Інженерна освіта в школі статті. Проблема інженерної освіти - в школі
Основні проблеми: - Низький рівень інтересу учнів до освоєння точних і природничих наук, боязнь цих областей знання, на етапі отримання загальної освіти; - Відсутність чіткого розуміння перспектив роботи в цих галузях. Цілі: 1. Дати можливість розвитку зацікавленим дітям. 2. Підвищити інтерес до освоєння точних і природничих наук.
Розвиток: дослідницьких навичок, конструкторських здібностей, абстрактного і логічного мислення. Націленість на результат (отримання продукту). Чи може вийти інженер при навчанні відповідно до ФГОС? Уроки технології ... Що повинна робити школа для інженерної освіти? Тільки за рахунок зміни форм занять. Інші уроки, метапредметний підхід, практичні заняття, проектна робота, малі групи. Хто такий інженер?
Мережеве взаємодія Партнери проекту Гімназія 1 «Універс» і школи району; Красноярський державний педагогічний університет; Красноярський інститут Залізничного транспорту; Сибірський Федеральний Університет; Сибірський Державний Аерокосмічний Університет; Інститут фізики, обчислювального моделювання СО РАН; Міністерство освіти і науки красноярського краю; Компанія РУСАЛ; Компанія АстроСофт; Російський філія компанії National Instruments; Красноярський радіозавод; Асоціація ЦМІТ. Спільна розробка оригінальних програм; Спільне використання обладнання; Спільне фінансування; Об'єднана команда педагогів і представників професії; Школа Університет Підприємства Батьки
Питання - Хто такий інженер і що повинна робити школа для інженерної освіти? - Чи достатньо позаурочної діяльності або необхідно міняти уроки? - У чому особливість інженерної освіти? (Чим воно відрізняється від фіз.-мат. Класу?) - Як має бути влаштовано мережеве взаємодія? -Що необхідно зробити, щоб у шкіл з'явилося бажання взаємодіяти? - З якого віку починається інженерна підготовка?
Трохи про передісторію питання
Чому наші співвітчизники вважають за краще їздити на іномарках? Чому в своєму оточенні ви не знайдете користувачів вітчизняних смартфонів? Чому російські наручний годинник, ще років 40 тому успішно експортувалися за кордон, сьогодні далеко відстали від продукції швейцарського часпрома? ...
Відповідь на всі подібні "чому" простий: за останні десятиліття країна істотно розгубила свої інженерно-конструкторські кадри, не створивши істотних передумов для їх заповнення. Результат - відставання від країн-конкурентів по безлічі галузей, де потрібні високопрофесійні конструктори та інженери. А потрібні вони в усіх сферах, де мова йде про розробку і промисловому виготовленні чого б то не було - від предметів меблів до військової та космічної техніки.
В наші дні усвідомлення ситуації прийшло, і стали прийматися системні заходи щодо її виправлення. Зрозуміло, що в даному випадку все повинно починатися з освіти, тому що не можна отримати першокласного інженера "з повітря". Ланцюжок виховання відповідних кадрів потрібно протягнути від школи через інженерні вузи до високотехнологічних інноваційним підприємствам.
Так у вересні 2015 р під егідою Департаменту освіти м Москви стартував проект "Інженерний клас в московській школі", що має головною метою підготовку компетентних фахівців, необхідних економіці міста і затребуваних на сучасному ринку праці (аналогічними проектами було дано хід і в регіонах). Одним з учасників проекту стала Гімназія №1519.
Через рік після старту
2015/2016 навчальний рік став дуже динамічним в частині просування проекту "Інженерний клас в московській школі". Близько ста шкіл столиці влилися в проект, відкрили в цілому більше двохсот інженерних класів, що охопили близько 4.5 тисяч учнів. До кінця року більше 130 нових шкіл заявили про своє бажання брати участь у проекті. В реалізації проекту беруть участь 16 федеральних технічних вузів, які є опорними площадками для профорієнтаційної роботи з учнями інженерних класів. Формується пул підприємств-партнерів проекту з різних галузей промисловості. Знайомство з роботою реальних високотехнологічних підприємств повинно послужити ефективному "занурення" учнів в інженерну сферу.
У червні 2016 року в Москві на майданчику МГТУ ім. Н.е. Баумана відбувся Міжнародний конгрес "SEE-2016. Наука та інженерну освіту ". У роботі Конгресу взяли участь представники російських і зарубіжних університетів і науково-промислових підприємств, потенційних роботодавців, вітчизняних шкіл. Конгрес був сконцентрований на підвищенні ефективності інженерної освіти в сучасних умовах, а обмін досвідом із зарубіжними колегами дозволив виявити поки що не реалізовані можливості і слабкі місця в справі відродження вітчизняного інженерного потенціалу.
"Хочемо готовенького"
Як показало спілкування на Конгресі, частина російських підприємств і вузів все ще виходять з уявлення, що для виховання професійного інженера досить адаптації вузівських програм під потреби підприємств, які потребують інженерних кадрах. Результатом такого підходу є "недоученість" випускників вузів до необхідного рівня. Вітчизняні експерти вважають, що горизонт виховання інженера становить приблизно сім років, з чого випливає, що початок цьому вихованню має бути покладено вже в школі. Відкриття інженерних класів і активна позиція вузів - учасників проекту в побудові ефективної взаємодії з профільними школами та впровадженні окремих форм інженерної підготовки вже починаючи зі старших класів, відповідають цієї потреби.
У Гімназії № 1519 відкрито два інженерних класу (10-й і 11-й) і так званий "прединженерний" 9-й, учні якого також залучаються до відповідних профорієнтаційні заходи і отримують розширену підготовку з профільних предметів (фізика, математика, інформатика). До моменту закінчення учні цього класу в переважній своїй більшості вибирають профільне технічний напрям в старшій школі. Зарахування в 10-й і 11-й інженерні класи відбувається на основі аналізу інтегрованих освітніх результатів учнів з профільних предметів, результатів проектно-дослідницької роботи та науково-технічної творчості.
Гімназія №1519 уклала договори про співпрацю з МІЕМ НДУ ВШЕ і МГТУ ім. Н. Е. Баумана. Партнерство з даними вузами забезпечує учням широке коло різноманітних інженерно-освітніх можливостей, включаючи профорієнтаційні лекції, спецкурси, лабораторні роботи, майстер-класи, річну інженерну практику на базі університетських кафедр, науково-освітніх центрів і лабораторій.
А треба б ще раніше
Можна констатувати, що розуміння необхідності початку виховання майбутніх інженерів вже зі школи охоплює все більше прихильників і стає практично незворотнім. При цьому порівняння з закордонним досвідом показує, що за кордоном залучення школярів в інженерну діяльність відбувається набагато раніше, ніж у нас - вже з молодших класів.
Російські школи вже почали переймати цей досвід. Таким чином, ми стаємо свідками тренда на зниження вікового бар'єру входження в область інженерії. І для цього зараз складаються хороші передумови: учні та їх батьки, бачачи високу і неформальну активність по відродженню престижності інженерної професії, стають сильно мотивованими і демонструють виразний відгук на цей сигнал. Ймовірно, через рік охоплення учнів профільними інженерними класами кратно збільшиться, а початок предпрофильной підготовки зміститься в бік 5 - 8-х класів.
Усвідомлюючи вказаний тренд, Гімназія №1519 теж планує в 2016/17 навчальному році ввести елементи допрофільної інженерної підготовки в 5 - 8-х класах. Одним з таких елементів стане курс тривимірної комп'ютерної графіки, націлений на формування просторового мислення школярів. Інший елемент - гурток інтелектуальної робототехніки, який сприяє розвиткові базових навичок використання комп'ютерів і керованих роботизованих пристроїв, навичок програмування і рішення алгоритмічних задач.
Що ти вмієш насправді?
Важлива теза, що розділяється інженерним і освітньою спільнотою: поки людина не почне робити що-небудь своїми руками, його інженерні пізнання ілюзорні. Ось чому практично всі учасники руху по відродженню інженерного потенціалу країни підкреслюють виняткове значення проектно-дослідницької діяльності школярів і студентів. Розуміючи важливість даного фактора і спираючись на положення ФГОС другого покоління, необхідно надати проектно-дослідницької діяльності статус обов'язкового компонента підготовки школярів. Ймовірно, такий підхід також перетвориться в тренд в найближчі роки.
Звісно ж, проте, що не всі способи організації проектно-дослідницької діяльності учнів рівноцінні і ефективні. На мій погляд, можна виділити три рівня організації такої діяльності:
"Початковий"
Йдеться про проекти, придуманих в домашніх або шкільних умовах. Керівниками таких проектів є батьки дитини або вчитель. З одного боку, це дозволяє виділити активних дітей, підвищити їх мотивацію, набратися мінімального дослідницького досвіду. З іншого боку, недоліки цього способу досить істотні: за такими роботами, як правило, не варто настільки важливих організаційних ресурсів, як виробнича база і науковий потенціал керівника. Відповідно, подібні проекти, в більшості своїй, майже не мають прикладного значення і перспектив серйозної подальшої розробки.
"Базовий" (на поточний момент)
Цей рівень передбачає виконання проектів на вузівських майданчиках під керівництвом вузівських фахівців і науковців. У цих умовах до послуг школяра, що виконує проект - і різноманітне обладнання, і науковий досвід керівника, що дозволяє поставити дійсно актуальну і перспективну задачу, і можливість подальшого просування виконаної розробки, якщо вона цього заслуговує. Даний рівень відповідає сучасним уявленням про проектно-дослідницької діяльності учнів інженерних класів і передбачається більшістю договорів про співпрацю між вузами, які беруть участь в проекті, і профільними школами. В основному, саме на таку форму проектно-дослідницької діяльності в даний час існує запит з боку учасників (шкіл, вузів, підприємств), зайнятих в справі відродження інженерної професії.
"Вищий" (припущення)
Проривним кроком вперед у розвитку проектно-дослідницької діяльності стало б формування груп, що складаються зі студентів та школярів, які беруть участь у виконанні конкретних проектів на конкретних підприємствах, Що представляють наукомісткі та інноваційні галузі. Такий підхід дав би максимальну ступінь занурення майбутніх інженерів в професію, забезпечив би безсумнівну прикладне значення їх роботі, а також перспективу впровадження виконаних розробок в практику. Мотивація учнів в такій моделі досягала б найвищого рівня.
У розрізі проектно-дослідницької діяльності завданням №1 нашої гімназії є максимальне охоплення учнів цієї діяльністю на рівні не нижче "базового" і надання їй статусу обов'язкового компонента підготовки школярів. Крім цього, ми маємо намір докласти зусиль, щоб впровадити в гімназії модель "вищого" рівня.
Чи можеш ти "продавати"?
На Конгресі SEE 2016 цікава дискусія розгорнулася на тему: чи повинен інженер одночасно бути підприємцем, Щоб вміти комерціалізувати свої ідеї і розробки, знаходити для них інвесторів, "пробивати" їм дорогу в життя? Учасники зійшлися на думці, що така подвійна роль - "інженер-підприємець" - це, скоріше, ідеальна модель, і її не можна зводити в ранг стандарту. Хоча, якщо інженер, не на шкоду своєму професіоналізму, тим або іншим способом опанує навичками підприємця, то це можна тільки вітати.
Розумним рішенням є створені в різних вузах факультети і кафедри, які готують фахівців з просування інженерних розробок. І хоча акцент у проекті "Інженерні класи" робиться не на комерціалізації інженерних розробок, а на оволодінні власне інженерного фаху, певна профорієнтаційна робота, пов'язана з інженерним бізнесом, не була б зайвою. У всякому разі, школяреві, націлений на професію інженера, корисно заздалегідь уявляти собі, що створений інженером прототип чогось, нехай навіть дуже перспективного і затребуваного, - це не фінал процесу, а лише старт цілого комплексу спеціальних бізнес-заходів, які виводять розробку в життя.
У зв'язку з цим, виникає наступна ідея: займаючись просуванням інженерних класів в широкому сенсі, можна знайти корисне місце в цьому процесі і для частини учнів класів соціально-економічного профілю. У всякому разі, досвід нашої гімназії показує, що учні цих класів виявляють інтерес до напрямку "Інженерний бізнес і менеджмент". Звісно ж, що залучення класів соціально-економічного профілю у взаємодію з відповідними факультетами та кафедрами вищих навчальних закладів не тільки не "навантажує" надлишково проект "Інженерні класи", а й розумно доповнює його в силу сказаного вище про поділ ролей власне інженера і підприємця, що просуває інженерні розробки у життя.
IT - без них нікуди!
За влучним зауваженням одного з доповідачів SEE 2016, сучасні літак, ракета і багато інших зразки техніки - це, багато в чому, IT-вироби. В тому сенсі, що суттєвої їх частиною є керуючі ними програмно-апаратні комплекси. Що вже говорити про "чистих" IT-сервісах, повністю складаються з власне програм і представляють собою величезне поле діяльності. І тут спливає ще одна проблема - брак не тільки інженерів в класичному розумінні цього слова, а й гостра нестача висококласних програмістів. Чергове підтвердження цьому було дано на що проходить в червні - серпні Всеросійському молодіжному освітньому форумі "Територія смислів", а саме - на що відкрилася 13 липня 2016 р третій зміні "Молоді вчені та викладачі в області IT".
Таким чином, дана проблема також заслуговує на те, щоб займатися нею вже починаючи зі школи. Звертаючись знову до теми проектно-дослідницької діяльності, доречно "збагатити" її зміст IT-проектами та створювати умови для отримання школярами практики програмування, участі в реальних проектах автоматизації процесів на підприємствах у складі проектних груп.
На нараді 30 червня 2016 р про плани розвитку проекту "Інженерний клас в московській школі" на 2016/17 рік Департамент освіти м Москви поінформував про те, що вже формується пул підприємств-партнерів з IT-галузі, які включаться в профорієнтаційну роботу зі школярами. Ймовірно, ми побачимо ще один тренд - збільшення частки учнів інженерних класів, зорієнтованих на роботу в IT-сфері і вибирають для надходження відповідні вузи і кафедри.
висновок
Розуміння, облік і реагування на наявні і виникають тренди в будь-якому сегменті освіти, зокрема, в рамках реалізації проекту "Інженерний клас в Московській школі", є необхідною умовою ефективної підготовки учнів.
Проект "Інженерний клас в московській школі" створює умови для розширення мережевої взаємодії між загальноосвітніми організаціями, організаціями вищої професійної освіти та науково-виробничими підприємствами. Об'єднання ресурсів учасників проекту відкриває перед школярами нові реальні шляхи в професію інженера.
Копосов Денис Геннадійович,МБОУ ОГ №24 міста Архангельська, учитель інформатики,
[Email protected], www.koposov.info
ПОЧАТКУ ІНЖЕНЕРНОЇ ОСВІТИ В ШКОЛІ
BEGINNING OF ENGINEERING EDUCATION IN SCHOOLS
Анотація.
У статті представлений досвід організації та проведення в школі інженерно-орієнтованих елективних і факультативних курсів з інформатики. Обговорюються питання підвищення навчальної мотивації, професійної орієнтації учнів.
Ключові слова:
Навчання інформатики, курси за вибором, робототехніка в школі, мікроелектроніка в школі, навчальні лабораторії, інформатизація.
Abstract.
This article describes the experience of organizing and conducting an engineering-oriented elective and optional courses on Informatics in school. Discusses improving learning motivation, mental development and vocational orientation of pupils.
Key words:
Еducation, K-12, STEM, robotics, microelectronics, school laboratories, informatization.
На сьогоднішній день в Російській Федерації спостерігається інженерний криза - нестача інженерних кадрів і відсутність молодого покоління інженерів, що може стати фактором, який загальмує економічне зростання країни. Це відзначають ректора найбільших технічних університетів, це питання регулярно піднімається на урядовому рівні. «Сьогодні в країні існує явний брак інженерно-технічних працівників, робітників кадрів і в першу чергу робітничих кадрів, що відповідають сьогоднішньому рівню розвитку нашого суспільства. Якщо недавно ми ще говорили про те, що перебуваємо в періоді виживання Росії, то зараз ми виходимо на міжнародну арену і повинні надавати конкурентну продукцію, впроваджувати передові інноваційні технології, нанотехнології, а для цього потрібні відповідні кадри. А їх на сьогодні у нас, на жаль, немає »(Путін В.В.).
Що зазвичай пропонується для зміни ситуації, що склалася? Крім підвищення статусу професії та підвищення заробітної плати інженерам, все «різноманітність» пропозицій зводиться до двох напрямків: посилити відбір абітурієнтів і організувати або в школі, або при вузі доуніверситетської додаткову підготовку випускників:
«Потрібні інші, конструктивні підходи щодо забезпечення припливу добре підготовлених абітурієнтів, орієнтованих на надходження в технічні вузи. Одним їх таких підходів є широкий розвиток олімпіад школярів ... Інший шлях формування контингенту вступників - цільовий прийом ... Треба звернути найсерйознішу увагу на політехнічна освіта школярів, відновити необхідні обсяги технологічної підготовки учнів в середній загальноосвітній школі, що було ще порівняно недавно, розвивати гуртки і будинку дитячої технічної творчості »(Федоров І.Б.);
«Частина 10-х, 11-х класів зробити« предуніверсаріем ». Там, крім шкільних вчителів, повинні працювати викладачі вузів. Якщо ми, таким чином, частина фундаментальних дисциплін перенесемо в школу, чотирьох років програми в університеті буде досить, щоб підготувати не «недоробленого» інженера, а бакалавра, здатного зайняти інженерну посаду » (Похолков Ю.П.).
Другий підхід передбачає перенести частину навчального матеріалу в середню школу - на перший погляд чудова пропозиція «зверху», однак викликає обурення вчителів. Зараз спостерігається розрив між середньою і вищою освітою, і ні та, ні інша сторона назустріч один одному не поспішають: курси підвищення кваліфікації вчителя можуть проходити тільки в інститутах підвищення кваліфікації (інші схеми просто не працюють). Необхідно чітко усвідомлювати, який відсоток учнів у звичайній школі готові слухати лекції викладачів університетів, і розуміти, як на тлі університетських професорів і доцентів виглядатимуть шкільні вчителі (і навпаки). Схема ця більш-менш можна реалізувати тільки в міських ліцеях, можливостей яких знову ж таки не вистачить на задоволення потреби і вузів, і країни в підготовлених абітурієнтів. Замкнуте коло, що формує і панічні настрої, і небажання що-небудь змінювати, або просто «призначити» винного ( «в школі погано вчать» - найпопулярніше переконання працівників вищої школи). «Сама система освіти повсюдно почала деградувати. В цьому плані найстаріший і потужний освітній інститут - родина - з її здатністю до цілісного утворення і передачі «неформального знання» набуває виняткового значення. Відповідно, і інженерний тренінг у вузі, в малій фірмі, в формах додаткової освіти знаходить цілісний особистісний характер »(Саприкін Д.Л.). «На мою думку, виявляти здібності до точних наук спеціально не треба. Треба розвивати гуртки, факультативи, курси за вибором, предметні олімпіади - цього буде достатньо. Можна додати профорієнтацію. Для розвитку здібностей як до точних, так і гуманітарних наук необхідно працювати за принципом: вчити в міру психологічної готовності до сприйняття »(Крилов О.В.).
Саме в такій соціальній обстановці в 2010 році ми почали реалізовувати проект по створенню доступної освітнього середовища, що дозволяє вивести вивчення інформатики на якісно інший рівень, в рамках якого ми створили в нашій школі з 2012 року - гімназії) лабораторії інженерної спрямованості (робототехніка і мікроелектроніка) і використовуємо їх в рамках моделі безперервного інформаційного освіти.
Коли ми починали розвиток цього напрямку, то з'ясувалося, що в РФ немає можливості спертися на чийсь досвід, який зазвичай представлений заняттями з маленькою групою захоплених учнів (3-5 чоловік), тобто немає роботи і досліджень в рамках безпосередньо навчального процесу, немає будь-якої інтеграції і наступності інженерних курсів і, звичайно, практично немає навчальних матеріалів для звичайних загальноосвітніх шкіл. Тому, при виборі основного вектора розвитку лабораторій ми звернулися до міжнародної аналітиці та прогнозами.
У 2009 році New Media Consortium - Міжнародний консорціум, який об'єднує більш ніж 250 коледжів, університетів, музеїв, корпорацій та інших, орієнтованих на навчання організацій, з дослідження і використання нових засобів масової інформації та нових технологій спрогнозував до 2013-2014 років широке використання для навчання смарт-об'єктів, в тому числі мікроконтролерів Arduino - платформи з відкритим вихідним кодом для проектування електронних пристроїв, що дозволяють учням управляти взаємодією цих пристроїв з навколишнім фізичним середовищем.
Варто особливо звернути увагу на повну назву нашої школи: муніципальне бюджетне освітня установа муніципального освіти «Місто Архангельськ» «Середня загальноосвітня школа №24 з поглибленим вивченням предметів художньо-естетичного напрямку» (з червня 2012 року - «Загальноосвітня гімназія №24»; www. shkola24.su), це важливо, тому що в непрофільної школі на перше місце виходять ефективність освітніх технологій і мотивація учнів.
У 2010 році Національний науковий фонд США (спільно з The Computing Research Association і The Computing Community Consortium) опублікував аналітичний звіт, в якому детально описані, які освітні технології будуть максимально ефективні і затребувані до 2030 року:
User Modeling - моніторинг і моделювання професійних якостей і навчальних досягнень учнів;
Mobile Tools - перетворення мобільних пристроїв в освітній інструмент;
Networking Tools - використання мережевих освітніх технологій;
Serious Games - ігри, що розвивають концептуальні компетенції;
Intelligent Environments - створення інтелектуальних освітніх середовищ;
Educational Data Mining - освітні середовища інтелектуального аналізу даних;
Rich Interfaces - багаті інтерфейси взаємодії з фізичним світом.
Першим завданням, яку нам треба було вирішити - це створення освітнього середовища, що відображає всі тенденції і напрямки розвитку зазначених освітніх технологій - лабораторій інженерної спрямованості.
За 2010-2012 роки без державного фінансування нами створені і використовуються в навчальному процесі інженерні лабораторії за наступними напрямками:
робототехніка LEGO (15 навчальних місць на базі освітнього конструктора LEGO MINDSTORMS NXT);
програмування мікроконтролерів (15 навчальних місць на базі мікроконтролерів ChipKIT UNO32 Prototyping Platform, ChipKIT Basic I / O Shield);
проектування цифрових пристроїв (15 навчальних місць на базі платформи Arduino і різних електронних компонентів);
збір даних і вимірювальні системи (15 навчальних місць на базі студентського мобільного лабораторного комплексу National Instruments myDAQ і програмного забезпечення NI LabVIEW);
датчики і обробка сигналів (15 навчальних місць на основі комплектів з 30 різних сенсорів, сумісних з Arduino, ChipKIT і NI myDAQ);
мобільна робототехніка (15 навчальних DIY 2WD роботів на платформі Arduino).
Друге завдання - використання можливостей лабораторій в навчальному процесі, зокрема при навчанні інформатики та ІКТ. В даний час це обладнання використовується на уроках, елективних і факультативних курсах, елективних навчальних предметах з інформатики та ІКТ.
У зазначених вище лабораторіях, практично на кожному занятті учні стикаються з ситуацією, коли подальша технічна діяльність, винахідництво стають неможливими без наукової основи. На заняттях учні вперше в своєму житті отримують реальні навички організації роботи; приймають рішення; здійснюють простий технічний контроль, будують математичний опис; проводять комп'ютерне моделювання та розробку методів управління, здійснюють розробку підсистем і пристроїв; елементи конструкцій; аналізують інформацію з датчиків; намагаються побудувати багатокомпонентні системи, здійснюють налагодження, проводять випробування, модернізацію і перепрограмування пристроїв і систем; підтримують їх в працездатному стані - все це найважливіший фундамент для майбутньої науково-дослідної, проектно-конструкторської, організаційно-управлінської та експлуатаційної професійної діяльності. Це вже не просто профорієнтація, це пропаганда науки найсучаснішими освітніми технологіями.
Вчителі інформатики при цьому є основною рушійною силою, тому в системі підготовки (і підвищення кваліфікації) вчителів інформатики необхідно враховувати освітні можливості лабораторій з робототехніки і мікроелектроніці і включати відповідні дисципліни в програми підготовки. На базі школи проходять навчання майбутні вчителі - студенти Інституту математики і комп'ютерних наук САФУ імені М.В. Ломоносова (напрямок «Фізико-математична освіта»), проводяться заняття і для педагогів.
Після кількох занять з учителями інформатики Архангельської області був відзначений досить важливий факт - неготовність вчителів застосовувати побачений досвід. Проведене анкетування виявило причини цього- багато вчителів або не зацікавлені в розвитку інженерної складової, або вважають, що ця область не є їх сильною стороною.З цієї причини ми стали регулярно проводити експансивні консультації, семінари-практикуми, майстер-класи для вчителів, метою представлення нашого досвіду всьому педагогічному співтовариству, проведені вебінари на Освітньої галактиці Intel (записи доступні для перегляду).
Яких результатів ми досягли за 2 роки, крім, безпосередньо створення самої освітнього середовища? По-перше, варто відзначити, що серед випускників школи в 2011 році 60% вибрали подальше навчання у вищих навчальних закладах саме з інженерних спеціальностей (тобто після закінчення навчання отримають диплом інженера).
По-друге, ми почали підготовку до видання навчальних посібників. У травні 2012 року видавництво «БІНОМ Лабораторія знань» випустило навчально-методичний комплект з інформатики та ІКТ «Перший крок в робототехніку»: практикум і робочий зошит з робототехніки для учнів 5-6 класів (автор: Копосов Д.Г.). Мета практикуму - дати школярам сучасне уявлення про прикладній науці, що займається розробкою автоматизованих технічних систем, - робототехніці. Практикум містить опис актуальних соціальних, наукових і технічних завдань і проблем, рішення, яких ще належить знайти майбутнім поколінням. Це дозволяє учням відчути себе дослідниками, конструкторами і винахідниками технічних пристроїв. Посібник можна використовувати як для занять в класі, так і для самостійної підготовки. Навчальні заняття з використанням даного практикуму сприяють розвитку конструкторських, інженерних та загальнонаукових навичок, допомагають по-іншому подивитися на питання, пов'язані з вивченням природничих наук, інформаційних технологій і математики, забезпечують залучення учнів до науково-технічна творчість. Робочий зошит є невід'ємною складовою практикуму. Навчальні заняття з робототехніки сприяють розвитку конструкторських, інженерних та загальнонаукових навичок, допомагають по-іншому подивитися на питання, пов'язані з вивченням природничих наук, інформаційних технологій і математики, забезпечують залучення учнів до науково-технічна творчість. Робота з зошитом дозволяє більш продуктивно використовувати відведений на інформатику та ІКТ час, а також дає дитині можливість для контролю і осмислення своєї діяльності і її результатів. Робочий зошит допомагає у виконанні практичних, творчих і дослідницьких робіт.
По-третє, створена і апробована навчальна програма додаткової освіти учнів 9-11 класів «Основи мікропроцесорних систем управлінь», ядро \u200b\u200bякої - моделювання технічних засобів АСУ ТП на основі мікропроцесорів, як сучасне, наочне і передовий напрямок в науці і техніці, з одночасним розглядом базових , теоретичних положень. Такий підхід передбачає свідоме і творче засвоєння матеріалу, а також його продуктивне використання в дослідно-конструкторської діяльності.
У процесі теоретичного навчання школярі знайомляться з фізичними основами електроніки і мікроелектроніки, історією та перспективами розвитку цих напрямків. Програма передбачає проведення практикуму, що складається з лабораторно-практичних, дослідницьких робіт і прикладного програмування. В ході спеціальних завдань школярі набувають загальнотрудові, спеціальні і професійні компетенції по використанню електронних компонентів в мікропроцесорних автоматизованих системах управління, що закріплюються в процесі розробки проектів. Зміст програми реалізується у взаємозв'язку з фізикою, математикою, інформатикою та технологією, що відповідає сучасним тенденціям STEM-освіти (Science, Technology, Engineering, Math). Програма розрахована на 68 навчальних годин і може бути адаптована для проведення 17 часових або 34 часових курсів за вибором. Дана програма другий рік реалізується в МБОУ ОГ №24 міста Архангельська на факультативних заняттях для учнів 9-х та 10-х класів.
Повинен виникати питання: чим зумовлене таке кількість навчальних лабораторій? Створивши першу лабораторію, ми, спільно з педагогом-психологом, досліджували динаміку навчальної мотивації школярів. Використовувані методи: спостереження, бесіди з батьками та педагогами, шкалювання, використовувалася також і методика Т.Д. Дубовицькою. Мета методики - виявити спрямованість і визначити рівень розвитку внутрішньої навчальної мотивації учнів при вивченні ними конкретних предметів (в нашому випадку - інформатика і робототехніка). В основі методики - тест-опитувальник з 20 суджень і запропонованих варіантів відповіді. Обробка проводиться відповідно до ключа. Методика може бути використана в роботі з усіма категоріями учнів, здатними до самоаналізу і самоотчету, починаючи приблизно з 12-річного віку. Отримані результати, з одного боку, дозволяють впевнено говорити про підвищення рівня навчальної мотивації практично у кожного школяра, з іншого - через рік рівень мотивації став знижуватися і прагнути до того рівня, який був до занять в лабораторії робототехніки (на базі LEGO MINDSTORMS NXT). Саме цим фактом обумовлено подальше кількісне розвиток навчальних лабораторій. Навчальна мотивація - це основний фактор в непрофільної школі, що впливає на успішність учня. Дослідження змін навчальної мотивації ми продовжимо і надалі.
Друге питання, яке часто задають педагоги: як можуть бути пов'язані мікроелектроніка, робототехніка та інженерну освіту в цілому зі специфікою нашої школи - поглибленим вивченням предметів художньо-естетичного напрямку? По-перше, справа в тому, що платформа Arduino, на якій базується велика частина лабораторій, спочатку розроблялася для навчання дизайнерів і художників (людей з невеликим технічним досвідом). Навіть без досвіду програмування учні всього через 10 хвилин ознайомлення вже починають розбиратися в коді, змінювати його, проводити спостереження, невеликі дослідження. При цьому на кожному уроці може бути створений реально працюючий прототип будь-якого пристрою (маяк, світлофор, нічник, гірлянда, прототип системи вуличного освітлення, електричний дзвінок, доводчик двері, термометр, побутової вимірювач шуму і т.д.), а учні підвищують рівень своєї технологічної самоефективності. По-друге, що значить бути інженером, чудово сформулював Петро Леонідович Капіца: «На мою думку, хороших інженерів мало. Хороший інженер повинен складатися з чотирьох частин: на 25% - бути теоретиком; на 25% - художником (машину не можна проектувати, її потрібно малювати - мене так вчили, і я теж так вважаю); на 25% - експериментатором, тобто досліджувати свою машину; і на 25% він повинен бути винахідником. Ось так повинен бути складений інженер. Це дуже грубо, можуть бути варіації. Але всі ці елементи повинні бути ».
Окремо хочеться підкреслити, що існуючі освітні програми з інформатики дозволяють використовувати робототехніку, мікроелектроніку (і інженерні складові) як методичний інструмент вчителя, без необхідності зміни робочої програми педагога. Це дуже важливо, особливо, при старті таких проектів в школах, коли страх неминучості оформлення величезного числа паперів, може зупинити будь-якого педагога.
Останнім часом надзвичайною популярністю користуються цифрові освітні ресурси. Статистика завантажень з сайтівfcior. edu. ru і school - collection. edu. ru це підтверджує. Регіональні та муніципальні департаменти освіти проводять величезну кількість конкурсів і семінарів по використанню ЦОР в школі. Протягом останніх 5–6 років багато університетів ефективно використовують програмне середовищеLabVIEW компанії National Instruments в науково-дослідної та навчальної роботи. Розробляються і вводяться в навчальний процес віртуальні лабораторні та практикуми з природничо-наукових дисциплін. Аналізуючи автореферати кандидатських і докторських дисертацій в 2009–2011 роках, варто відзначити велику кількість робіт, в яких використовується програмне забезпеченняNI LabVIEW , Включаючи спеціальність 13.00.02 (теорія і методика навчання та виховання). Це програмне забезпечення встановлено у нашій школі. Таким чином, учні в рамках навчання інформатиці зможуть познайомитися з тим, як проектуються і розробляються такі лабораторні комплекси.
Хочеться відзначити і розвиваючу функцію вивчення робототехніки і мікроелектроніки в школі. Систематична робота з дрібними деталями у дітей і підлітків робить позитивний вплив на розвиток моторики дрібних м'язів кистей рук, що в свою чергу стимулює розвиток основних функцій головного мозку, що позитивно впливає на увагу, спостережливість, пам'ять, уява, мова і, звичайно, розвиває творче мислення.
Вузьким місцем багатьох досліджень і проектів часто стає неможливість швидкого масштабування. Накопичений нами досвід дозволив в найкоротші терміни (30 днів) масштабувати проект в загальноосвітньому ліцеї №17 міста Северодвінську, що підкреслює практичну значимість нашої роботи.
Дослідження технологічних компаній показують, що якщо ми не будемо мати дітей, зацікавлених і захоплених інженерними напрямами вже в 7–9 класах, ймовірність того, що вони успішно підуть по інженерної кар'єрі дуже низька. Вчителі інформатики, пропагуючи природничі науки, математику, інженерне мистецтво і технології за допомогою міждисциплінарних елективних і факультативних курсів, системи додаткової освіти, можуть більш ефективно впливати на вибір учнями майбутньої професії. Використання в школах лабораторій інженерної спрямованості в моделі безперервного інформаційного освіти, дозволить здійснювати ефективне наскрізне навчання (школа- додаткова освіта- вуз ) За сучасними інформаційними і комунікаційними технологіями, забезпечуючи безперервність освітньої програми на різних щаблях освіти.
література
Все просте - правда ... Афоризми і роздуми П.Л. Капіци ... / Упоряд. П. Е. Рубініна. - М .: Изд-во Моск. фіз.-тех. ін-ту, 1994. - 152 с.
Дубовицька Т.Д. Методика діагностики спрямованості навчальної мотивації // Психологічна наука і освіта. - 2002. №2. - C.42-45.
Кольцова М.М., Рузина М.С. Дитина вчиться говорити. Пальчиковий ігротренінг - Єкатеринбург: У-Факторія, - 2006. - 224 с.
Копосов Д.Г. Основи мікропроцесорних систем управління - програма для учнів 9-11-х класів // Інформаційні технології в освіті: ресурси, досвід, тенденції розвитку: зб. мат. Міжнародної наук.-практ. конф. (30 листопада - 3 грудня 2011 року). У 2 ч. Ч. 2. / Редкол. Федосєєва І.В. та ін. - Архангельськ: Вид-во АТ ИППК РВ, 2011. - С.174-181.
Копосов Д.Г. Перший крок в робототехніку: практикум для 5-6 класів. М: БИНОМ. Лабораторія знань. - 2012. - 286 с.
Копосов Д.Г. Перший крок в робототехніку: робочий зошит для 5-6 класів. М: БИНОМ. Лабораторія знань. - 2012. - 60 с.
Копосова О.Ю. Моніторинг рівня навчальної мотивації учнів 5-7 класів при вивченні робототехніки // Інформаційні технології в освіті: ресурси, досвід, тенденції розвитку: зб. матеріалів Всеросійської науково-практичної конференції (7-10 грудня 2010 року). Частина I. / Редкол. Артюгіна Т.Ю. та ін. - Архангельськ: Вид-во АТ ИППК РВ, 2010. - С.230-233.
Крилов О.В. Передчасне розвиток - шкода інтелекту ?: [інтерв'ю] / Крилов Є.В., Крилов О.Н. // Акредитація в освіті. - 2010. - N 6 (41). Вересень. - С. 90-92
Похолков Ю.П. Без п'яти хвилин інженер. Політичний журнал. 17. 07.2006. С.8
Саприкін Д.Л. Інженерна освіта в Росії: історія, концепція і перспективи // Вища освіта в Росії. - 2012. №1. - С. 125-137.
Федоров І.Б. Питання розвитку інженерної освіти // Альма матер (Вісник Вищої школи). - 2011. - № 5. - С. 6-11.
Хромов В.І., Капустін Ю.І., Кузнецов В.М. Досвід застосування програмного середовища Labview в навчальних курсах по наукомістких технологій // зб. праць Міжнародної науково-практичної конференції «Освітні, наукові та інженерні додатки в середовищі LabVIEW і технології National Instruments». 17-18 листопада 2006 року, Москва, Росія: Изд-во Російського університету дружби народів, - 2006. - С. 36-38.
Johnson L., Levine A., Smith R., Smythe T. «The 2009 Horizon Report: K-12 Edition». Austin, Texas: The New Media Consortium. - 34 p.
Lovell E.M. A Soft Circuit Curriculum to Support Technological Self-Efficacy, Massachusetts Institute of Technology. - June 2011. - 70 p.
Woolf B.P. A roadmap for education technology. Amherst, MA: Global Resources for Online Education. 2010. - 80 p.
Копосов Д.Г. Освітні проекти в МБОУ ЗОШ №24. Авторський сайт вчителя інформатики МБОУ ОГ №24. [Електронний ресурс]. http://www.koposov.info.
Копосов Д.Г. Авторська програма «Основи мікропроцесорних систем управління» додаткової освіти учнів 9-11 класів. [Електронний ресурс]. http://shkola24.su/?page_id\u003d1534.
Офіційний сайт «Освітньої галактики Intel», розділ «Вебінари». [Електронний ресурс]. http://edugalaxy.intel.ru/?act\u003dwebinars&CODE\u003d recwebinars.
Путін В.В. Думки російських політиків про брак інженерних кадрів. 11.04.2011. // Державні вести (GOSNEWS.ru). Інтернет-видання. [Електронний ресурс]. http://www.gosnews.ru/ business_and_authority / news / 643.
У ряді шкіл Новосибірської області вже два роки працюють інженерні класи. Дізнатися про те, як відбувається впровадження проекту і чим відрізняється інженерну освіту від звичайного, ми вирішили в «Центрі розвитку творчості дітей та юнацтва» Новосибірської області.
Чи потрібні нам інженери?
Такі класи сьогодні затребувані, - говорить методист центру, викладач робототехніки Сергій Якушкін. - Всі ми спостерігаємо не найкращу ситуацію на виробництві, прийшла пора її переламати. І зробити це повинні нові інженери. Зараз необхідні люди з новим баченням проблеми, знайомі з сучасним обладнанням, передовими технологіями, і наше завдання - підготувати їх.
В нашій області немає нафти, газу. Основний наш потенціал - інтелектуальний, - доповнює колегу Катерина ДЬОМІНА, керівник відділу психолого-педагогічного супроводу розвитку інтелектуальної обдарованості «Центру розвитку творчості дітей та юнацтва». - Зараз фахівцям, які володіють хорошими інженерними навичками, і можуть якісно виконувати високотехнологічну роботу в цьому напрямку, по 50-60 років. Це передпенсійний і пенсійний вік. Молоді серед них немає. А запит у промисловості, інноваційного, наукоємного бізнесу на подібних фахівців існує.
” Підготовку нових інженерів, на думку педагогів, потрібно починати не в вузі, а в школі. Однак випускники шкіл сьогодні не готові ефективно навчатися технічних спеціальностей.
Якщо подивитися сьогоднішню статистику по ЄДІ, то рівень двійки з математики - 20 балів. А мінімальний прохідний бал з математики в технічні вузи - 36. Різниця всього в 16 балів, і абітурієнт вступає до вузу! - пояснює ситуацію Сергій Якушкин. - Підготовка тих, хто йде в технічні вузи, вкрай низька. Які інженери будуть випущені при такому рівні підготовки школярів?
” - Наша мета - виростити інженерну еліту, відродити той сильний інженерний корпус, який ми розгубили в пострадянський час, але вже на сучасному рівні.
Для вирішення цього завдання застосовуються не тільки нові програми, але і нові методи навчання.
Сьогодні ми співпрацюємо з Новосибірським державним архітектурно-будівельним університетом (НГАСУ), Новосибірським держуніверситетом (НГУ) і технічним університетом (НГТУ). Основний принцип нашої роботи - спільне навчання школярів і студентів, коли студенти стають наставниками школярів під наглядом куратора з вузу. Це дуже ефективно, коли наставник не сильно відрізняється за віком від того, якого навчають.
” Треба сказати, що в Новосибірську і раніше працювали такі установи освіти, як Інженерно-технічний ліцей при НГТУ, Аерокосмічний ліцей та інші. Але проект створення інженерних класів став ноу-хау Новосибірська, а при його розробці був використаний також досвід навчання дітей у фізико-математичній школі при НГУ. Самі освітні установи виявилися дуже зацікавлені в нововведенні.
Коли відкривався проект, було вирішено набрати 10 спецкласів, але у відбірковому конкурсі побажало брати участь 26 загальноосвітніх установ, і тому класів набрали 15, - згадує завідувачка відділом супроводу спецкласів «Центру розвитку творчості дітей та юнацтва» Новосибірської області Юлія КЛЯЙН. - Крім Новосибірська інженерні класи були створені в Бердске і Карасук. У 2014 році вони відкрилися ще в двох районах області - купинських і Маслянінскій. На сьогоднішній день таких класів 35, оскільки наше завдання - - зробити доступним інженерну освіту для всіх обдарованих дітей, то цей проект пішов в область.
Як виховати інженера
Як пояснила Катерина Дьоміна, принципово важливий момент навчання в нових класах - це прищеплення практичних навичок роботи з обладнанням. В інженерні класи набираються технічно обдаровані діти, які вивчають не тільки теорію - математику, фізику, а й інженерну графіку, 3D- конструювання, моделювання, робототехніку.
Але сьогодні все ще доводиться стикатися з недоліком сучасного обладнання, воно в більшості шкіл, особливо сільських, знаходиться на рівні 50-60 років, - визнає Катерина. - Це верстати, якими користувалися наші батьки, якщо не дідусі та бабусі. Тому необхідно йти від старого обладнання, і впроваджувати нове - з ЧПУ (числовим програмним управлінням).
” Однак технічне забезпечення освітнього процесу - не єдина проблема, що стоїть перед організаторами інженерних класів. Концепція навчання також ще знаходиться в стадії формування.
На думку Катерини Дьомін, однаково добре володіння теорією, і практикою - принципово важливий момент:
В інженерних класах є ризик підміни розвитку інженерного мислення простим рішенням олімпіадних завдань. А перед нами стоїть завдання підготовки фахівців нового покоління.
З іншого боку, якщо ми будемо витісняти інтелектуальну підготовку технологічної, - розмірковує Сергій Якушкин, - то ми зведемо це до рівня ПТУ. І тоді на виході ми отримаємо, можливо, гарного робочого, але не інженера. Тому, звичайно ж, інженерний клас складніше, ніж просто математичний або фізичний: в ньому високим повинен бути і рівень підготовки з фундаментальних предметів, на додаток до технологічної підготовки.
Робототехніка - перший крок в інжиніринг
Поки в якості предмета, що поєднує в собі і теоретичну, і практичну складову, інженерні класи використовують робототехніку. Щоб почати навчання за цим напрямком, школі досить придбати невеликі і недорогі настільні верстати.
” Для більш масштабних завдань створюються центри колективного користування з більш дорогим обладнанням, наприклад, Дитячий технопарк і ЦМІТ (Центр молодіжного інноваційного творчості), розташований в Академпарке.
Ці центри оснащені абсолютно новими верстатами і приладами, такими як 3D принтери, що дозволяють зробити будь-яку деталь, - пояснює Сергій Якушкин. - Однією школі закупити їх не під силу, тому організовуються спільні заняття. До нас приїжджають діти з Кольцово, новосибірського ліцею № 22 «Надія Сибіру».
Якщо говорити про методику викладання робототехніки, - продовжує Сергій, - то ми, звичайно, використовуємо світовий досвід. Але ми дуже сильно змінили західні методики, тому можна вважати, що зараз в Росії існує власна школа робототехніки, і це одна зі складових інтелектуального потенціалу Академмістечка. Науковці з інститутів СО РАН, може бути, і не інженери за великим рахунком, але отримують дуже серйозні інженерні навички. І це використовується в інженерних класах нової загальноосвітньої школи.
Стати інженером. Коли?
В інженерних класах діти навчаються з 12 років, хоча, на думку Сергія Якушкіна, оптимально було б починати навчання підлітків років з 14, тобто з 7 класу, коли у хлопців вже існує усвідомлена мотивація своєї майбутньої професії. А ось до робототехніці діти тягнуться, як тільки починають грати в Лего, так що вивчають її у вигляді гри з першого класу.
Після 5 класу, - каже Сергій Якушкин, - ми даємо усвідомлені завдання. Дитина повинна зробити саме робота. Гра присутній, але вона відступає на задній план. Для старших завдання ще більш ускладнюється. А найстарші займаються вже дуже складним програмуванням андроїдів, людиноподібних роботів. Вони вчать їх бачити, розпізнавати об'єкти, читати тексти, спілкуватися.
” - У літній природничо школі «Лабораторія Z», яка збирає обдарованих дітей з усієї області, в цьому році шістьма школярами 6-8 класів був розроблений екзоскелет «роборукою». Перед ними була поставлена \u200b\u200bтехнічна задача, і діти самі придумали, як здійснити розробку такого робота. Протягом сезону вони під керівництвом завідувача лабораторією та його асистентів створювали модель, яка змогла повністю повторити рухи руки людини.
За словами Юлії Кляйн, майже 86% випускників спецкласів планують продовжити навчання за обраним профілем, а значить - слідують за своєю мрією. Перший випуск двох інженерних класів, набір в які проходив в 2013-му і нинішньому році, відбудеться навесні 2015 го.
Фото надано «Центром розвитку творчості дітей та юнацтва» НСО
В Архангельську про одне з перших дослідів впровадження робототехніки в шкільну програму, розвитку мислення і натхнення.
- Денис Геннадійович, розкажіть, як почався ваш шлях в освітній робототехніці. Коли ви почали нею цікавитися? З чого все почалося?
- Чи є такий день, який круто змінив мій світогляд? В принципі таких дня два. 1 вересня 2006 року я, нарешті, став працювати вчителем в школі. В той момент в нашій школі ще не було другого кабінету інформатики і доводилося бігати по кабінетах і з крейдою в руках вчити інформатики школярів. Коли до цього 10 років працюєш інженером в IT-компанії, то контраст запаморочливий. Тому на першому етапі необхідно було створити нормальний кабінет. В принципі, свої впізнавані обриси кабінет інформатики знайшов влітку 2008 року. Стало зрозуміло друге питання: в тому вигляді, в якому інформатика була присутня в підручниках, мене ця навчальна дисципліна несильно радувала. Крім того, в 2008 році в 5 класи приходили нечувано талановиті діти. «Давати підручник» таким дітям - це себе не поважати.
Так вийшло, що я на той момент отримав премію мера міста і опинився в магазині «Дитячий світ», в якому зі знижкою продавався набір Lego MINDSTROMS NXT. Суми збіглися. А на наступний день 10-класники з задоволенням самостійно вивчали конструктор з робототехніки, причому затрималися в кабінеті на 6 годин. А далі вже все почалося розвиватися дуже активно. Зараз у нас в гімназії найкраща в Архангельській області база для технічної творчості в області робототехніки і є все: Lego WeDo, MINDSTORMS, VEX, ARDUINO, myDAQ, myRIO, TRIKі т.д., і т.п.
Ось ці діти з 2008 по 2015 рік (5-11 клас) своїм талантом, просто невгамовним бажанням вчитися практично змушували працювати, працювати, працювати. До сих пір все робототехніки згадують їх: як можна було 30 грудня займатися технічним зором на платформі ТРІК до 22:30, навчаючись при цьому в 11 класі? І не тому, що якісь змагання або конференції (не було їх). А тому, що цікаво і виходить.
- Розкажіть про себе, де ви вчилися, який ваш професійний шлях?
- За освітою - вчитель математики, інформатики та обчислювальної техніки. Закінчив з відзнакою Поморський державний педагогічний університет імені М.В. Ломоносова, це в Архангельську. Надалі освітня установа увійшло до складу Північного (Арктичного) федерального університету імені М.В.Ломоносова. Однак працювати в школу пішов не відразу. Пройшов службу в Прикордонних військах, займався науковою діяльністю в аспірантурі (теорія напівгруп; але не захищався), попрацював інженером, паралельно захопився фізикою конденсованого стану речовини, вчився писати наукові статті ...
І тільки після цього, володіючи знаннями, методикою, досвідом і розумінням, що я буду робити і як, - пішов працювати «за професією».
- Чому заняття технічною творчістю важливі? На уроках робототехніки "відкриваються" майбутні інженери?
- Інженерів повинні готувати і готують у вузі. А виходять інженери, коли самі, отримавши освіту, реалізують інженерні проекти і виконують інженерні завдання.
Все, що може школа: профорієнтація, мотивація, виховання і розвиток. Я навіть слово «навчання» чи не вжив. Так як навчити нікого нічому не можна, а можна тільки навчитися. Тому ми в гімназії намагаємося створювати умови, в яких у дитини буде можливість знайти свій шлях, буде вибір освітньої траєкторії, що забезпечує його розвиток і буде мотивація. У цьому році у нас 67% випускників 9-х класів вибрали інформатику як іспит - це до питання про технічній творчості, як ефективної профорієнтації.
З іншого боку, важливо ж хто слухає відповідь. Займаючись технічною творчістю, вчителю легше працювати з дітьми, так як питання навчальної мотивації його вже не турбують. Коли ми тільки починали шлях в освітній робототехніці, то проводили дослідження навчальної мотивації школярів. Заради цього я навіть пройшов навчання в «Школі педагога-дослідника», в якій кандидати педагогічних наук пояснювали, як все зробити правильно і «по науці», щоб результат був реальний, а не той, якого дуже хочеться. Мотивація школярів однозначно зростає.
Для батьків інформація: ви віддали свою дитину в спортивну секцію (або близьку по напрямку), ви віддали в художню, а про розвиток інтелекту ви не забули? Репетитори його не розвивають.
Школяру: займаючись технічною творчістю, поліпшуються оцінки з математики, фізики, інформатики, англійської та російської мов. Здивовані? Кожен робототехніки розповість свою історію успіху. Хочеш зрозуміти, що твої знання в дійсності розрізнені. Так, оцінки є, а що зі знаннями? Приходь і перевір. Або ти вчишся тільки заради оцінок? Коли ти вирішуєш задачу, то вчитель завжди знає відповідь. Але в робототехніці все по-іншому. Ми будемо шукати разом. Це реальне творчість, це твоє самостійне мислення!
- У Гімназії №24 робототехніка включена в загальноосвітню програму, це так? Коли це сталося? У Росії це ж поки - рідкість.
- Я знову почну здалеку. Освітня організація, в яку в 2006 році прийшов працювати, носила ось таку назву: «Середня загальноосвітня школа № 24 з поглибленим вивченням предметів художньо-естетичного напрямку». Музика, театр, хореографія, образотворче мистецтво - ось профільні предмети. У такому середовищі дуже яскраво впадало в очі, що дітям реально не вистачає технічної складової в освітньої траєкторії. Брати її де? З цієї причини все обладнання стали використовувати як методичний інструмент вчителя інформатики. Навчальні програми це дозволяли. Тобто програмували і роботів, і мікроконтролери діти на уроках інформатики (у 2009 році це сталося з платформою Lego MINDSTORMS, в 2011 році - з платформою Arduino).
Далі ми почали проект «Начала інженерної освіти в школі», в рамках якого в спеціально створеної навчальної середовищі, заснованої на лабораторіях інженерної спрямованості, учні з 5 по 11 клас вивчають інформатику в нерозривному зв'язку з питаннями фізики, інженерної справи, математики. Так ми реалізовуємо STEM-навчання (STEM - це абревіатура від science, technology, engineering, math, тобто наука, технологія, інженерна справа і математика). Надалі в навчальному плані гімназії у п'ятикласників з'явилася робототехніка, а у більш старших елективні навчальні предмети з технічних напрямків. Так, наприклад, у 10-класників профільного фізико-математичного класу є обов'язковий Електа «Введення в цифрову електроніку», даний курс вже використовує освітні можливості платформи myDAQ відомої компанії National Instruments.
Так уже склалося, що в 2012 році ми перестали бути «з поглибленим вивченням предметів художньо-естетичного напрямку» і стали гімназією.
У 2015 році я зачитував випускникам фрагменти затвердженої Примірної програми основної загальної освіти, в якій робототехніка, мікроконтролери, 3D-принтери стали невід'ємною частиною інформатики в 5-9 класах. І все, що ще кілька років тому було якимось нововведенням ставало буденною справою.
- Розкажіть про ваші підручниках з робототехніки, адже це теж поки рідкісні навчальні посібники в російській освіті, не рахуючи перекладних.
- Якщо чесно, то, як кажуть, «не від хорошого життя» матеріалізувалися підручники. Просто на той момент (2010 рік, саме тоді я передав першу рукопис до видавництва «БІНОМ. Лабораторія знань») нічого не було, крім однієї книжки Сергія Олександровича Філіппова. У 2012 році видавництво випустило практикум і робочий зошит «Перший крок в робототехніку» (далі 2 рази перевидавало). Особливість посібника була в тому, що робота Lego MINDSTORMS можна було ефективно використовувати при вивченні різних тем, наприклад, вивчаючи метод координат (який, до речі, є в програмі з інформатики) і створити прототипи різних пристроїв.
У 2013 році представники компанії National Instruments запропонували написати посібник по платформі NI myDAQ, не обмежуючи в творчості і ідеях. Через рік з'явився практикум «Введення в цифрову електроніку», а чудова платформа myDAQ виступила ефективним засобом для цього. Посібник було опубліковано на сайті Освітньої галактики Intel (у вигляді постів), але на жаль, сайт цього літа припинить своє існування.
У 2015 році пощастило брати участь в підготовці навчального посібника «Мікроконтролери - основа цифрових пристроїв» для освітнього комплекту TETRA компанії Амперка. Це програмування платформи Arduino в 5-7 класі.
У 2016 році підготувати навчальний посібник «Технологія. Робототехніка », розділене на 4 частини (5, 6, 7 і 8 класи). Воно може бути використано, як практикум до нових підручників з технології (автори: Бєшенков С.А., Лабутин В.Б., Міндзаєва Е.В., Рягін С.Н., Шутикова М.І.).
Ось прямо зараз пишу книжку з моделювання в OpenSCAD. Не знаю, як у неї доля складеться далі, але в моїй роботі вона мені просто життєво необхідна. В інформатиці є така тема, як «Виконавці алгоритмів», і серед цих виконавців є Чертежник. У моєму уявленні він нічим не відрізняється від 3D-принтера, а в OpenSCAD якраз модель не малюється, а описується скриптом на Сі-подібному мовою. Тобто знову ж програмування.
- Як проходять заняття в 211 кабінеті? А поза уроком? Чому ви відмовилися від гурткової моделі?
Перший раз з технічними (інженерними) напрямками діти стикаються в 5 класі, знову ж на уроках інформатики або на факультативі. А далі включається принцип «Хочеш жити в кабінеті - живи!». Школярі самі вибирають, коли їм зручно приходити. В результаті виходить освітнє середовище, коли учні 5-11 класів одночасно займаються тим, що їм подобається в технічній творчості. Старші допомагають молодшим, молодші «копіюють» старших. Це як школа, не в сенсі «установа», а як напрям в науці і культурі.
Гурткова модель ... я не буду критикувати гурткову модель. Гурткова модель - це про фінанси і оплату праці педагога. Жоден методист, і жоден перевіряючий не дасть проводити заняття з учнями 5-11 класів одночасно, тому що ніхто не зможе написати програму (яка звичайно, повинна враховувати вікові особливості). А на добровільних засадах все можна. Так, що гуртків у мене немає.
У 2015 році у нас в гімназії був приголомшливий випуск школярів, які сформували наш тренд «Живи в кабінеті!». У мене стався емоційний «вибух» -в результаті з'явилася книжка «Начала інженерної освіти в школі» з логотипом Intel на обкладинці. Якщо хто-небудь з педагогів стоїть на роздоріжжі чи починати йому шлях в освітню робототехніку - погортайте, і вибір ви зробите однозначний.
- Ви використовуєте різне устаткування, у вас цілих 15 напрямків. Навіщо потрібна така різноманітність? Діти взаємодіють з усім?
- По-перше, різноманітність обладнання дуже зручно для вчителя, так як дозволяє враховувати індивідуальні особливості учнів та особливості класу в цілому. Крім того, ми намагалися вибудувати всю вікову лінійку 5-11 клас, а це вже відразу 7 напрямків.
По-друге, в профільних фізико-математичних класах намагаємося забезпечувати такі напрямки, як дослідницька та проектна діяльність. У профільних класах приблизно 60 осіб. Всі помруть від нудьги, якщо напрямок буде одне, причому я буду першим.
Варто зауважити, що напрямки виникають не від обладнання. Наприклад, напрямки, пов'язані з технологіями National Instruments, ми в гімназії почали з тієї причини, що в нашому Північному (Арктичному) федеральному університеті 8 дослідних і навчальних лабораторій на базі їх обладнання. Тобто по кожному з напрямків можна продовжити працювати після закінчення нашої гімназії.
Насправді, швидше за все, такої кількості напрямків і обладнання у нас би не було без випускників 2015 року. Я просто не встигав їм, як кажуть, «снаряди підносити». Той випуск знав і працював з усім обладнанням: воно розпаковувати прямо при них, причому дуже часто доставка була прямо на уроках. Ще один приклад приведу. У тому класі був хлопець, який обожнював англійську мову (зараз він на лінгвіста вчиться), природно, для нього у мене з'явилася товстенний книжка в 700 сторінок Arduino Cookbook. Ви не уявляєте з якою жадобою він її «з'їв» (слово прочитав тут не звучить), виконуючи при цьому експерименти з Arduino. Перший 3D-принтер в кабінеті три хлопця прийшли у неділю збирати, потім швидше мене вивчили програмне забезпечення (моделювати ж треба) і мені допомогли. Те, що я по урокам готував на тиждень - вони поглинали за 2 дні. Ну, доводилося готувати нове, нове, нове.
- Ви проводите власний фестиваль - RoboSTEM. У січні цього року був перший фестиваль?
- Так, спільно з Архангельським центром молодіжного інноваційного творчості. В цьому році пройшов перший. Ми вирішили, що важливо проводити саме свій (регіональний) фестиваль. Чому зараз? Наші робототехніки-випускники вже досить подорослішали: суддівська колегія складалася з випускників, які займалися робототехнікою в нашій гімназії і в 17 ліцеї міста Северодвінську (це ще один потужний центр розвитку освітньої робототехніки нашого регіону).
- Як це було? Скільки дітей брало участь в ньому?
- 15 січня в нашій архангельській гімназії № 24 відбувся відкритий фестиваль з технічної творчості в області робототехніки «RoboSTEM», що зібрав 132 учнів з 23 шкіл Архангельської області. Широка програма форуму зробила його цікавим для учасників різного віку. Були організовані ігрові майданчики для учнів на яких можна було з обладнання попрацювати / пограти, виставки для гостей фестивалю. І, звичайно, кожен міг відчути себе або вболівальником, або учасником на змаганнях з робототехніки.
На відкритті фестивалю з напутніми словами до учасників виступили: Віталій Сергійович Фортигін, заступник голови Архангельського обласного зборів депутатів; Семен Олексійович Вуйменков, міністр економічного розвитку Архангельської області; Сергій Миколайович Дерябін - голова регіональної Асоціації ініціатив розвитку малого і середнього підприємництва, генеральний директор ТОВ «Інтербуд» та інші високі гості фестивалю.
Школярі - учасники фестивалю підготували понад 100 моделей роботів, зібраних на базі різних платформ: Lego EducationWeDo, Lego MINDSTORMS, Arduino, VEX EDR, TRIK, NI myRIO та інших.
Наймолодші учасники - 9 річні школярі. Серед переможців і призерів фестивалю представники 12 шкіл, а 42% серед них дівчата. Це важливо дотримуватися гендерний баланс.
З одного боку, фестиваль дозволяє підтримати школярів в їх захопленні робототехнікою, з іншого - залучити нових учасників, популяризувати цей напрям інноваційного творчості, дати юним жителям півночі відчути себе справжніми інженерами і винахідниками, виховуючи конструкторів майбутнього.
Хочу окремо подякувати компанії Lego Education, яка підтримала наш фестиваль і заснувала призи 5 освітнім установам за підготовку найкращих команд, і підтримку кращих тренерів.
- Як зміниться фестиваль в 2018 році? Чи плануєте ви зміни в програмі або номінаціях?
- Еволюційні зміни, звичайно, плануємо. Номінацій стане більше. Буде більше конкурсів. Наприклад, з'явиться конкурс по роботі з 3D-ручками. Закупили вже необхідну кількість. Олімпіада з Lego WeDo і WeDo 2.0 буде, в її організації нам допомагають педагоги Центру технічної творчості, спорту і розвитку дітей «Архангел». Конкурс по 3D-моделювання буде вже строго на основі T-FLEXCAD.
- Якими ще освітніми і змагальними проектами ви займаєтеся? Які плануєте?
- Самим, звичайно, несподіваним і приголомшливим результатом фестивалю стало проведення в квітні олімпіади «Майбутній інженер». Представники виробничих компаній малого бізнесу, побувавши на фестивалі, поставили завдання зробити прототип шліфувального верстата на базі Lego MINDSTORMS, забезпечити хорошу повторюваність дій і чітко описати математичну модель. Так з'явилася олімпіада «Майбутній інженер», яка пройшла 26 квітня. Переможці олімпіади 4 часу «здавали роботу», як кажуть «під запис» (диктофон, камера). Рішення школярів знайдуть втілення в реальному обладнанні, в діючих верстатах.
Зараз на території нашої гімназії йде реконструкція старої будівлі теплиці, в якому після закінчення робіт розміститися центр технічної творчості. Цей проект, який називається «Промшкола», і займається ним некомерційне партнерство «Об'єднання в галузі суднобудування, судноремонту, машинобудування і металообробки« Червона Кузня », яке об'єднує 16 малих підприємств.
Цього року Міністерство економічного розвитку Архангельської області планує створити регіональну програму розвитку робототехніки, педагоги також включені в робочу групу.
Є і «проект», який треба зробити, але він ніяк мені не піддається: навчальний посібник з робототехніки на базі платформи National Instruments myRIO. Крайній термін - 1.09.2018 так як школярі, під яких все це затівається будуть як раз в 11 класі.
- Розкажіть про ваші успіхи, успіхи школярів, що особливо запам'яталося останнім часом?
- Найважливіше, що ми систему збудували. Надійну, гнучку, поновлювану.
У цьому році у нас відбулася подія, результатами якого ми плануємо дуже дбайливо і неспішно розпорядиться (і перший раз нікуди поспішати не будемо). У цьому році на 5 регіональний турнір з робототехніки Робонорд, який проходить в Северодвінську (в цьому році 23 квітня), у нас більшість команд готували школярі, тобто не я тренером був, а наші досвідчені робототехніки. А 26 квітня у нас олімпіада «Майбутній інженер», природно, я був весь в підготовці до важливої \u200b\u200bолімпіаді. Так, супергерої наші (тренери) підготували команди краще, ніж я коли-небудь готував школярів до змагань (24 призових місця з 33 можливих).
При цьому 5 команд п'ятикласників готувала шестикласниця Поліна: організувала все і всіх через соціальну мережу, пояснювала їм регулятори, причому жодного разу не вживши це слово (всю теорію переробила і адаптувала), виробляла стратегію, всі контролювала, на змаганнях «билася» з суддями, цитуючи положення. І була дуже щаслива, коли у її п'ятикласників все виходило. Всі п'ятикласники знають, навіщо займатися робототехнікою. Щоб ставати такими, як Поліна.
Завантаження ...