Назад

Конференция «Управление образованием в период изменений»

 

Инженерно-технологический лицей в центре Сибири

Захаржевский Олег Владимирович
преподаватель инженерных дисциплин МАОУ «Лицей № 6 „Перспектива“», г. Красноярск

Лапков Алексей Викторович
директор МАОУ Лицей № 6 «Перспектива», г. Красноярск

Межов Александр Анатольевич
заместитель директора по информатизации МАОУ Лицей № 6 «Перспектива», г. Красноярск



     
  9    1
  1084

06.04.2015

Что такое «инженер»? Именно не кто, а что? Что позволяет этому человеку именоваться инженером, а другому — нет? Где их воспитывают? В университетах? В школах? В детских садах? На производствах? И какие они, эти инженеры? Мы предположили, что (в связи с возрастающей актуальностью технического образования в России) предпосылки инженерного образования могут быть сформированы в общеобразовательном лицее, начиная с начальной школы.


Дополнительные материалы

Объекты изменения при реализации программы «Инженерно-технологический лицей».

Также мы предположили, что современный инженер должен обладать следующими навыками:

  • программировать с закрытыми глазами на нескольких компьютерных языках;

  • разбираться в робототехнике и уметь находить техническим решения прикладным задачам;

  • уметь считать, ориентируясь в физике механических и электрических процессов;

  • развивать объемное воображение и уметь выкладывать чертежи на бумаге и в компьютере.

В своем предположении мы опираемся на изменение пяти предметных областей: «Информатика», «Технология», «Математика», «Физика» и «Черчение».

Технология.

Несколько лет назад мы ввели в предметную область «Технология» для всех мальчиков образовательный модуль «Робототехника». Особое внимание уделили тому, чтобы охват мужской половины был 100%, а робототехника доминировала в содержании предмета над такими темами, как «Обработка материалов» и т. п.

Образовательная робототехника в школе приобретает все большую значимость и актуальность в настоящее время. Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем. Она опирается на такие научные дисциплины как электроника, механика, программирование.

В концепции Российской ассоциации образовательной робототехники (РАОР) образовательная робототехника понимается как — новое междисциплинарное направление обучения школьников, интегрирующее знания о физике, мехатронике, технологии, математике, кибернетике и ИКТ, и позволяющее вовлечь в процесс инновационного научно-технического творчества учащихся разного возраста. Она направлена на популяризацию научно-технического творчества и повышение престижа инженерных профессий среди молодежи, развитие у молодежи навыков практического решения актуальных инженерно-технических задач и работы с техникой.

Это совпадает с нашим видением главной задачи современного образования — максимальной реализацией интересов ученика, индивидуального образования и подготовки к выбору будущей профессии. Кроме того, являясь общеобразовательным лицеем, в современных социально-экономических условиях мы твердо для себя определили нашу главную стратегическую цель: «Формирование технологического мышления учащихся через создание продуктивной образовательной системы в рамках внедрения ФГОС». Технологическое мышление (ТМ) — это способ мышления, при котором целостно воспринимается, осмысливается и осознается целенаправленный процесс сбора, анализа и преобразования информации для оптимального решения технологических задач.

Постоянно отслеживая ситуацию в сфере экономики и образования, стараясь спрогнозировать возможные вызовы к нам, мы попытались сыграть на опережение. Так в 2006 году в лицее появился образовательный модуль «Робототехника». Программа модуля встроена в курс предметной области «Технология» в 5,6,7 классах. 100% лицеистов — юношей проходят обучение по данной программе. В 8 классе изучаются основы микропроцессорной электроники на базе образовательного комплекса «Амперка» платформы Arduino. Основным ресурсом для сборки роботов у нас являются продукты линейки Mindstorms компании Lego. Начиная с изучения основ механики, курс затрагивает вопросы, связанные с основами проектирования технических систем, принципов работы и созданию управляемых роботизированных устройств, созданию устройств и систем с автоматическим управлением.

Большая часть времени на уроках отдается методу проектов и практико-ориентированным технологиям. Класс разбивается на группы учащихся по 3−6 человек. Это очень важное условие методики преподавания предмета, так как ребенок получает возможность развивать навыки работы в команде как по принципу социума (лидер, исполнитель и др.), так и познакомится с понятием «специализация» в условиях производственного процесса («кладовщик», проектировщик, конструктор, сборщик и др.). Команды с высокой организацией труда при решении учебных задач тратят меньше времени для достижения целей часто с нестандартными техническими решениями. Оптимальное количество участников образовательных групп 4 человека.

Организация работы происходит по нескольким вариантам:

  1. Предлагается конструирование пошагово по готовым картам. (начальный этап — 5 класс)

  2. Самостоятельное проектирование и конструирование предложенной модели. (6, 7, 8 классы)

  3. Проектирование и конструирование собственных моделей. (6, 7, 8 классы)

Здесь важно отметить нашу принципиальную позицию по поводу самостоятельности учащихся в течение всего процесса решения технической задачи, от проектирования до сборки конструкций и презентации результата. Такой подход помогает избежать эффекта шаблонности решений, который является минусом применения такого ресурса для обучения как готовые наборы конструкторов. В последнее время мы часто слышим об укоренении в сознании учащихся шаблонного мышления при использовании подобных наборов. Часто это говорят люди — практики, пришедшие к этому в результате своей деятельности. Мы с подобными заявлениями не согласны. И если увидеть способы организации образовательного процесса, посмотреть на содержание программ, то сразу становится понятным — почему такое мнение вообще появилось. Возьмем, к примеру, тему «Движение по линии». Обычно, чтобы не тратить драгоценное время, тема преподавателем объявляется сразу с готовыми вариантами решения, учащимся остается только повторить сказанное на практике, обычно выбирается самый простой способ. Но если занятие провести через постановку проблемной задачи с привязкой к реальной жизни, например добраться из точки, А в точку Б сельскохозяйственного поля, с вынужденным использованием участка с линией (автомат посадки семян в ряд), учащиеся предлагают решения уже сами, на разном уровне, часто с нестандартными для себя решениями. Или возьмем один из наших проектов четвертой четверти в 7 классе «Сортировочная база». В процессе работы над данным проектом осуществляется поиск и реализация решений задач связанных с использованием манипуляторов, сортировщиков и роботов транспортных систем предприятий. Вариантов предлагаемых решений множество, так как для нас, как и для наших лицеистов, конструктор лишь средство обучения, с помощью которого лицеисты изучают различные процессы. И от учителя зависит — не превратиться ли «игра» с такой игрушкой в саму цель.

Ресурсы, использующиеся у нас в образовательном процессе, распределены на два направления. На уроках каждая группа учащихся находится на определенном рабочем месте, к которому прикреплен образовательный набор (конструктор, ресурсный набор). В каждой группе на уроке определяется дежурный — ответственный за учебное оборудование учащийся, который принимает в работу оборудование и сдает его в конце работы на хранение. Всего таких наборов (конструктор + ресурсный набор) для занятий на уроках — 4. К занятиям во второй половине дня подход несколько иной. Организация процесса дополнительного образования по робототехнике в значительной мере основана на решении задач соревновательной робототехники, принципы которой диктуют некоторые условия. В частности в образовании команд с определенным количеством участников. В 90% случаев это команды с двумя учащимися. И как следствие из этого вытекает закрепление за каждой командой одного образовательного набора «конструктор + ресурсный набор» (оптимальный вариант). Также отдельно имеются наборы для работы над проектами направления «Техническое творчество». Такой подход позволяет не распылять ресурсы на разные направления, экономить время для подготовки к различным мероприятиям случающиеся часто в один и тот же момент.

Сейчас мы подошли к следующему этапу развития робототехники в лицее в частности, и развитию технического творчества лицеистов вообще. В Основу ФГОС положен системно-деятельностный подход в обучении. Перед образовательными учреждениями стоит задача подготовить выпускника, обладающего необходимым набором со­временных знаний, умений и качеств, позволяющих ему уверенно чувствовать себя в самостоятельной жизни. Мы хотели бы дополнить данное определение задачи нашим видением этого, а именно — современный выпускник должен иметь развитое технологическое мышление. То есть целостно воспринимать, осмысливать и осознавать целенаправленный процесс сбора, анализа и преобразования информации для оптимального решения технологических задач. Одним из методов обучения который позволяет это достигать является «Метод проектов» или проектный метод обучения. В образовательном процессе нам бы хотелось расширить возможности лицеистов при работе над образовательными проектами по созданию различных технических объектов, через внедрение в образовательный процесс лаборатории обработки материалов. Использование только лишь конструкторов при создании робототехнических систем имеет множество ограничений. В частности отсутствие этапа изготовления отдельных узлов или деталей технических объектов. Введение в образовательный процесс такой лаборатории позволит полностью воссоздать все этапы производственного процесса создания технических объектов, дополнив образовательную составляющую отдельным направлением «Технология обработки конструкционных материалов». С внедрением данного направления для лицеистов раскрываются новые горизонты в получении начального инженерно-технологического образования. Учащиеся получат возможность освоить оборудование и изучить процессы создания объектов средствами 3D-принтинга и практического программирования, технологии лазерной обработки, механической обработки материалов с использованием станков с ЧПУ в перспективе.

Информатика.

Система обучения по информатике и программированию в лицее базируется на четырех направлениях.

1. Двухуровневая система обучения углубленному программированию, рассчитанная на 3 года. Обучение начинается с 6−7 класса. В течение первого года происходит конкурсный отбор учеников и формируется группа 8−10 человек. В первый год бучения учащиеся осваивают базис теории олимпиадного программирования. Программа реализуется в рамках часов дополнительного образования. Обучение ведет учитель информатики. Второй и третий год учащиеся начинают принимать участие в разноуровневых олимпиадах и формируется команда для командных первенств. В рамках курса, дети емко осваивают язык программирования С++, а также в ознакомительной форме проходят такие языки программирования как Delphi и Python. Данный курс обучения реализуется в рамках направления «Академическое программирование».

2. В лицее развито направление «Прикладное программирование», которое предполагает разработку учащимися разнообразных творческих технических проектов, которые защищаются учащимися на различных научных конференциях и выставках. Содержание направления:

— разработка прикладного программного обеспечения (С++builder, Visual Basic, Delphi…);

— создание сайтов программными средствами (Php);

— программирование микроконтроллеров на платформе Arduino.

— информационное сопровождение (Sony Vegas, Flash, Photoshop, CorelDraw…).

3. Проект «Сборка-разборка компьютеров», который реализуется на уроках информатики в 8−10х классах. В рамках данного проекта учащиеся знакомятся с устройством компьютера, учатся собирать компьютер из деталей комплектующих и настраивать Bios, а также устанавливать любые операционные системы и их настраивать. В данном проекте также происходит знакомство с базовыми понятиями системного администрирования.

4. Традиционно сильная сторона лицея — система подготовки к итоговой аттестации, где учащиеся, которые занимаются в профильной и углубленной группах имеют возможность комплексно подготовиться к ЕГЭ и ГИА.

 

Ваша оценка публикации:         Общая оценка читателей:     9    1