Методическая разработка "Инженеры будущего со школьной скамьи"
методическая разработка (8, 9, 10, 11 класс)

Инновационная образовательная программа

Комплексная модель формирования в образовательной организации мотивирующей интерактивной среды развития технологической компетентности школьников

«Инженеры будущего со школьной скамьи»

«Исследовать  –  Действовать  –  Знать  –  Уметь»

1. Актуальность заявленного в ИОП инновационного продукта

       Развитие в Российской Федерации наукоемких технологий, создание высокотехнологичных  производств,  восстановление  и  создание  промышленных предприятий, центров компетенций и точек технологических прорывов по приоритетным направлениям  науки  и  техники определяют для системы образования ключевые задачи:

• воспитание будущих инженерных кадров  в системе  общего  и дополнительного образования,
• создание условий для исследовательской и проектной деятельности обучающихся, изучения ими  естественных,  физико-математических  и  технических  наук,  занятий  научно-техническим  творчеством,
• организация  тематического  отдыха  и  сетевого  проектного взаимодействия.

           В образовательных организациях необходимо  формировать  условия  для  развития  образования, обеспечивающие максимальные возможности для детей  и  молодежи  получать  знания  из различных областей науки и техники в интерактивной форме «Исследовать – Действовать – Знать – Уметь», развивать у молодого поколения инициативность, критическое мышление, способность  к  нестандартным  решениям. Согласно ФГОС ООО, основная образовательная программа школы реализуется через урочную и внеурочную деятельность. Поэтому при разработке модели интеграции общего образования и дополнительного образования детей, учитываются три составляющие этого взаимодействия – урочная деятельность, дополнительное образование детей и внеурочная деятельность, каждая из которых имеет свою специфику при главной объединяющей характеристике: осуществляемая деятельность носит  образовательный характер. В этом случае можно рассматривать интеграцию как механизм достижения нового качества образования, а интегрированная образовательная среда будет способствовать повышению мотивации к изучению основных общеобразовательных предметов, развитию универсальных учебных действий, общему творческому и интеллектуальному развитию детей и подростков, самореализации личностных возможностей, профессиональному и жизненному самоопределению обучающихся.

        Программа направлена на:

• развитие мотивации на интеллектуальное и творческое развитие обучающихся с учетом государственного и социального заказов со стороны детей, их родителей, педагогов, общественности и государства;
• организацию времени подростков с ориентацией на перспективный профессиональный выбор в области наукоемких технологий с возможностью построения индивидуального образовательного маршрута;
• реализацию дополнительных общеразвивающих и предпрофессиональных программ, направленных на освоение прикладной предметной области, на удовлетворение потребностей подростков в социализации, профориентации, самоопределении;
• осуществление деятельности на основе сформированного запроса от организаций профессионального образования, высшей школы, предприятий (в рамках сетевого взаимодействия), предусматривая стажировки на базе вузов и предприятий;
• привлечение к реализации дополнительных общеразвивающих и предпрофессиональных программ известных ученых, высококвалифицированных практиков, представителей бизнеса.

        Современные научно-исследовательские центры, лаборатории при вузах и промышленных предприятиях имеют развитую современную инфраструктуру, включая достаточную по площади территорию и высокотехнологичную образовательную среду с современным специализированным материально-техническим и технологическим оснащением (оборудованные лаборатории, мастерские, кабинеты, экспозиционно-музейные интерактивные комплексы, экогруппы и т.п.). Взаимодействие с этими учреждениями позволяет школе сформировать широкий спектр ежегодно обновляющихся с учетом развития науки, техники, культуры, экономики, технологий и социальной сферы, востребованных дополнительных общеобразовательных и предпрофессиональных программ. Такой подход обеспечивает удовлетворение любого индивидуального запроса детей и их родителей (законных представителей), в том числе в рамках платных образовательных услуг. Дополнительные общеразвивающие и предпрофессиональные программы базового и углубленного уровня, преимущественно инженерно- технической направленности, предусматривающие свободу выбора как самой программы, так и режима ее освоения, направлены на освоение прикладной предметной области и носят деятельный и продуктивный характер, имеют широкие возможности для межвозрастного взаимодействия, отличаются вариативностью, гибкостью и мобильностью.

        Основными содержательными элементами образования при этом являются:

• получение навыков практической работы с приборами, инструментами и аппаратами, применяющимися в изучаемой предметной области;
• получение навыков проведения исследовательской/творческой работы, написания и защиты исследовательских/творческих проектов и работ в рамках работы научных обществ учащихся, участия в олимпиадах и конкурсах различного уровня;
• социализация обучающихся путем привлечения их к участию в общественно-значимых мероприятиях (открытые лекции, акции и праздники, волонтерские работы);
• воспитание личности через практику выездных мероприятий (экскурсии, экспедиции как продолжение образовательных программ и пр.).

       Данная программа позволяет дополнительному образованию детей  стать «посредником» между сферой науки и общим образованием, привлекая необходимые научные кадры и организации для поддержки мотивации обучающихся к углубленному изучению предмета, развития профильной, учебно-исследовательской, самостоятельной творческой деятельности; рефлексии и оценке результатов обучения.                                                              

        Таким образом,  актуальность данной программы обусловлена необходимостью повышения мотивации к выбору инженерных профессий и создания системы непрерывной подготовки  будущих  квалифицированных  инженерных  кадров,  обладающих академическими  знаниями  и  профессиональными  компетенциями  для  развития приоритетных направлений отечественной науки и техники.                                       Перечень нормативных документов, в соответствии с которыми разработана программа:

• Федеральный закон № 273 «Об образовании в Российской Федерации»  от 29.12.2012.
• Государственная программа Российской Федерации "Развитие образования" на 2013-2020 годы, утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 15.05.2013 N 792-р
• Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования, утвержденный Приказом   Министерства образования и науки Российской Федерации от 17.12.10 № 1897.
• Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования, утвержденный Приказом   Министерства образования и науки Российской Федерации от 17.05.12 № 413.
• Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 04.06.2014 N 453 (ред. от 23.03.2016)"О государственной программе Санкт-Петербурга "Развитие образования в Санкт-Петербурге" на 2015-2020 годы"
• Концепция общенациональной системы выявления и развития молодых талантов, утверждена Президентом РФ 03.04.2012
• Концепция развития дополнительного образования детей, утверждена распоряжением Правительства РФ № 1726-р от 14.09.2014
• Федеральная целевая программа развития образования на 2016-2020 годы. 23 мая 2015 года N 497
• Стратегия развития воспитания в Российской Федерации на период до 2025 года (от 29 мая 2015 г. N 996-р)
• Методические рекомендации по организации сетевого взаимодействия общеобразовательных организаций, организаций дополнительного образования, профессиональных образовательных организаций, промышленных предприятий и бизнес-структур в  сфере научно-технического творчества, в том числе робототехники. Минобрнауки РФ, 2016 г.
• др.

          Реализация инновационной образовательной программы  способствует  решению  проблемы  развития технологической компетентности на разных этапах жизненного пути и роста мотивации к выбору  инженерных  профессий,  поддержки  личностного  и  профессионального самоопределения, проектного мышления детей и подростков в мобильном обществе.

          Технологическая  компетентность рассматривается как  комплекс  свойств  и личностных  качеств  обучающегося,  который  обеспечивает  способность  организовывать преобразовательную деятельность различной предметной направленности в соответствии с технологическими  принципами,  осваивать  и  эффективно  использовать  в  своей деятельности  современные  технологии.  Технологическая  компетентность  понимается  как форма  интеллектуальной  деятельности,  направленной  на  поиск  (конструирование) принципов  построения  системы  действий  по  решению  творческих  технических  задач. Эффективность  формирования  технологической компетентности  обеспечивается  непрерывностью  данного  процесса  на  протяжении  всей жизни,  чтобы  будущее  поколение  могло  успешно  адаптироваться,  функционировать  и развиваться  в  постоянно  меняющемся  информационно-технологическом  мире. Интеллектуальный  капитал  технологической  компетентности  является  основой  для внедрения  инновационных  прорывных  технологий,  новой  информационной, экономической,  управленческой  среды  и  корпоративной  культуры  высокоэффективных гибких производств.

         В настоящее время все образовательные учреждения работают с мотивацией обучающихся. Но мотивации на интеллектуальное и творческое развитие с последующим выбором выпускниками школ профессий инженерного профиля зачастую недостаточно.                                     Мы предлагаем к реализации комплексную модель формирования в образовательной организации мотивирующей интерактивной среды развития технологической компетентности школьников «Инженеры будущего со школьной скамьи»                (см. Приложение № 1).

2. Описание инновационного продукта как результата реализации инновационной образовательной программы

        Мотивирующая  интерактивная  среда  развития  технологической компетентности школьников «Инженеры будущего со школьной скамьи» представляет собой совокупность культурно-образовательных исследовательских практик  («обучение  через  игру»,  «обучение  как  открытие»,  «обучение как  исследование»,  «вовлечение  в  процесс  познания»),  реализующих  через техносферу  образовательной  организации  принципы  вариативности  и  включения познания в значимые виды деятельности (игра, исследования, общение).  Мотивация обучающихся к познанию и выбору инженерных профессий достигается за счет их включения  в культурно-образовательные исследовательские  практики, а  также  в  различные  виды  значимой  деятельности.  Интерактивность  Среды обеспечивается  использованием действующего лабораторного  и  демонстрационного  оборудования,  интерактивного программного  обеспечения  и  электронного  образовательного  контента,  активных форм  организации  образовательного  процесса,  исследовательской  и  проектной деятельности обучающихся.

        Методологическая основа мотивирующей интерактивной среды развития технологической компетентности школьников формируется  на  основе  следующих  научных концепций, передовых отечественных и международных практик:

• системно-деятельностный  подход, заложенный  в  Федеральные государственные  образовательные  стандарты и  ориентированный  на  практическую  учебно-познавательную  деятельность обучающихся;
• концепция  «Техносфера  образовательного  учреждения»  (А.Г.  Асмолов, П.Д. Рабинович);
• принципы  конвергентного  естественно - научного  и  инженерного  образования (М.В. Ковальчук);
• принципы смешанного (Вlended learning) и адаптивного обучения;
• международные  инициативы  MINT  (математика,  информатика,  естественные науки  и  техника),  STEM  (наука,  технология,  инженерное  дело,  математика),  NBIC (информационно-коммуникационные,  био-,  нано-  и  когнитивные  технологии), FabLab, TechShop, Museum of Science (Музей науки) и другие (European Society for Engineering Education, International Federation of Engineering Education Societies и др.);
• свод  правил  по  управлению  проектами  PMBOK®  (Project  Management Institute).

           Образовательный процесс направлен на помощь в приобретении школьниками навыков  21-го  века:  командной  работы,  коммуникации,  управления  проектами, генерации  идей.  Обеспечивается  развитие  интересов  и  способностей  обучающихся на основе передачи им знаний и опыта познавательной и творческой деятельности, а также понимания ими смысла основных научных понятий и законов, взаимосвязи между  ними,  формирования представлений о физической картине  мира. Среда  обеспечивает  вариативность  и  непрерывность  образовательных программ  и содержания образования  в  соответствии  с  возрастными особенностями и персональным целеполаганием обучающихся. Образовательный процесс строится на  принципах  «обучение  через  игру»  (Edutainment),  «обучение  как  открытие», «обучение как исследование», «вовлечение в процесс познания» и «конструирование своего будущего». Активно используются сетевые  формы образования и реализации распределённых  проектов. Среда  нацелена  на  формирование  важных  компетенций  обучающихся,  таких как:

• понимание концепций, операций и отношений;
• навыки гибкого и аккуратного выполнения операций;
• способность формулировать, представлять и решать проблемы;
• логическое мышление, рефлексия, объяснение и аргументация;
• склонность рассматривать предмет как разумный, полезный и ценный наряду с верой в собственную эффективность.

          Основными  образовательными  направлениями  являются: углубленное изучение физики, математики и других дисциплин естественно-научного  цикла,  инженерная  графика,  информационные  технологии, цифровое  проектирование  и  конструирование,  робототехника,  3D-визуализация и  предметное  погружение,  прототипирование, основы электротехники  и  мехатроники.

        В качестве примеров могут рассматриваться следующие варианты  образовательных практик:

• экскурсии  в  музей  естественных  наук  с  интерактивными  экспонатами  и  3D-кинотеатром;
• простые  учебные  исследования  в  кружках  в  небольших  группах,  доступные учащимся  начальной  и  основной  школы;
• ознакомление  с  цифровыми технологиями, используемыми для регистрации экспериментальных данных, их обработки и подготовки отчетов для учащихся основной школы;
• компьютерное  моделирование  с  использованием  интерактивных  программных сред,  освоение  языков  программирования,  используемых  для  автоматизации эксперимента,  организации  технологических  процессов,  электротехники, робототехники;
• углубленное  изучение  курсов  естественнонаучного  профиля,  подготовка  к олимпиадам, включая их экспериментальные туры и туры, связанные с работами в виртуальных лабораториях и моделирующих средах;
• освоение  программ  для  3D-проектирования,  создание  экспериментальных образцов, деталей установок, элементов робототехники;
• выполнение  индивидуальных  исследовательских  проектов  на  заданную  тему  с использованием  всего  арсенала  средств,  проведение  групповых  проектов  с координацией  исследовательских  и  инжиниринговых  компетенций обучающихся;
• выполнение  междисциплинарных  проектов  с  возможными  полевыми практиками и испытаниями;
• тематические  смены  в  лагерях  отдыха,  форумы,  семинары  с  приглашением ученых  и  профильных  специалистов,  а  также  обучающихся  других образовательных организаций для обмена опытом и демонстрации достижений;
• организация выездных тематических просветительских лекций с демонстрацией опытов,  созданных  установок,  проведением  лабораторных  занятий  с использованием передвижных лабораторий.

          Формирование  Среды  осуществляется  по  функционально-модульному принципу,  обеспечивающему  возможность  группам  обучающихся  во  время  одного занятия  заниматься  различными  проектами  и  выполнять  индивидуальные  задания (в соответствии с индивидуальной образовательной траекторией).

            Функциональный  модуль  –  это  совокупность  аппаратно-программных комплексов,  образовательного  контента,  методического  и  организационного обеспечения, предназначенных для выполнения конкретных функциональных задач по направлениям деятельности Среды. Функциональный модуль может размещаться в  отдельном  помещении  (и  занимать  его  полностью  или  частично),  а  также совместно  с  другими  функциональными  модулями  (мультифункциональные помещения). Функциональные  модули  ориентированы  на  индивидуальную  работу обучающихся  или  работу  в  группах,  однако  предусмотрена  возможность и  для  фронтального  представления  информации,  проведения  демонстрационных экспериментов и контроля знаний. Набор  функциональных  модулей  для  формирования  Среды  подбирается с  учетом  задач  образовательной  организации,  ее  специализации  (профилизации), перспектив  (планов)  развития,  необходимости  интеграции  с  академическими и  бизнес-партнерами  (колледжи,  высшие  учебные  заведения  и  т.д.).  Примерами функциональных  модулей,  активно  используемых  для  достижения  основных  целей Среды, являются следующие:

• профильные лаборатории по физике, математике, информатике,
• лаборатория образовательной робототехники,
• лаборатория основ мехатроники  -  автоматизации производственных процессов и производств,
• лаборатория основ электротехники и электроники,
• лаборатория инженерной графики,
• лаборатория 3D-визуализации и предметного погружения,
• лаборатория цифрового производства,
• астрономический комплекс,
• лаборатория  высоких  технологий  (энергетика,  нано-,  био-,  когнитивные и космические технологии) и др.

Слово «лаборатория» используется в названии функционального модуля для обозначения законченного комплекса решений и не означает необходимости его размещения в отдельном помещении.

          Функциональный  модуль  «Профильные лаборатории по физике, математике, информатике и другим предметам естественно-научного  цикла»,  оснащен  современным  цифровым интерактивным  и  мультимедийным  оборудованием.  В  состав  лабораторий  входят тематические  комплекты  по  основным  естественно-научным  направлениям,   которые  служат  базой  для урочной и внеурочной деятельности. Модуль  предназначен  для проведения демонстраций, экспериментов и практикумов по изучению объектов живой и неживой  природы,  знакомства  с  альтернативными  и  возобновляемыми  источниками энергии,  а  также  для  развития  экологического  мышления  и  экологически  безопасной деятельности.

          Функциональный модуль «Цифровое моделирование» способствует формированию познавательной  самостоятельности  учащихся  профильных  классов  при  изучении математики  средствами  математического  моделирования  различных  процессов  на  основе проблемного  и  наглядно-модельного  обучения.  Освоение  обучающимися  системы математических  знаний  необходимо  для  изучения  смежных  школьных  дисциплин и практической  деятельности,  формирования  представлений  о  математике  как  форме описания  и  методе  познания  действительности,  а  не  только  для  анализа  уже  готовых математических  моделей  (оптимальное  планирование,  3D  моделирование,  объектное моделирование, основы системного анализа и статистики, формализация и моделирование и др.).

         Функциональный  модуль  «Образовательная  робототехника»  предназначен  для поэтапного  создания  роботов  из  элементов  конструктора  с  возможностью  подключения программируемого процессора и сенсорных элементов для построения автоматизированных установок и антропоморфных компонентов на основе открытого электронного стандарта на платформе  Arduino.  Занятия  робототехникой  стимулируют  развитие  логического  и пространственного мышления, связанного  с построением причинно-следственных связей в процессе программирования  и обеспечивают междисциплинарные и метапредметные связи.

        Функциональный  модуль  «Компьютерная  графика  и  3D  прототипирование» предоставляет инструментарий для создания многомерных электронных образовательных ресурсов,  веб-дизайна,  цифровой  живописи  и  анимации;  обеспечивает  возможность создания  многомерных  опытных  образцов  моделей  с  помощью  специализированного программного  обеспечения  и  устройства  быстрого  воспроизведения  прототипов.  Данный модуль позволяет получить базовые практические навыки и широкое представление о таких современных и востребованных на рынке труда профессиях,  как 3D-дизайнер, визуализатор, проектировщик  3D-моделей,  а  также  разрабатывать  собственные  2D  и  3D  модели, реализовывать  виртуальные  модели  в  виде  реальных  физических  объектов,  создавать рабочие прототипы устройств и механизмов на основе разработанных электронных моделей, создавать конструктивные элементы (для авто-, авиа- и судо- моделирования, элементы для робототехнических  комплексов),  создавать  наглядные  пособия  (например,   модели физических  и  биологических  объектов,  примеры  атомарных  и  молекулярных  структур  и пр.).

          В программе «Инженеры будущего со школьной скамьи» дополнительное образование школьников, интегрированное с общим образованием, призвано решать следующие задачи:

• закрепление и ориентацию на практическое применение тех предметных знаний, которые обучающиеся приобретают в рамках общего образования;
• введение обучающихся в основы социальных практик и современных профессий, предоставление им возможности исследования данных сфер и первых собственных «проб» в этих сферах;
• освоение учениками знаний о современных сферах человеческой деятельности и характеристиках современного мира в формах, отличных от классно-урочной;
• решение индивидуальных образовательных задач, ориентированных на разнообразные интересы, и формирование пространства для самостоятельного выбора обучающимися источников формирования знаний, способностей, личностных качеств;
• приобретение обучающимися способности управлять собственным поведением, отношениями, деятельностью для достижения общественно значимых результатов.

           Предназначение дополнительного образования обучающихся в школе заключается в обеспечении «проб» ученика в различных видах деятельности: в игре, общении, спорте, творчестве, науке и технике. Результатом этих проб должно стать самоопределение обучающегося в двух основных сферах – в будущей профессиональной сфере и в сфере свободного времени. Дополнительное образование школьников в такой ситуации реально дополняет и завершает общее образование, доводит его до «полного». Оно позволяет обучающимся расширить представления по тем предметным знаниям и отработать те навыки, которые являются наиболее личностно важными для жизни школьников, то есть освоить знания как практический инструмент. Главный критерий дополнительного образования обучающихся в школе - формирование знаний, установок и способностей, которые обучающиеся всегда смогут сознательно использовать для решения стоящих перед ними задач любого характера. В связи с этим, деятельность школьников в дополнительном образовании строится вокруг «проектов» или вокруг освоения ими «операций», характерных для конкретных профессий или общественных отношений.                                                                                                                  

         Организация тематического отдыха подростков также является элементом мотивирующей интерактивной среды развития технологической компетентности школьников «Инженеры будущего со школьной скамьи»

         Главным  в  содержании  деятельности  специализированного лагеря является: практическая отработка знаний, умений и навыков в определенном виде научно-технического,  социального,  художественного  и  других   видов  творчества; реализация  образовательных  программ  и  проектов; организация  учебно-тренировочного процесса; выполнение коллективных или индивидуальных творческих и исследовательских работ,  дополняемых  обязательной  системой  воспитательных  мероприятий,  в  том  числе направленных  на  формирование  здорового  образа  жизни,  активной  жизненной  позиции, профилактику негативных явлений среди подростков.

       В лагерях такого рода происходит полное погружение в мотивирующую среду, в том числе благодаря чередованию разноплановой образовательной составляющей в едином стиле, посредством погружения в многоуровневую ролевую игру в течение всего времени «бодрствования» ребенка. В  профильном  лагере  появляется  возможность  построения  индивидуальной образовательной  траектории  через  вариативность  контента  (выбор  из  множества лабораторий, секций, занятий). Профильный лагерь позволяет обеспечить непрерывность образовательного процесса («каникулярное» образование). В рамках  определенных  тематических  смен  появляется  возможность  получения навыка работы с высокотехнологическим экспериментальным, исследовательским и иным оборудованием  специального  назначения,  которое  отсутствует  у  большинства общеобразовательных учреждений (см. Приложение № 5).

        Эффективной формой организации образовательного и познавательного процессов в мотивирующей интерактивной среде является школьное научно-исследовательское общество. ШНИО  –  это  добровольное  объединение  обучающихся,  которые  стремятся усовершенствовать свои знания в определенной отрасли науки, техники, искусств, усвоить навыки  научно-исследовательской,  опытно-экспериментальной  и  творческой деятельности, а также хотят расширить свой научный кругозор под руководством учителей и специалистов школы. Основной целью школьного научного общества является раскрытие творческих  способностей  обучающихся  в  процессе  углубленного  изучения  различных отраслей науки и техники

        Образовательные результаты и личные достижения обучающихся фиксируются в рамках специально разработанной модели учета достижений учащихся «Ученая сова»

Для подготовки инновационного продукта, готового к распространению в образовательных учреждениях Санкт-Петербурга, в рамках реализации инновационной образовательной программы будет выполнено:

1. Нормативно-правовое обоснование функционирования всех элементов комплексной модели формирования в образовательной организации мотивирующей интерактивной среды развития технологической компетентности школьников на основе алгоритма проектирования модели (см. Приложение № 7.)

2.Учебно-методическое обеспечение заявленной модели. Ключевым элементом проектирования комплексной модели станет УМК по обеспечению функциональных  модулей  «Профильные лаборатории по физике, математике, информатике», «Цифровое моделирование», «Образовательная  робототехника», «Компьютерная  графика  и  3D  прототипирование», программы профильных каникулярных лагерных смен, методические рекомендации по созданию и реализации программ профильных лагерных смен.

3. Кадровое обеспечение заявленной модели. Эффективность модернизации естественно-научного образования в рамках профильного обучения определяется качеством профессиональной компетентности педагога в условиях внедрения профессионального стандарта педагога. В рамках реализации модели будут представлены модули программ повышения квалификации учителей естественно-научных дисциплин для работы по формированию мотивирующих интерактивных сред в своих образовательных организациях. Упор в данных программах будет сделан не только на требования профессионального стандарта педагога, но и на развитие коммуникативной компетентности педагога для организации сетевого взаимодействия, а также на формирование способности использовать современное учебное оборудование в работе.

4. Материально- техническое обеспечение модели. Результативность формирования в образовательной организации мотивирующей интерактивной среды развития технологической компетентности школьников будет зависеть от качества технического обеспечения: архитектуры  Среды; проектирования  компонентов  и  элементов  Среды; обеспечения безопасности Среды (защита и сохранность информации, работа с персональными данными, сохранность данных и т.п.); эргономики и технической эстетики  Среды; надежности  и технического  обслуживания Среды. Это предполагает разработку Положения о техническом обеспечении функциональных модулей, которое позволит регламентировать требования к учебному оборудованию.

5. Мониторинговое обеспечение заявленной модели. К концу реализации инновационной образовательной программы будет представлен согласованный пакет мониторинговых карт и контрольно-измерительных материалов по оценке уровня сформированности технологической компетентности обучающегося. Инновационной составляющей этого пакета станет независимая оценка индивидуальных достижений учащегося со стороны их менторов-представителей партнеров школы (ВУЗы, НИИ, бизнес - партнеры).

Итоговые продукты

        Итоговым продуктом является действующая модель и описание комплексной модели, пошаговые инструкции по внедрению этой модели, а также:

• нормативно-правовые документы, регламентирующие работу в рамках этой модели,
• диагностический инструментарий для исследования эффективности внедряемой модели,
• УМК по обеспечению функциональных  модулей  «Профильные лаборатории по физике, математике, информатике», «Цифровое моделирование», «Образовательная  робототехника», «Компьютерная  графика  и  3D  прототипирование»
• программы профильных каникулярных лагерных смен,
• методические рекомендации по созданию и реализации программ профильных лагерных смен,
• модули программ повышения квалификации для педагогов школ и организаций  ДОД
• программы семинаров и конференций по обобщению опыта реализации инновационной программы

Инновационный продукт будет востребован школами с углубленным изучением предметов естественно-научного цикла для развития их потенциала в условиях модернизации предметных областей общего образования, а также общеобразовательными учреждениями для создания сетевых моделей профильного обучения школьников.

Мониторинг эффективности внедрения комплексной модели формирования в образовательной организации мотивирующей интерактивной среды развития технологической компетентности школьников

        Эффективность внедряемой модели мы предлагаем отслеживать в динамике по следующим показателям:

• динамика результатов ЕГЭ и ОГЭ,
• включенность обучающихся в образовательный процесс по каждому из заданных направлений (статистические данные);
• направленность и уровень развития внутренней мотивации (методика диагностики структуры учебной мотивации);
• уровень мотивации на выбор профессий инженерного профиля;
• количество и качество проектных и исследовательских работ;
• степень включенности в деятельность ШНИО;
• количество и качество участия обучающихся в олимпиадах и конкурсах различных уровней;
• уровень компетентности педагогов образовательного учреждения;
• степень удовлетворенности родителей и учеников качеством образовательных услуг (анкетирование)

кроме указанного выше, предполагается проводить анализ траекторий продолжения образования выпускниками. К концу реализации инновационной образовательной программы будет представлен согласованный пакет мониторинговых карт и контрольно-измерительных материалов по оценке уровня сформированности технологической компетентности обучающегося. Инновационной составляющей этого пакета станет независимая оценка индивидуальных достижений учащегося со стороны их менторов-представителей партнеров школы (ВУЗы, НИИ, бизнес - партнеры)

Социальные и образовательные эффекты внедрения инновационного продукта в образовательный процесс.

Разработанный в результате выполнения инновационной образовательной программы продукт изначально ориентирован на массовую доступность в системе общего образования, что обусловлено:

• полным соответствием инновационного продукта нормативным, организационным, материальным и кадровым требованиям ФГОС ООО и СОО;
• актуальностью модернизации предметного образования (естественно-научного и математического образования) в рамках подготовки выпускников школ к жизни в современном обществе;
• экономически эффективной формой использования имеющихся ресурсов и современного учебного оборудования, доступных для образовательных учреждений города.

Диссеминация инновационного продукта в образовательный процесс позволит обеспечить следующие социальные и образовательные эффекты:

1. Для обучающихся и их родителей:

• обеспечение  мотивации  к  изучению  предметов  естественно-научного  цикла и занятий научно-техническим творчеством,
• получение  углубленных  знаний  по  физике,  математике  и  другим  предметам естественно-научного  цикла,  по  основам  инженерной  графики  и  инженерным специальностям,
• формирование  практических  навыков  проектной  и  исследовательской деятельности,  конструирования,  программирования,  моделирования, прототипирования,
• формирование практических навыков выдвижения идей и гипотез, публичных выступлений и защиты результатов исследований,
• формирование активной жизненной позиции,
• возможность  раннего  личностного  и  профессионального  самоопределения,
• повышение  самостоятельности  и  инициативности  обучающихся  в  получении новых знаний и компетенций,
• минимизация  рисков  и  последствий  виртуализации  сознания  обучающихся за счет их привлечения к развивающей профессиональной деятельности.

2. Для образовательной организации:

• возможность  увеличения  вариативности  образовательных  программ (элективные курсы, профильные программы и пр.),
• возможность привлечения дополнительного контингента обучающихся,
• возможность  привлечения  высококвалифицированных  специалистов для работы с обучающимися,
• возможность реализации сетевых образовательных программ с организациями общего, дополнительного, среднего и высшего профессионального образования,
• возможность сотрудничества с индустриальными партнерами по выполнению их заказов на исследования и разработки,

3.  Для системы образования Санкт-Петербурга в целом:

• появление точек роста и технологических прорывов,
• накопление новых образовательных практик и возможность их экстраполяции в другие образовательные организации,
• повышение  эффективности  бюджетных  расходов  на  оснащение образовательных организаций («деньги в обмен на обязательства»),
• создание конкурентной образовательной среды,
• заинтересованность  высших  учебных  заведений  и  промышленных предприятий  в  сотрудничестве  для  подготовки  высококвалифицированных  кадров на системной целевой основе,
• повышение  качества  и  престижности  естественно-научного  и  инженерного образования.

Условия реализации инновационной образовательной программы (ресурсное обеспечение).

        О готовности школы к реализации заявленной инновационной образовательной программы свидетельствуют ее достижения и опыт в области реализации программ основного и дополнительного образования и сетевого взаимодействия с различными организациями и социальными партнерами.

Образовательные достижения обучающихся:

Школа традиционно входит в «ТОП 500» как одна из лучших физико-математических школ страны, занимает одно из первых мест в рейтинге образовательных учреждений Санкт-Петербурга, показывает высокие результаты в независимом международном мониторинговом исследовании качества школьного математического и естественнонаучного образования TIMSS. В 2016 году вошла в 15 лучших школ России по мнению Рейтингового агентства RAEX (Эксперт РА). 

По независимым оценкам экспертов за последние 5 лет школа является лидером по итогам ЕГЭ в Санкт-Петербурге.

Инновационный опыт:

Школа в течение последних пяти лет фактически является Центром физико-математического образования в Санкт-Петербурге. Принятая в 2013 году программа развития «На пути к …..» ставила целью развитие школы как ведущего образовательного учреждения нового типа, реализующего интегрированные образовательные программы для обучающихся, проявивших особые способности в области физики, математики, информатики и робототехники, а также добившихся успехов в учебной и (или) исследовательской деятельности в области точных и естественных наук и информационно-коммуникационных технологий. Важно отметить, что данные программы играют особую роль  для развития петербургского образования в контексте перехода к ФГОС.

В рамках работы школьного научно-исследовательского общества ведется проектная и исследовательская деятельность учащихся, сопровождение учебных проектов школьников учителями школы и преподавателями вузов.

Ресурсы социального партнерства:  

           В школе сформирована система работы с обучающимися, которые отдают предпочтение специальностям математического, естественно-научного и технического профилей. Поэтому школа имеет устойчивые связи и договоры о сотрудничестве с ведущими ВУЗами Санкт-Петербурга, Научно-исследовательскими и проектными организациями, ведущими перспективные разработки в инновационных областях развития современной науки и техники (см. Приложение № 4.)

План разработки и апробации инновационного продукта

Приложение № 1.

Графическое изображение модели мотивирующей интерактивной среды развития технологической компетенции

Приложение № 3.

Результаты участия обучающихся в профильных олимпиадах разного уровня