Заявка на получение статуса
региональной инновационной площадки
Наименование образовательной организации: Муниципальное автономное образовательное учреждение «Общеобразовательное учреждение «Красноярская университетская гимназия № 1 – Универс» (МАОУ «КУГ № 1 – Универс»)
Адрес (юридический и фактический): 660001, 0.
Адрес электронной почты: *****@***su
Проект
«Образовательный центр естественных наук им. М. В. Ломоносова,
Актуальность проекта для школы и системы образования в целом
В настоящее время Россия испытывает острый дефицит инженерных кадров высокого уровня подготовки, обладающих развитым техническим мышлением, способных обеспечить подъем инновационных высокотехнологичных производств.
На наш взгляд, поздно пробуждать интерес к технике и изобретательству у молодого человека, заканчивающего старшую школу и готовящегося к поступлению в вуз. Необходимо создать педагогические условия развития технического мышления в средней школе, при условии выполнения определенных развивающих действий в еще более раннем возрасте. По нашему глубокому убеждению, если подросток в 12-13 лет не любит самостоятельно возиться с конструктором, не увлечен красивыми и эффективными техническими конструкциями, для будущей инженерной деятельности уже потерян.
От активной позиции учителя физики, математики, информатики и технологии в области развития инженерных способностей школьника в средней и старшей школе будет напрямую зависеть развитие способностей к техническому мышлению и, в конечном итоге, осознанный выбор направления профессиональной деятельности молодого человека. С другой стороны, активная позиция учителя тоже не возникнет сама по себе, необходимо планомерное и осознанное развитие и обучение будущего педагога, направленное на освоение педагогических технологий, позволяющих подготовить будущего инженера. В общем, как театр начинается с вешалки, так и инженерное образование должно начинаться с подготовки школьного учителя к деятельности в этом направлении. Именно поэтому педагогический вуз заинтересован в подготовке специалистов, умеющих развить и поддержать мотивацию к техническому творчеству школьников.
С этой целью совместно преподавателями Института математики, физики, информатики Красноярского государственного педагогического университета им. В. П. Астафьева и учителями красноярской университетской гимназии № 1 «Универс» в 2013-2014 гг. был развернут проект создания естественнонаучного образовательного Центра им. М. В. Ломоносова (Инженерной школы), ориентированный на образование учащихся 8-11 классов в области физико-математических, инженерно-технологических и информационно-компьютерных наук. Проект был финансово поддержан компанией РУСАЛ, что позволило создать новое образовательное пространство для инженерной подготовки, пройти первичный организационный этап запуска школы.
Начало работы проекта
В результате реализации проекта созданы два образовательных пространства:
Первое – физико-технический образовательный центр учащихся, расположенный в помещении с отдельным входом на территории гимназии «Универс», состоящий из физической лаборатории и лаборатории робототехники и информатики. Эти лаборатории органично дополнил Центр молодежного инновационного творчества (ЦМИТ), расположенный в Гимназии, оснащенный современным цифровым оборудованием для создания прототипов.
Второе – лаборатория робототехники для студентов и школьников в здании Института математики, физики и информатики Красноярского государственного педагогического университета.
В Центре и лаборатории учащиеся углубленно изучают физико-математические, технические и информационно-компьютерные науки по авторским программам. Программы ориентированы на вовлечение учащихся средней и старшей школы в экспериментально-исследовательскую работу и реализацию технологических проектов. Студенты педагогического вуза, в свою очередь, получили возможность практического изучения современного учебного оборудования и методик развития технического мышления школьников. Это мышление и наличие современных технологических практик мы считаем главным условием для создания будущего качественного инженера.
Цель
Повышение интереса школьников к освоению точных и естественных наук и предоставление возможности получения дополнительного образования детям, проявляющим интерес к техническим дисциплинам.
Задачи
- Разработать программу фундаментальной подготовки для 8-11 классов по физике, математике и информатике с учетом технологического уклона обучения, в которой все дисциплины будут логически связаны между собой и дополнены внеурочной проектно-исследовательской и практической деятельностью во второй половине дня.
- Разработать и описать структуру Центра как части гимназии.
- Создать структуру сетевого взаимодействия, в которой были бы объединены ресурсы образовательных, научно-исследовательских и производственных учреждений с целью расширения возможностей для обучения школьников.
- Разработать программы обучающих семинаров для учителей города и края.
Предмет изменения
Программа фундаментальной подготовки для 8-11 классов по физике, математике и информатике с учетом технологического уклона обучения, в которой все дисциплины будут логически связаны между собой и дополнены внеурочной проектно-исследовательской и практической деятельностью во второй половине дня.
Проблемы
- Низкий уровень интереса учащихся к освоению точных и естественных наук, боязнь этих областей знания на этапе получения общего образования;
- Отсутствие у школьников четкого понимания перспектив работы в данных областях;
- Недостаток материально-технической базы и квалифицированных кадров для удовлетворения интересов и потребностей учащихся в освоении технических дисциплин сверх программы.
Проектная идея
Данный проект и дальнейшая деятельность Инженерной школы посвящены развитию основного компонента в области инженерного образования, технического мышления школьников. Это позволит создать устойчивый интерес к инженерии у сегодняшних школьников, завтрашних студентов и выпускников технических вузов страны.
Мы считаем, что в области фундаментальной подготовки необходимо усилить преподавание физики и математики, особенно в виде интегрированных по материалу, насыщенных практической экспериментальной деятельностью курсов.
Основными базовыми принципами развития технического мышления школьников для реализации дальнейшей инженерной подготовки в нашем понимании являются:
- фундаментальная подготовка по физике, математике и информатике, по специально разработанным программам, учитывающим технологический уклон обучения и логически связанные между собой;
- системообразующим и интегрирующим все основные дисциплины является предмет техническая физика;
- активное использование в учебном процессе второй половины дня для внеурочной проектно-исследовательской и практической деятельности учащихся;
- применение в учебном процессе интенсивных форм обучения (погружения и пр.);
- упор в обучении делается не на одаренных школьников, а на школьников, заинтересованных в развитии технического мышления (обучение зависит от степени мотивации, а не от показанных в предыдущем обучении успехов);
- учащиеся собираются в центре только на занятия по физике, математике и информатике, находясь остальное время в своих постоянных классах (группа обучающихся в центре школьников не выделяется структурно в отдельный класс из своей параллели);
- обучение строится по сетевому принципу, с активным привлечением внешних (не только образовательных) структур, организацией значимых образовательных событий во внеурочной деятельности.
Основное образование
Образовательные программы Физика (4 часа). Преподавание предмета нацелено на формирование у учащихся полной физической картины мира. Содержание и формы занятий способствуют развитию инженерных навыков и умений (экспериментальных, конструкторских, исследовательских). Занятия проходят в лабораториях гимназии и партнеров проекта (КГПУ, СФУ, ИФ СО РАН). Учебная программа наполнена яркими экспериментами, стандартными и оригинальными физическими практикумами.
Результат. Все учащиеся получают опыт участия в олимпиадах и научно-практических конференциях по физике разного уровня. По окончании программы ученики приобретают опыт исследовательской и конструкторской деятельности.
Математика (6 часов). Программа предмета основана на примерной программе основного общего образования, особое внимание уделяется вопросам, важным с точки зрения приложений к механике, физике, технике. Преподавание направлено на развитие теоретического мышления и исследовательской деятельности.
Результат. На занятиях учащиеся получают опыт проведения экспериментов, обобщения, постановки и формулирования новых задач.
Информатика (1 час). Программа предполагает глубокое изучение теоретических основ информатики (кодирование информации, алгоритмизация и программирование), компьютерных технологий и устройство компьютерных систем. Предмет информатики выступает инструментом для изучения физики, математики и робототехники.
Результат. Учащиеся осваивают работу в программах, используемых в инженерной деятельности (графические редакторы, офисные пакеты, программы автоматического проектирования и 3d моделирования, программы для математических расчетов), получают возможность участия в олимпиадах по программированию, прохождения практики в it компаниях. Приобретают опыт работы в программах, используемых инженерным сообществом.
По окончании обучения по программам Образовательного центра учащиеся будут готовы пройти любые экзаменационные испытания.
Дополнительное образование
В структуре дополнительного образования (продолжающего основное образование во второй половине дня) предусмотрены следующие курсы, которые будут изучаться в различные годы обучения с 8 по 11 классы:
Инженерное дело. Применение достижений науки, техники, использование законов и природных ресурсов для решения конкретных задач на примере военной техники.
Астрономия. Освоение исследовательских методов и конструкторских умений при изготовлении исследовательского оборудования (квадрант, телескоп и др.)
Радиоэлектроника. Изучение основ радиоэлектроники, позволяющих в будущем применять полученные навыки для реализации инженерных проектов образовательной программе Центра.
3d моделирование и инженерная графика. Изучение программ, по созданию трехмерных моделей с последующим применением их для работы на станках с числовым программным управлением.
Робототехника. Создание и программирование роботов на основе образовательных конструкторов Lego, Tetrix на начальном уровне и самостоятельное конструирование роботов на основе аппаратной вычислительной платформы Arduino в дальнейшем.
Прикладная математика. Курс рассчитан на изучение математических методов и алгоритмов в области инженерии.
Полиматематика. В курсе преподавание математики происходит в стиле истории развития понятий. Школьники должны получить представление о математике и об основных математических инструментах как о цельной системе, которая сформировалась благодаря необходимости решить ту или иную задачу из астрономии, географии, архитектуры, физики и экономики - на разных этапах развития человечества.
Модель расписания на первое полугодие восьмого класса инженерной школы.
Уроки | Пн. | Вт. | Ср. | Чт. | Пт. | Сб. |
1 | Физика | Математика | Математика | |||
2 | Математика | |||||
3 | Физика | |||||
4 | ||||||
5 | Математика | |||||
6 | Математика | |||||
7 | Информатика | Прикладная математика | Прикладная математика | |||
8 | 3d моделирование и инженерная графика. Группа 1 | 3d моделирование и инженерная графика. Группа 2 | ||||
9 |
Результаты проекта
В результате реализации проекта будут:
- разработана и опубликована образовательная программа Центра для 8-11 класса;
- организована внеурочная проектно-исследовательской и практическая деятельность детей в количестве не менее 8 часов в неделю;
- проведены экскурсии по инженерному направлению;
- разработаны и проведены погружения;
- ежегодно каждый школьник реализует и защищает инженерный проект;
- заключены соглашения и отлажена работа с образовательными, научно-исследовательскими и производственными учреждениями;
- повышение квалификации педагогов, работающих в инженерной школе;
- разработаны и проведены обучающие семинары по физико-математическому направлению для педагогов города и края;
- создано место для практики студентов СФУ и студенческой пединтернатуры КГПУ.
Критерии и индикаторы
- Увеличение количества школьников, обучающихся в Инженерной школе. На пятый год реализации проекта не менее 80 учащихся в первой половине дня, и не менее 110 человек - во второй половине дня.
- Защита каждым школьником, обучающимся в Инженерной школе, по окончании учебного года проекта инженерной направленности.
- Улучшение качества знаний по предметам информатика, физика, математика.
- Педагоги, работающие в инженерной школе, меняют основной учебный процесс в гимназии (на уроках применяют методы, апробированные в инженерной школе);
- учащиеся инженерной школы имеют доступ к лабораториям организаций, сотрудничающих с Центром.
- Педагоги, работающие в инженерной школе, ведут обучающие семинары для других педагогов;
- Заключен договор с СФУ и КГПУ о студенческой практике. Ежегодно в Центре проходят практику студенты.
Этапы и сроки
Реализация проекта рассчитана на 2013 – 2018 гг. с последующим продолжением при успешной апробации.
Сроки | Описание |
2013 – 2014 уч. г. | Подготовительный этап. Разработка программы проекта. |
2014 – 2015 уч. г. | Набор и обучение одного потока (восьмиклассников). Апробация, доработка и публикация программы для восьмиклассников. Студенческая интернатура КГПУ. |
2015 – 2016 уч. г. | Набор второго потока, обучение восьми - и девятиклассников. Апробация, доработка и публикация программы для девятиклассников. Заключение соглашений с образовательными, научно-исследовательскими и производственными учреждениями. Студенческая интернатура КГПУ, практика студентов СФУ. Презентация работы Центра на всероссийской конференции «Практики развития». |
2016 – 2017 уч. г. | Набор третьего потока, обучение восьми-, девяти - и десятиклассников. Апробация, доработка и публикация программы для десятиклассников. Студенческая интернатура КГПУ, практика студентов СФУ. Разработка и проведение обучающих семинаров для педагогов города и края. Презентация работы Центра на краевом педагогическом марафоне. |
2017 – 2018 уч. г. | Набор четвертого потока, обучение с 8 по 11 класс. Апробация, доработка и публикация программы для одинадцатиклассников. Студенческая интернатура КГПУ, практика студентов СФУ. Проведение обучающих семинаров для педагогов города и края. Презентация работы Центра на всероссийской конференции «Практики развития». |
Примерный календарный план работы по проекту на 2015-2016 учебный год.
№ | Даты | Описание |
1 | 1.09.2015 - 31.05.2016 | Доработка и апробация программ по математике, физике, информатике, технологии, и 3d моделированию и инженерной графике. |
2 | 1.09.2015 - 31.05.2016 | Дополнительные курсы (3d моделирование и инженерная графика, прикладная математика, технология) и проектно-исследовательской деятельностью во второй половине дня (8 часов в неделю). |
3 | Сентябрь.2015 | Входное тестирование. |
4 | 24-26.10.2015 | Погружение по физике, математике и информатике. |
5 | Ноябрь.2015 | Экскурсия на завод КРАЗ. |
6 | Январь.2016 | Промежуточное тестирование. |
7 | Февраль.2016 | Публикация учебных материалов. |
8 | Март.2016 | Экскурсия в музей физики. |
9 | 24-26.04.2016 | Погружение по физике, математике и информатике. |
10 | Май.2016 | Защита итоговых проектов школьников. |
11 | Май.2016 | Итоговое тестирование. |
Участники проектной группы
Чиганов Андрей Семенович, к. ф.-м. н., доцент кафедры физики, КГПУ им. Астафьева, Директор ИМФИ – координатор проекта от университета
Шимов Алексей Владимирович, КГПУ им. Астафьева, зав. лаб. механики ИМФИ, учитель информатики – ответственный за направление физики.
Беспалов Виталий Владимирович, МАОУ "КУГ № 1 - Универс", учитель физики высшей категории – ответственный за направление физики.
Юденко Любовь Александровна, МАОУ "КУГ № 1 - Универс", учитель математики высшей категории – ответственная за направление математики.
Грачев Алексей Сергеевич, к. ф.-м. н., МАОУ "КУГ № 1 - Универс", учитель физики и информатики 1 категории – куратор проекта со стороны гимназии и ответственный за направление физики.
Ресурсы, необходимые для эффективной реализации проекта
Для дальнейшего развития проекта инженерной школы необходима финансовая поддержка в следующих вопросах.
1. Доработка авторских программ по физике, математике, информатике на предмет: взаимной интеграции и согласованности, внесение усиливающих технологических аспектов.
2. Разработка и апробация специальных технологических курсов с использованием современных тенденций развития техники.
3. Разработка и проведение внеурочных мероприятий, способствующих расширению пространственного кругозора и развитию технического мышления: экскурсии на современные промышленные предприятия, выездные занятия по типу погружений, меняющие образовательную среду и позволяющие создавать для школьников значимые образовательные события.
4. Разработка и апробация серий начальных, промежуточных и финальных контрольных процедур, позволяющих диагностировать индивидуальный и коллективный прогресс развития школьников.
5. Разработка программы семинаров для педагогов края.
В бюджет проекта заложены несколько разных форм учебной работы преподавателей со школьниками во внеурочное время и вне учебной деятельности.
В рамках инженерной школы, проводятся занятия в дополнительное внеурочное время, после обеда (гимназия работает в одну смену). Для этих неурочных занятий необходимо специальные программы, учитывающие интеграцию между предметами: физика, математика, информатика, технология. Для целей инженерного образования и развития технического мышления, в авторских программах необходимо согласование между всеми преподавателями, ведущими предметы в инженерной школе (Центре), разработка новых специальных форм занятий, поиск специальных учебных материалов, позволяющих развивать техническое мышление школьников в процессе выполнения прикладных действий: практических работ, экспериментальных и семинарских работ, учебных исследований и т. д. С этой целью необходимо подобрать учебный материал со специальной технической тематикой, а апробация этих материалов должна показать их пригодность (или напротив – непригодность) для использования в учебной деятельности будущих инженеров. Эта деятельность требует значительных временных и финансовых ресурсов.
Развитие и продолжение обучения во внеучебное время в особом внеурочном пространстве требует разработки и применения специальных новых форм работы со школьниками (например выездные интенсивные школы, погружения в предмет) меняющие не только форму и темп учебной работы, но и само учебное пространство инженерной школы. Учет особенностей подросткового возраста позволяет надеяться на значительную концентрацию их внимания и повышение мотивационной учебной активности школьников. В годовой программе инженерной школы планируется 2 интенсивных выездных погружения.
Для повышения интереса и мотивационной активности в подростковой школе мы используем в части занятий экскурсии на современные производства и музейные формы образования, что предполагает увеличение транспортных расходов (заказ автобуса для перевозки школьников) а также предполагает оплату билетов на экскурсии в музеи.
Для контроля достижения поставленных целей и проведения диагностики, входной, текущей и завершающей, необходима разработка и проведение среди школьников специальных диагностических процедур и тестов, позволяющих оценить степень достижения конечного результата и индивидуальный прогресс технического развития школьников.
Публикации по проекту планируются в конце 2015 начале 2016 гг. должны быть изданы переработанные программы по инженерной подготовке школьников и учебные материалы по всем программам.
Преимущества проекта для разных субъектов и предложения по распространению и внедрению результатов
Учащиеся гимназии получат возможность заниматься техническими дисциплинами сверх образовательной деятельности. Преимущества для родителей – повышение интереса к изучению предметов у школьников.
Учащиеся муниципалитета получат возможность обучаться в лабораториях Центра во второй половине дня.
Педагоги, работающие в Центре, получат возможность повышения квалификации, разработки и апробации новых образовательных программ.
С точки зрения управления важным является создание структуры Центра естественных наук как части гимназии.
Разработанные программы и подходы к образованию полностью или частично могут использоваться в массовой практике образовательных учреждений, для этого на базе гимназии будет создан ресурсный центр по обучению педагогов школ, преподавателей вузов, для студенческой практики. В ресурсном центре будут организованы стажировки в Инженерной школе, краткосрочные обучающие семинары, мастер-классы, презентации.
Кроме того,
- будет продолжена презентация опыта организации Инженерной школы, ее структуры, встроенность в систему работы образовательной организации (конференции («Современная дидактика», «Практики развития» и др., краевой педагогический марафон)),
- презентация программ работы Инженерной школы (конференции («Современная дидактика», «Практики развития» и др., краевой педагогический марафон)),
- публикации об организации работы Инженерной школы.
20.01.2015 г директор МАОУ «КУГ №1 – Универс»
__________ В.
Основные порталы (построено редакторами)