Школа будущих IT-инженеров | Обучение и развитие детей
Музыка 

Школа будущих IT-инженеров

admin
Скачать Заказать печатный вариант Автор: Блинов Дмитрий Михайлович
Современное общество на своём нынешнем этапе развития предъявляет новые требования к участникам образовательного процесса. Встает необходимость изменения в содержании обучения, пересмотром устаревших подходов к процессу обучения. Федеральные государственные образовательные стандарты (ФГОС) требуют результаты, которые не могут быть достигнуты с применением традиционных методов обучения. Мировая и отечественная экономика входят в новый технологический уровень, который требует качественно иного уровня подготовки инженеров. Как отметил председатель Правительства РФ Дмитрий Медведев, нехватка инженерных кадров в настоящее время в России является серьезным ограничением для развития страны. Решающее значение в работе инженера-конструктора или проектировщика имеет способность к пространственному воображению. С развитием 3D-технологий появляется актуальность совершенно новых профессий, которые уже востребованы сегодня. По мнению аналитиков, самыми востребованными в ближайшем будущем  станут профессии, связанные с 3D-технологиями: дизайнеры, обслуживающий персонал. Современные школьники уже завтра будут строить будущее своей страны. И начинать готовить учащихся к выбору той или ной профессии будущего необходимо как можно раньше, не в 9-м классе, а уже в начальной школе. Внедрение компьютерного 3D-моделирования и основ робототехники в образовательный процесс может стать более эффективным в их самоопределении и профессиональном выборе. Именно поэтому проект «Школа будущих IT-инженеров» будет отличаться значительной широтой и максимальным использованием межпредметных связей информатики, с одной стороны, и математики, физики, биологии, и других наук, с другой стороны. К тому же, связи эти базируются на хорошо апробированной методологии математического и инженерного моделирования, которая делает данный проект целостным. Чтобы получить полноценное научное мировоззрение, развить свои творческие способности, стать востребованными специалистами в будущем, учащиеся должны овладеть основами современных IT-технологий, уметь применять полученные знания в учебной и профессиональной деятельности. Обоснование темы проекта и его актуальность Актуальность проекта определяется возрастанием следующих противоречий:
  • социально-педагогического характера – между требованиями общества модели выпускника современной школы и реальным уровнем сформированности ключевых компетенций учащихся;
  • научно-теоретического характера – между включения робототехники и 3D-технологий в образовательный процесс для приобретения учащимися образовательных результатов, востребованных на рынке труда, и не разработанностью этих вопросов в педагогической науке;
  • научно-методического характера – между большим потенциалом курсов робототехники и 3D-технологий для осуществления деятельностного подхода в образовании, и недостаточностью содержательно-методического обеспечения процесса формирования искомой компетентности учащихся в теории и практике.
Из данных противоречий вытекает проблема проекта: как обеспечить эффективное изучение курсов робототехники и 3D-технологий и практическое применение учениками знаний этих курсов для разработки и внедрения инноваций в дальнейшей жизни? Важность и актуальность выявленной проблемы послужили основанием для определения темы проекта: «Школа будущихIT-инженеров». Объект проекта: Робототехника и 3D-технологии в образовательном пространстве школы. Предмет проекта: Робототехника и 3D-технологии. Гипотеза: если, формировать информационную компетентность учащихся в области робототехники и 3D-технологий, то они могут овладеть методами сбора и накопления информации, а также технологией ее осмысления, обработки и практического применения. Цель и задачи проекта Цель проекта – создание условий для обучения учащихся передовым инженерным технологиям и вовлечения их в техническую среду с использованием 3D-технологий и робототехники в общеобразовательной школе. В соответствии с целью проекта и выдвинутой гипотезой были поставлены следующие задачи:
  1. Создать лабораторию современных технологий;
  2. Разработать учебные курсы по робототехнике и 3D-технологиям;
  3. Создать систему непрерывного обучения IT-специальностям;
  4. Повысить престижность IT-профессий;
  5. Обобщить и распространить опыт внедрения и использования робототехники и  3D-технологий в образовательном процессе;
  6. Развить у учащихся навыки и умения 21 века: медиаграмотность, критическое и системное мышление, умение работать в команде, способность к решению творческих задач, самостоятельность, способность глобально мыслить, гражданственность.
Ожидаемые результаты В результате реализации проекта будут достигнуты следующие результаты: 1. Создана лаборатория современных технологий:

  • Второй компьютерный класс школы будет использоваться для проведения занятий по робототехнике и 3D-технологиям;
  • Приобретены 10 комплектов по робототехнике;
  • Приобретен 3D-принтер;
2. Разработаны учебные курсы по робототехнике и 3D-технологиям:

  • «Основы робототехники»;
  • «Проектирование в Компас 3D»:
  • «3D-моделирование ландшафтного дизайна»;
  • «3D-анимация и мультипликация»;
  • «3D-проектирование мебели и зданий»;
  • «3D-конструирование предметов быта»;
  • «Дополненная реальность».
3. Создана система непрерывного обучения IT-специальностям:

  • Разработана и апробирована программа по профориентации, ориентированная на пропаганду выбора технических специальностей, IT-специальностей, в том числе с учетом региональных особенностей города Ижевска;
  • Созданы профильные классы информационно-технологического направления;
  • Курс «Основы робототехники» включен в программе обязательного предмета «Технология» 5–9-й классы;
  • Предмет «Информатика и ИКТ» изучается со 2-го класса;
  • В школьные предметы интегрированы технологии робототехники и 3D-технологии;
  • В каждой параллели ведутся учебные курсы по выбору по основам 3D-технологий и робототехники;
4. Возрастет престижность IT-профессий:

  • Вырастет доля выпускников, поступающих в ВУЗы на IT-специальности;
  • Вырастет спрос на учебные IT-курсы (увеличение количества учеников, выбирающих кружки, факультативы по ИКТ направлению);
  • Увеличиться число желающих обучаться в классах информационно-технологического уровня;
5. Опыт внедрения и использования робототехники и 3D-технологий в образовательном процессе обобщен и распространен в городе Ижевск и Республике:

  • Программы курсов по робототехнике и 3D-технологиям имеют рецензии и опубликованы в профильных СМИ;
  • Программа профориентации, ориентированная на пропаганду выбора технических и IT-специальностей, в том числе с учетом региональных особенностей города Ижевска, прошла апробацию на Республиканском уровне;
  • Проведены мастер-классы для педагогов города по использованию робототехнических и 3D-технологий в образовательном процессе;
6. У учащихся развиты навыки и умения 21 века: В результате участия в данном проекте обучающиеся переходят на другую, качественно новую ступень освоения, как предметов школьного курса (технология, физика, математика и др.), так и нешкольного (математическое моделирование). Из школьника с хаотичным набором знаний он превращается в современного универсального человека, способного системно и самостоятельно мыслить и эффективно решать изобретательские задачи с использованием компетенций, полученных в разных видах деятельности проекта, а именно:

  • умение работать в команде;
  • способность генерировать и воспринимать инновационные идеи;
  • умение аргументированно презентовать свою идею;
  • владение знаниями алгоритмов проектирования и технологий;
  • знания в области общеинженерных дисциплин.
Критерии и способы оценки результативности проекта
  1. Наличие и количество разработанных и апробированных программ по робототехнике и 3D-технологиям для обучающихся разных возрастных категорий. Способ оценки: наличие рецензий и рекомендации со стороны специалистов.
  2. Доля педагогических работников и обучающихся школы, участвующих в различных IT-конкурсах. Способ оценки: количество сертификатов и свидетельств об участии.
  3. Количества призеров и победителей среди педагогических работников и обучающихся – участников различных IT-конкурсов. Способ оценки: количество дипломов и грамот победителей и призеров.
  4. Наличие программы по профориентации, ориентированной на пропаганду выбора технических специальностей, IT-специалистов, в том числе с учетом региональных особенностей города Ижевска. Способ оценки: наличие рецензий и рекомендаций со стороны специалистов, апробация программы на уровне Республики.
  5. Повышение престижности IT-профессий. Способ оценки: количество выпускников, поступивших в Вузы по IT-специальностям, востребованность профильных классов информационно-технологического направленности.
Механизм реализации проекта Проект подразумевает несколько направлений развития учащихся основам робототехники и  основам робототехники и 3D-технологий:

1. Обучение – образовательные курсы инженерных IT-технологий, которые проходят учащиеся в рамках школьной программы или на дополнительных занятиях. Данное направление включает:
  • Изучение курса «Робототехника» в рамках учебного предметов «Технология» и «Информатика и ВТ», а также во внеурочной деятельности;
  • Изучение курсов по 3D-моделирование и конструированию.
2. Проекты – у учащихся есть возможность участвовать в увлекательных, связанных с жизнью проектах, охватывающих области науки, технологии, математики, экологии и др. дисциплин. Полученные знания на специализированных курсах учащиеся будут использовать при работе с проектами в предметных областях. Направления проектной деятельности не ограниченны только предметными рамками. Возможные варианты проектов:
  • Проектирование визуализация ландшафтного 3D-дизайна, например,  для территории школы, двора или парка;
  • Создание 3D-проектов интерактивных планов зданий, например, школы;
  • Создание 3D-карт важнейших битв в истории России, географических объектов;
  • Создание и программирование роботов;
  • Создание обучающих 3D-роликов для уроков по различным предметам (физики, химии, биологии и др.);
  • Создание интерактивных приложений по предметам с технологией дополненной реальностью;
  • Создание компьютерных игр с использованием 3D-технологий и дополненной реальностью.
3. Соревнования – участие в школьных, городских, республиканских, российских и международных состязаниях (IT-конкурсы, олимпиады и соревнования). Результаты эффективности прохождения курсов и проектной деятельности должны подкрепляться участием в соответствующих конкурсах и соревнованиях. Дух соревнования всегда дает новый стимул к новым открытиям. Образовательные конкурсы, олимпиады и соревнования не только поддерживают и развивают интерес к изучаемым предметам, что и без того самоценно, но и стимулируют активность, инициативность, самостоятельность учащихся. Они помогают ученикам формировать свой уникальный творческий мир. С помощью подобных конкурсов и олимпиад ученики могут проверить знания, умения, навыки не только у себя, но и сравнить свой уровень с другими. Образовательные олимпиады и конкурсы объединяют учеников и преподавателей, побуждают их к сотрудничеству, предоставляя широкие возможности для личностно-ориентированного обучения и проектной деятельности. Проект рассчитан на 5 учебных лет, но при его успешном окончании он будет продолжен или переработан с учетом пожеланий участников проекта. С появлением новых IT-технологий проект будет дополняться новыми курсами. Проект легко копируем и может быть использован в любом общеобразовательном учреждении, но с согласия авторов. Перспективы дальнейшего развития проекта Проект рассчитан на 5 учебных лет, но при его успешном окончании он будет продолжен или переработан с учетом пожеланий участников проекта. С появлением новых IT-технологий проект будет дополняться новыми курсами. Проект легко копируем и может быть использован в любом общеобразовательном учреждении, но с согласия его авторов.   Рекомендуемая литература:
  1. Гудков В.В., Назарова И. Р. Инженерное образование XXI века. // Инженерный вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: электронный научно- технический журнал, 2014. № 6. Режим доступа: http://engbul.bmstu.ru/doc/712769.html (Дата обращения: 01.06.2015).
  2. Дубовицкая Т.Д. Методика диагностики направленности учебной мотивации // Психологическая наука и образование. — 2002. №2. — C.42–45.
  3. Похолков Ю.П. Без пяти минут инженер. Политический журнал. 17. 07.2006. С.8 10. Сапрыкин Д.Л. Инженерное образование в России: история, концепция и перспективы // Высшее образование в России. — 2012. №1. — С. 125–137.
  4. Федоров И.Б. Вопросы развития инженерного образования // Альма матер (Вестник Высшей школы). — 2011. — № 5. — С. 6–11.
  5. Путин В.В. Мнения российских политиков о нехватке инженерных кадров. 11.04.2011. // Государственные вести (GOSNEWS.ru). Интернет-издание.. http://www.gosnews.ru/ business_and_authority/news/643