идея проекта  

Важнейшим элементом данной системы мер станет школьный мини-технопарк, обеспечивающий набор всесторонних условий для развития технического творчества детей. Мини-технопарк – это форма организации доступа учащихся и учителей к участию в технически сложных проектах. Решение современной проблемы всестороннего образования и подготовки детей к разносторонним знаниям в современном техническом направлении возможно через совместный охват будущих первоклассников и школьников, через внедрение образовательных программ технической направленности, так называемой модели инженерного образования «От детского сада до производства».

Для дошкольников в рамках подготовки к школе разрабатываются программы дополнительного образования по техническим направлениям с использованием ресурсов школьного мини-технопарка с начального уровня получения знаний «Конструирование» и «Компьютерная азбука» для раннего развития их творческих способностей. Школьный мини-технопарк - это широкий спектр реализуемых направлений: робототехника, программирование, мультимедийные технологии.

В мини-технопарке размещаются следующие площадки по направлениям: «Робо-квантум», «VR/AR–квантум», Хай-тек цех, шахматы, мультимедийные технологии. Внедрение инновационного образовательного проекта школьный мини-технопарк позволит создать единую интерактивную площадку в образовательном учреждении для всех категорий учащихся с 0-го по 9-е классы, сформировать осознанную потребность учащихся в исследовательской, конструкторской работе и получении новых знаний, а также активную жизненную позицию школьников, тем самым способствуя повышению качества образования.

Основная часть

МБОУ «ООШ №3» реализует программы начального и основного общего образования.

Проект предполагает создание в МБОУ «ООШ №3»  лабораторий, оснащенных специализированным оборудованием для развития у обучающихся интеллектуальных, творческих, научно-технических, изобретательских и исследовательских компетенций.

В основе образовательного процесса мини-технопарка лежит интерактивность, проектный подход и команды, состоящие из «юных специалистов» разных областей инженерных наук. Образовательная система мини-технопарка основывается на реальных технологических кейсах, с привитием ученикам навыков прохождения процесса полного жизненного цикла создания инженерного продукта, сквозных изобретательских компетенций.

Мини-Технопарк МБОУ «ООШ №3"» объединит 7 образовательных модулей, в которые входят:

1. Лаборатория «Робо-квантум»

Программа лаборатории предлагает использование конструкторов нового поколения LEGO WeDo, LEGO Mindstorms, РОБОТРЕК, как инструмента для обучения детей конструированию, моделированию, программированию. В условиях лаборатории обучающиеся 0-9 классов научатся конструировать модели по схеме, самостоятельно подбирая необходимые детали и элементы, познакомятся с процессом передачи движения и преобразования энергии в модели. Освоят основы программирования, смогут самостоятельно проводить испытания построенных моделей, а затем демонстрировать свои «открытия». На базе лаборатории будут реализованы курсы внеурочной деятельности, направленные на обучение детей конструированию роботов на базе готовых конструкторов LEGO Education WeDo и LEGO Mindstorms, РОБОТРЕК.

2. Лаборатория «VR/AR- квантум»

Виртуальная реальность (VR) – полное погружение человека в заранее смоделированный мир.

Дополненная реальность (AR) представляет собой дополнение реального мира объектами мира виртуального.

В процессе учебного курса кванторианцы познакомятся с устройством высокотехнологичного оборудования, выявят его функциональные особенности, а также оценят влияние тех или иных элементов на работу системы в целом, научатся работать с очками дополненной и виртуальной реальности, шлемами виртуальной реальности, контроллерами, новейшими камерами с обзором 360 градусов, с помощью которых протестируют существующие и созданные своими руками приложения.

Обучающий контент и готовые планы уроков позволяют стимулировать воображение и любознательность учащихся, обогатить их опыт яркими впечатлениями и воспоминаниями, а также визуализировать сложные понятия и процессы. В библиотеке материалов доступно более 900 заданий по разным темам, включая изображения с обзором 360 и 3D-модели. Диапазон тем и учебных предметов. Также можно загружать свои файлы и использовать их на уроке. Встроенные тестовые задания, иллюстрации с подписями и определениями, ссылки на дополнительные материалы, глоссарии по теме и виртуальные лабораторные эксперименты разнообразят урок, и сформируют у обучающихся понимание темы урока на более высоком уровне.

3. Лаборатория «3D моделирование»

Использование 3D-моделирования в обучении детей как никогда актуально. Деятельность лаборатории реализуется через программы внеурочной деятельности и дополнительные общеобразовательные общеразвивающие программы для обучающихся 8-11классов, направленные на получение школьниками базовых практических навыков создания виртуальных моделей в виде реальных физических объектов.          Работа в данной лаборатории даст нашим ребятам много знаний и умений, которые будут им полезны в будущем. Во-первых, они будут проектировать предмет от идеи до его воплощения. Это один из профессиональных навыков, необходимый при проектной деятельности. Во-вторых, каждый обучающийся работает в большей степени самостоятельно, педагог выступает в качестве тьютора – он направляет, помогает, советует. Таким образом, повышается уровень самостоятельности, ответственности, что очень важно для современных школьников. В-третьих, обучающиеся получат представление о таких современных и востребованных на рынке труда профессиях как 3D-дизайнер, визуализатор, проектировщик 3D-моделей. Кроме того, лаборатория получается интегрированной, потому что все полученные знания потом пригодятся ребятам на других предметах в школе – геометрии, физике, математике, технологии, информатике.

Таким образом, научно-техническое творчество - многогранная деятельность, которая должна стать доступной составной частью повседневной жизни школьника. 

4. Лаборатория «Шахматная гостиная»

В основе программы лежит врожденное детское любопытство, тяга к исследованию окружающего мира. Игра – мощный инструмент обучения детей, так как игровая деятельность является первой и самой важной в жизни человека. Игра помогает сформировать у ребенка навыки общения, является ключевым элементом в самовыражении, самоопределении, рефлексии ребенка. Необходимый результат игры стимулирует искать новые варианты действий, а соревновательная составляющая способствует достижению поставленной цели.

Занятия по шахматам «Юный гроссмейстер» помогут овладеть основными правилами и понятиями игры в шахматы, познакомят с историей возникновения и развития этой игры, а также с передовыми компьютерными шахматными программами.

5. Зона для проектной деятельности

Проектная деятельность школьников — это познавательная, учебная, исследовательская и творческая деятельность, в результате которой появляется решение задачи, которое представлено в виде проекта.

Для ученика проект - это возможность максимального раскрытия своего творческого потенциала. Это деятельность, которая позволяет проявить себя индивидуально или в группе, попробовать свои силы, приложить свои знания, принести пользу, показать публично достигнутый результат. Это деятельность, направленная на решение интересной проблемы, сформулированной самими учащимися. Результат этой деятельности - найденный способ решения проблемы - носит практический характер и значим для самих открывателей.
А для учителя учебный проект - это интегративное дидактическое средство развития, обучения и воспитания, которое позволяет вырабатывать и развивать специфические умения и навыки проектирования: проблематизация, целеполагание, планирование деятельности, рефлексия и самоанализ, презентация и самопрезентация, а также поиск информации, практическое применение академических знаний, самообучение, исследовательская и творческая деятельность. 

Проектно-исследовательская работа в школе — это новый, инновационный метод, соединяющий учебно-познавательный компонент, игровой, научный и творческий. Основное отличие такой деятельности для начальной школы - это то, что ученики, прежде всего, получают первые навыки исследования, благодаря чему развиваются специфические качества особого склада мышления.

6. Лаборатория «Хай-тек цех»

 Хайтек-цех – особая часть Кванториума, где все задуманные идеи превращаются в реальные, осязаемые вещи.

Это мастерская, оснащенная высокотехнологичным оборудованием: 3D-принтерами, станками с ЧПУ, лазерным, паяльным и другим современным оборудованием.

Именно здесь можно изготовить любое изделие, начиная с фигурки любимого персонажа, заканчивая сложным электронным устройством.

В проектной зоне Хайтек цеха располагаются компьютеры с современным программным обеспечением для проектирования изделий, 3D-моделирования, составления документации и создания управляющих программ для станков с ЧПУ и 3D-принтеров.

В Хайтек лаборатории находится паяльное оборудование, измерительные приборы, слесарный инструмент, оборудование для резки, сверления, шлифовки материалов – все то, что может понадобится для воплощения своей мечты в реальность.

 В отдельной зоне, экранизирующей пыль и шум, находятся фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ и станок для лазерной резки листового материала.

7. Детская киностудия «Gub3TV»

Обучающиеся научатся создавать фильмы (мультфильмы) для формирования исторической памяти, национальных ценностей, культуры межнациональных отношений в процессе включения родителей в процесс духовно-нравственного, гражданского и патриотического воспитания учащихся.

Работа в лаборатории включает в себя проекты, направленные на обновление различных направлений  гражданского и патриотического воспитания.

Этапы реализации проекта

Позитивные изменения, которые произойдут в результате работы школьного мини-технопарка во внеурочное время в начальной и основной школе:

Повышается уровень образования:

• Развивается пространственное мышление.
• Ускоряется процесс освоения материала.
• Появляется интерес к предметам технического профиля.
• Материал становится доступным, а процесс обучения увлекательным.
• Решение позволяет учителям оптимизировать работу.
• Наглядно объяснять сложные процессы, явления и устройство объектов.  Объединить данные и материалы в единую программную оболочку.
• Развивается логическое мышление, в ходе игры в шахматы.
• Проводить увлекательные занятия с 3D-эффектом.

Преимущества использования 3D-технологии:

• Вооружает учителя высококачественными учебными материалами, экономя, таким образом, время на объяснение сложных понятий.
• Визуализация «сложных» тем школьной программы помогает ученикам лучше понимать изучаемый материал.
• Включение 3D (трехмерных моделей) процессов и объектов в традиционные способы обучения вносит инновацию в «рутинный» процесс обучения, повышает мотивацию к обучению.
• Облегчает систематизацию знаний.
• Способствует усвоению большего объема информации, что положительно сказывается на результатах тестов и экзаменов.

Ресурсное обеспечение проекта

Школа располагает всеми необходимыми ресурсами для проведения  экспериментальной деятельности в данном направлении.

Кадровое обеспечение проекта

Результатом реализации инновационного проекта может быть:  

• развитие мотивации и расширение возможностей для развития личности, ее творческого, интеллектуального потенциала;
• возможность получения практико-ориентированных знаний по предметам в сфере технических наук;
• повышение качества обучения;
• развитие познавательных и профессиональных интересов;
• выработка устойчивых навыков самостоятельной творческой работы, стремления к поисково-исследовательской деятельности.

Для оценивания результатов настоящего проекта предусмотрены следующие методы и мероприятия:

• мониторинг повышения квалификации педагогов;
• экспертиза качества разрабатываемых технологических карт уроков с применением 3D-оборудования;
• анализ реализации рабочих программ;
• анализ качественных и количественных достижений учащихся;

Оценочно-критериальный комплекс успешности проекта:

• Выполнение запланированных мероприятий программы – не менее 80 %;
• Освоение финансовых средств – 100%
• Положительные изменения в данном направлении отмечают:  
• Учащиеся – не менее 80%
• Учителя – не менее 80%
• Родители – не менее 80 %

Ожидаемые результаты инновационной деятельности

• Для детей:
• возможность получить соответственное потребностям образование в условиях общеобразовательной школы;
• закладываются основы УУД в сфере научной и технологической грамотности, ИКТ-компетентности;
• Интеграция естественных наук, технологии, математики и информатики;
• Технологические знания – результат реальных проектов школьников;
• Овладение приемами моделирования и конструирования;
• Для учителей:
• профессиональный рост учителя в данном направлении;
• Для родителей:
• повышение педагогической и психологической компетентности.
• Для школы:
• увеличение количества победителей и призеров всероссийской олимпиады школьников на муниципальном уровне и количества участников на региональном уровне;
• увеличение количества победителей и призёров конкурсов проектных  и исследовательских работ в техническом направлении;
• увеличение количества участий в выездных предметных школах, так как вырастет заинтересованность учащихся и их родителей в углубленном изучении предмета;
• привлекательность школы, конкурентоспособность среди общеобразовательных школ города.

Риски проекта и методы устранения негативных последствий

Заключение

Широкое использование 3D, лего, робототехники,  шахмат и мультимедийного оборудования на уроках в школе способствует развитию инициативы, творческих способностей школьников. У учащихся формируется функциональная грамотность. Они приобретают опыт коллективной трудовой деятельности, учатся определять потребности в результатах труда, планировать свою деятельность и оценивать результаты своего труда.

Содержание проекта обеспечивает развитие технического и художественного мышления, творческих способностей личности, формирование экологического мировоззрения, навыков бесконфликтного делового общения.

Основным предназначением проекта является:

- продолжение формирования культуры труда школьника;

- развитие системы технологических знаний и трудовых умений;

- воспитание трудовых, гражданских и патриотических качеств его личности;

- уточнение профессиональных и жизненных планов в условиях рынка труда.

Реализация проекта позволит учащимся приобрести профессиональные знания и умения в выбранной сфере трудовой деятельности.

Настоящий проект имеет существенное значение для развития образовательного процесса в школе.  

В результате реализации проекта возможно (и ожидаемо) повышение качественной успеваемости, результативности участия обучающихся в олимпиадах и конкурсах.

Созданная образовательная среда, в которой у детей и подростков формируется система знаний, умений и навыков, позволит осознанно сделать выбор технической профессии и дальнейшей профессиональной траектории в сфере 3D моделирования.