МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ   ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО   ОБРАЗОВАНИЯ МОЗДОКСКИЙ ЦЕНТР ДЕТСКОГО ТВОРЧЕСТВА

Инженерная математика. Вводный модуль.

Рабочая программа к дополнительной

общеобразовательной общеразвивающей программе

технической направленности детского технопарка «Кванториум»

Срок реализации программы:

12 сентября – 18  января

Кол-во учебных недель: 18 недель

Всего академических часов в год по учебному плану 72 часа

Всего академических часов в неделю    

по учебному плану 4 часа

Возраст: 10-18 лет

Педагог: Хайруллова Нина Александровна

2022-2023

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

2. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Направленность программы

Программа «Инженерная математика. Вводный модуль» (далее – Программа) имеет техническую направленность. Программа будет реализована в квантуме «Инженерная математика» и предусматривает развитие творческих способностей обучающихся, формирование специальных знаний, умений, навыков, а также формирование и развития soft и hard компетенций.

Программа соответствует основному законодательству, регламентирующему реализацию дополнительных образовательных программ, а именно:

• Федеральный закон РФ от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» (далее – ФЗ № 273);
• Указ Президента Российской Федерации от 07.05.2014 №204 «О национальных целях и стратегических задачах развития РФ на период до 2021 года»;
• Распоряжение Правительства РФ от 31 марта 2022 г. N 678-р «Об утверждении Концепции развития дополнительного образования детей до 2030 г.»;
• Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации (Минобрнауки России) от 09 ноября 2018 г. №196 г. Москва «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным образовательным программ»;
• Указ Президента РФ от 7 мая 2012 г. № 599 «О мерах по реализации государственной политики в области образования и науки»;
• Стратегия развития воспитания в РФ (2015–2025) (утв. Распоряжением Правительства РФ от 29 мая 2015 г. № 996-р);
• Порядок организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам (Приказ Минобрнауки РФ от 09.11.2018 г. N 196);
• Письмо Минобрнауки РФ от 18.11.2015 № 09-3242 «О направлении рекомендаций» (вместе Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ);
• Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 г. № 28 «Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи», (утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020 №28) и СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) без-вредности для человека факторов среды обитания» (утв. Постановлением Главного госу-дарственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 №2). Приказ действует до 1 сентября 2027 года;
• Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровненные программы);
• Распоряжение Министерства просвещения Российской Федерации от 17 декабря 2019 года N Р-139 об утверждении Методических рекомендаций по созданию детских технопарков «Кванториум» в рамках региональных проектов, обеспечивающих достижение целей, показателей и результата федерального проекта «Успех каждого ребенка» национального проекта «Образование».
• Устав МБУДО Моздокского ЦДТ.

Актуальность программы. Российское образование в ближайшие 10–15 лет ждут значительные перемены, к которым нужно вовремя подготовиться. Фактически, на национальном уровне формируется новая стратегия развития профессиональных кадров, которая ориентирована на потребности изменяющейся экономики России. И становится понятно, что ее невозможно сформировать без формирования у обучающихся базовых знаний и компетенций по таким наукам, как математика в первую очередь. Сейчас по всему миру происходит процесс смены отраслевых укладов, приходит новая парадигма индустриального производства, которая называется Индустрия 4.0. Индустрия 4.0 — это производство с высоким использованием робототехники, программного софта, искусственного интеллекта и других подобных вещей. Невозможно сделать технологический прорыв без специалистов, которые владеют математическими знаниями, могут ставить и решать задачи. Россия данное направление разрабатывает в рамках национально-технологических инициатив. Это вопрос национального приоритета и конкурентности. Важно понимать, что экономика и общество быстро меняются, и нужно осуществлять современные практики работы во всех отраслях. Поэтому особая роль отводится обучению математики за рамками школьной программы, сразу ориентированной на решение практических задач.

Математика – одна из тех универсальных наук, которая лежит в основе всего. И, насколько эффективно человек использует ее аппарат, методы, напрямую зависит наше будущее.

Программа познакомит обучающихся с такими базовыми математическими объектами, как графы, множества, геометрические фигуры, системы координат, с понятиями вероятность и статистика, а также с таким фундаментальным разделом математики, как математическая логика. Полученные знания и навыки являются достаточно универсальными и могут быть использованы как в самых разных областях деятельности, так и для дальнейшего прохождения программ технической направленности, находящихся в Кванториуме.

Отличительной особенностью программы дифференциация по уровню сложности: часть-часть-целое (part-part-whole): освоение навыка от деталей, потом складывания их в целую картину, синтезируя полученный опыт, что позволяет организовать образовательный процесс, учитывая интересы и способности обучающихся. Наставник реализует личностно-ориентированный подход в работе с обучающимися.

По окончанию программы каждый обучающийся получает образовательный и продуктовый результаты.

Педагогическая целесообразность данной программы заключается в том, что она отвечает потребностям общества и новым образовательным стандартам в формировании компетентной, творческой личности. Программа носит сбалансированный характер и направлена на развитие информационной культуры обучающихся.

Содержание программы реализуется с учётом возрастных особенностей обучающихся, широкими возможностями социализации в процессе общения.

Целью программы является формирование у обучающихся навыков и компетенций, необходимых для дальнейшей проектной работы с применением знаний математики, формирование логического мышления, структурирование знаний, умение формализовать процессы.

Задачи программы вводного модуля

Обучающие:

• ознакомить обучающихся с методами и приемами сбора и анализа информации;

• формирование гибких (soft) компетенций (4К: критическое мышление, креативное мышление, коммуникация, кооперация)
• знакомство с практической математикой
• изучение основ комбинаторики, теории множеств, математической логики
• изучение теории вероятности
• изучение основных характеристик математической статистики
• изучение основных видов распределения
• изучение существующих систем координат и построения сложных фигур
• освоение теории графов и поиска кратчайшего пути
• знакомство с транспортными задачами и их решением
• изучение основ построения математических моделей с использованием численных методов
• приобретение навыков разработки математических моделей
• изучение методов обработки данных
• приобретение навыков презентации проекта в разделе математики

Воспитательные:

• воспитывать нравственно-волевые качества личности: ответственность, настойчивость, выдержку, целеустремленность;
• воспитывать эстетику и культуру труда, интерес к техническому творчеству и умственном труду;
• формировать коммуникативные умения и навыки, чувство товарищества, взаимопомощи

Развивающие:

• развить интеллектуальные, творческие способности воспитанников;
• развить умение аргументировать собственную точку зрения;
• совершенствовать навыки познавательной самостоятельности учащихся;
• развить толерантность и коммуникативные навыки (умение строить свои отношения, работать в группе, с аудиторией).

3. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ВВОДНОГО МОДУЛЯ

Прохождение данного образовательного модуля должно сформировать у обучающихся компетенции, которые могут быть применены в ходе реализации проектов в последующих образовательных модулях.

Профильные компетенции (HardSkills)

• знание и умение применять математические инструменты;
• освоение комбинаторики, теории множеств, математической логики
• расчет теории вероятностей
• знания о существующих системах координат и построения сложных фигур
• знания в теории графов и поиска кратчайшего пути
• умение решать транспортные задачи
• умение строить математические модели

Метакомпетенции (SoftSkills)

• 4К: критическое мышление, креативное мышление, коммуникация, кооперация
• Умение искать и анализировать информацию в открытом доступе
• Конструктивная критика результатов работы исследователей
• самостоятельно и в группах решать поставленную задачу, анализируя, и подбирая материалы и средства для ее решения;
• составлять план выполнения работы;
• защищать собственные разработки и решения;
• работать в команде;
• быть нацеленным на результат;
• вырабатывать и принимать решения;
• демонстрировать навык публичных выступлений.

Адресат программы - дополнительная общеобразовательная (общеразвивающая) программа «Инженерная математика» ориентирована на детей 10-18 лет, соответствующих младшему и старшему подростковому возрасту. Смешанные по возрасту группы способствуют ускоренному освоению младшими подростками познания системы межличностных отношений, примером которых являются старшие подростки.

Количество человек в группе: рекомендуемая наполняемость группы от 12 до 15 человек.

Сроки реализации программы: данная программа реализуется в течение 72 часов.

Срок освоения программы:

- вводный модуль – 72 часа (4 месяца; 18 недель);

Режим занятий: 2 часа, 2 раза в неделю (с 10-минутным перерывом между академическими часами) в форме практических занятий с теоретической частью.

Объем программы: 72 часа.

Освоение программы

- для зачисления на вводный модуль – зачисляются по заявлению законных представителей;

Форма занятий: программой предусмотрено проведение комбинированных занятий: групповая, индивидуальная лабораторная работа, исследовательская, практическая, экскурсия, организационно-деятельностная игра, конференция, демонстрационная, фронтальная, групповая и командная работа, самостоятельная.

Форма обучения: очная; очно-заочная с применением технологий дистанционного образования (при необходимости).

Формы аттестации/контроля

Формы отслеживания и фиксации результатов

В течение учебного года для определения модуля усвоения программы учащимися осуществляются диагностические срезы:

• входная диагностика – беседа, где выясняется стартовый уровень ЗУН обучающегося;
• промежуточная диагностика позволяет выявить достигнутый на данном этапе уровень ЗУН обучающихся, в соответствии с пройденным материалом программы;
• итоговая диагностика проводится в конце учебного модуля согласно «Критериям оценивания вводного модуля» (Приложение 1).

Педагог фиксирует деятельность и результаты учащихся в сводную таблицу результатов обучения. Итоговые результаты контроля освоение вводного модуля фиксируются в диагностической карте (Приложение 2).

Оценочные материалы

Текущий контроль, как проверка учебных достижений, теоретических знаний и практических навыков, производится в ходе осуществления образовательной деятельности согласно учебному плану.

Промежуточная аттестация, как оценка уровня достижения результатов освоения программы обучающимися вводного модуля производится в соответствии с «Критериями оценивания вводного модуля» (Приложение 1). Количество баллов, набранных обучающимися согласно данным критериям, определяет уровень успешности освоения содержания настоящей программы и является критерием перевода на следующий уровень программы по данному направлению при наличии мест.

4. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ

Материально-техническое обеспечение

Для эффективной реализации программы необходимо следующее                         оборудование:

Кадровое обеспечение

Освоение программы обеспечивает педагог дополнительного образования, имеющий среднее специальное или высшее образование в профильной области или педагогике, прошедший обучение на курсах повышения квалификации педагогов-наставников сети детских технопарков «Кванториум».

Информационное обеспечение

Информационные        и        учебно-методические        ресурсы представлены                   презентациями и видеороликами.

5. ПЛАН ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

6. УЧЕБНЫЙ ПЛАН ВВОДНОГО МОДУЛЯ – 72 часа

7. СОДЕРЖАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ РАБОЧЕЙ  

ПРОГРАММЫ ВВОДНОГО МОДУЛЯ

8. КАЛЕНДАРНО-УЧЕБНЫЙ ГРАФИК ВВОДНОГО МОДУЛЯ

9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Для педагога

1. А.И. Сгибнев. Исследовательские задачи для начинающих. 2-е изд., испр. и доп. – М.: МЦНМО, 2015. – 136 с.
2. А.Н. Васильев. Числовые расчеты в Excel: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2014. – 608 с.
3. В.Н. Шкляр. Планирование эксперимента и обработка результатов. Издательство томского политехнического университет, 2010. – 90 с.
4. Владимир Савельев. Статистика и котики. При поддержке ЦИиР Юрия Корженевского, 2017. – 89 с.
5. Геометрия. 7 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В.Ф. Бутузов, С.Б. Кадомцев, В.В. Прасолов; под ред. В.А. Садовничего. – М.: Просвещение, 2010. – 127 с.
6. Геометрия. 8 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений/В.Ф. Бутузов, С.Б. Кадомцев, В.В. Прасолов; под ред. В.А. Садовничего. – М.: Просвещение, 2011. – 175 с.
7. Геометрия. 9 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В.Ф.Бутузов, С.Б. Кадомцев, В.В. Прасолов; под ред. В.А. Садовничего. – М.: Просвещение, 2012. – 143 с.
8. Д. Пойа. Как решать задачу. Перевод с английского В.Г. Звонаревой и Д.Н. Белла. Под редакцией Ю.М. Гайдука. Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР, Москва, 1961. – 204 с.
9. И.Ю. Ефимова. Компьютерное моделирование: сб. практ. работ/ И.Ю. Ефимова, Т.Н. Варфоломеева. – 2-е изд., стер. – М.: Флинта, 2014. – 67 с.
10. Использование Wolfram Alpha при решении математических задач: методические указания/ А.С. Маренич, Е.Е. Маренич. – Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. – 37 с.
11. Н.Н. Моисеев. Математика ставит эксперимент. Наука. Главная редакция физико-математической литературы, М., 1979. – 222 с.
12. Нелли Литвак, Андрей Райгородский. Кому нужна математика? Понятная книга о том, как устроен цифровой мир. Москва, «Манн, Иванов и Фербер», 2017. - 192 с.
13. О.И. Мельников. Занимательные задачи по теории графов:Учеб. - метод. Пособие. – Изд-е 2-е, стереотип. – Мн. «Театра-Системс», 2001. – 144 с.
14. Решение прикладных задач с помощью табличного процессора Excel. Ахмадиев Ф.Г., Гиззятов Р.Ф., Габбасов Ф.Г. Казань: КГА-СУ, 2014. – 42 с.
15. Я.Б. Зельдович, И.М. Яглом. Высшая математика для начинающих физиков и техников. М.: Наука, 1982. 512 с.

Дополнительно для изучения

1. Д. Пойа. Математика и правдоподобные рассуждения. Перевод с английского И.А. Вайнштейна. Под редакцией С.А. Яновской. Издательство «Наука», Москва, 1975. – 464 с.
2. И.В. Арнольд. Теоретическая арифметика. Государственное учебно-педагогическое издательство Москва, 1938. – 480 с.
3. Л.В. Рудикова. Microsoft Excel для студента. – СПб.: БХВ - Петербург, 2005. – 368 с.
4. Мартин Гардер. Математические новеллы [пер. с англ. Ю.А. Данилова]. Под ред. Я.А. Смородинского – М.: Издательство «Мир», 1974. – 456 с.
5. С.В. Поршнев. Компьютерное моделирование физических процессов в пакете Matlab: Учебное пособие. 2-е изд., испр. –СПб.: Издательство «Лань», 2011. – 736 с.
6. Ю. П. Шевелев. Дискретная математика, Ч. 1: Теория множеств. Булева алгебра (Автоматизированная технология обучения «Символ»): Учебное пособие. - Томск. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2003. – 118 с.

Интернет-ресурсы:

1. https://www.mccme.ru/free-books/

2. https://sites.google.com/site/prasolovskacatmoiknigi/

3. http://kvant.mccme.ru/oblozhka_djvu.htm

4. http://kvant.mccme.ru/key.htm

5. http://www.mathnet.ru/php/presentation.phtml?option_lang=rus

Алгоритмизация

https://www.coursera.org/learn/algoritmizacija-vychislenij курс по алгоритмизации вычислений

Наука о данных (Data Science)

https://www.coursera.org/specializations/machine-learning-data-analysis набор курсов по анализу данных

Математика

https://www.coursera.org/learn/mathematics-and-python курс математики, включающий основы математического анализа, линейной алгебры, методов оптимизации, теории вероятностей и математической статистики

Тематические web-ресурсы: сайты, группы в социальных сетях, видео каналы, симуляторы, цифровые лаборатории и т.д.

Приложение 1

Критерии оценивания вводного модуля:

Для оценки деятельности обучающихся используются следующие способы:

1. Наблюдение за учащимися в процессе их индивидуальной и групповой       работы.
2. Оценка степени участия каждого в командных и индивидуальных соревнованиях, в обсуждениях и в других видах коллективной деятельности.

Итоговая оценка производится по трём уровням:

• «высокий» (от 36 до 45 баллов);
• «средний» (от 15 до 35 баллов);
• «низкий» (от 0 до 14 баллов).

Освоившими программу являются те обучающиеся, которые набрали более  14 баллов.

Приложение 2

Диагностическая карта

учащихся по дополнительной общеобразовательной программе

Педагог д/о                  

Группа №        

Год обучения                   

Вид контроля                          

Подпись педагога д/о ___________        _