Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Егоркинская средняя общеобразовательная школа» Шумерлинского района Чувашской Республики ПРОЕКТ Развитие инженерного образования (робототехники) в МБОУ «Егоркинская средняя общеобразовательная школа» Руководитель проекта: Е.В.Пакулаева, директор школы Автор проекта: Н.Е. Маласкина, учитель информатики д. Егоркино, 2015г Паспорт проекта Полное учреждения название Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Егоркинская средняя общеобразовательная школа» Адрес, телефон Шумерлинский район, д.Егоркино, ул. 40 лет Победы,21б E-mail 8 (3536) 62-2-18, egorkino-shumr@edu.cap.ru Авторы проекта в школе Пакулаева Е.В., директор школы Маласкина Н.Е., учитель информатики Название проекта Программа развития инженерного образования (робототехники) Цель и задачи проекта Создание условий, способствующих эффективному развитию инженерного образования в школе как средства разностороннего развития учащихся и формирования важнейших компетенций, обозначенных в стандартах нового поколения. Поставленная цель может быть реализована при решении следующих задач: 1. Определить необходимые условия для эффективного внедрения и развития инженерного образования в школе, а для этого: ● выявить особенности образовательной среды; информационной ● проанализировать теоретические и практические аспекты создания робототехнических лабораторий, ● охарактеризовать процесс становления инженерного как фактора развития обучающихся; ● разработать гибкие организационные механизмы конструирования лаборатории и методики формирования активности школьников, 2. Формирование доступной среды, позволяющей вывести изучение науки, технологии, инженерного искусства, физики и математики на качественно иной уровень 3. Создание исследовательской робототехнической лаборатории инженерной направленности (РобоАрт), отражающей тенденции развития образовательных технологий. В качестве основы выбраны робототехнические лаборатории LEGO: техники и микроэлектроники; 4. Внедрение в учебно-воспитательный процесс 5. Углубление и расширение квалификации педагогических кадров в области робототехники; 6. Использование современных информационных и робототехнических решений и технологий на уроках информатики, физики, математики и предметах естественно-научного цикла 7. Оказание методической и технической поддержки педагогам школы по использованию инновационных технологий 8. Интеграция основного и дополнительного образования 9. Разработка учебно-методических материалов по направлению робототехники в средней и старшей школе - Lego Mindstorms NXT. для работы в 10 и 11 классах приобретение наборов EV3. предполагается Актуальность проекта заключается в том, что при переходе на новые стандарты не определены вопросы обновления способов педагогической деятельности в зависимости от уровня развития современной информационно-образовательной среды, не отработана методика развития информационно - образовательной среды и использования ее ресурсов в учебно-воспитательной и внеурочной деятельности. В данной программе рассматриваются способы углубления и расширения ИОС школы за счет включения элементов робототехники в начальной, основной и старшей школе. Этапы реализации проекта 1. Организационный (май 2015 года – декабрь 2015 года) - выявление перспективных направлений и создание условий для реализации Проекта; 2. Основной (январь 2016 года – декабрь 2018 года) – процесс модернизации системы образования и насыщение информационно - образовательной среды школы; 3. Заключительный (январь 2019 года – май 2019 года) – анализ достигнутых результатов, обобщение и распространение опыта инновационной деятельности и определение перспектив дальнейшего развития школы. Стадия реализации проекта На момент составления программы развития инженерного образования, проект находится в начальной стадии реализации. Оснащенность робототехническими комплектами на момент составления программы: Комплект – набор «Экоград» - 1штук; Конструкторы Lego Mindstorms NXT – 6 штук; Учитель информатики прошла курсы повышения квалификации в области внедрения робототехники в образовательный процесс Участники проекта Обучающиеся Руководящие, педагогические и другие работники школы; Родители (законные представители) обучающихся; Полная стоимость (бюджет 147 тыс рублей + проекта) • Обоснование актуальности Становление информационного общества в мире - объективный процесс, обеспечивающий формирование и развитие мирового экономического пространства, взаимосвязанное функционирование мировых товарных рынков, рынков информации и знаний, капитала и труда. Российская Федерация не может оставаться в стороне от этих глобальных процессов и принимает активное участие в международных усилиях по формированию глобального информационного общества. В национальных программах движения к информационному обществу информатизация образования занимает главенствующее место Федеральный закон «Об информации, информатизации и защите информации» определяет информатизацию «как организационный социальноэкономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, организаций и общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов». В XX веке российская система инженерного образования считалась одной их лучших в мире. Ее традиции, адаптированные к условиям советской плановой экономики, в кратчайшие сроки обеспечили индустриализацию страны, успешное освоение космического пространства, создание атомной промышленности. В 1990-е годы российская инженерная школа во многом утратила свои прежние позиции. Произошел разрыв связей между наукой, образованием и производством. Инновационной экономике России нужны адекватные требованиям времени инженерные кадры – специалисты, имеющие широкую фундаментальную подготовку в области физико-математических и базовых инженерных дисциплин, в совершенстве владеющие IT-технологиями, коммуникабельные, изобретательные, способные не только проектировать новые технические устройства, но в равной степени умеющие организовывать их производство и реализацию на рынке. На сегодняшний день в Российской Федерации наблюдается инженерный кризис — нехватка инженерных кадров и отсутствие молодого поколения инженеров, что может стать фактором, который затормозит экономический рост страны. Это отмечают ректора крупнейших технических университетов, этот вопрос регулярно поднимается на правительственном уровне. В период поэтапного перехода школы на новые образовательные стандарты (ФГОС НОО и ООО), информатизация стала необходимым компонентом, направленным на переход от репродуктивной модели учебной деятельности к самостоятельной, инициативной, творческой работе с информацией каждого учащегося и учителя. Новая модель образования предполагает значительное увеличение роли самостоятельного поиска, сбора, анализа, организации, представления и передачи знаний, коллективной работы, планирования индивидуальной и совместной деятельности, т.е. развитие информационной компетентности - способности и умения самостоятельно искать, анализировать, отбирать, обрабатывать и передавать необходимую информацию при помощи устных и письменных коммуникативных информационных технологий. Информационно-коммуникационные и инженерные технологии должны стать не дополнительным средством в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса, значительно повышающим его эффективность и максимально способствующий всестороннему развитию интеллектуальной, эмоциональной и личностной сфер учащихся. Данный проект – это программа развития инженерного (робототехнического) образования в лицее на 5 лет. Он направлена на поиск путей и методов реализации внедрения и развития инженерного образования в школе, начиная со ступени начальной школы, ее преемственность в средней и старшей ступенях, эффективного использования в учебно-воспитательном процессе, во внеурочной деятельности. Проект призван обеспечить исследовательскую, проектную, творческую деятельность учащихся и воплощает идею опережающего развития школьников, заложенную в образовательной инициативе «Наша новая школа». Данная программа - документ, отражающий системные, целостные изменения в школе, позволит обеспечить новое качественное состояние образовательной системы. Актуальность программы заключается в том, что при переходе на новые стандарты не определены вопросы обновления способов педагогической деятельности в зависимости от уровня развития современной информационно- образовательной среды, не отработана методика развития информационно- образовательной среды и использования ее ресурсов в учебно-воспитательной и внеурочной деятельности. В данной программе рассматриваются способы углубления и расширения ИОС школы за счет включения элементов робототехники в начальной, основной и старшей школе, организация робототехнической лаборатории. Занятия по робототехнике предоставляют возможности для разностороннего развития учащихся и формирования важнейших компетенций, обозначенных в стандартах нового поколения. Среди них: - навыки проведения экспериментального исследования: выдвижение гипотез, поиск решений, проведение наблюдений и измерений, установление причинно-следственных связей, оценка влияния отдельных факторов, обрабтка и анализ результатов; предметные умения (информатика): принципы моделирования, конструирования, проектирования, алгоритмизации, программирования; - понимание межпредметных связей: математики, информатики, естествознания, технологии, музыки и других предметов; - развитие творческого, образного, пространственного, логического, критического мышления; - развитие коммуникативной компетенции: работа в коллективе (в паре, группе) по выработке и реализации идей, планированию и осуществлению деятельности, развитие словарного запаса и навыков общения. Создание стратегии преемственности во всех ступенях обучения, создание исследовательской робототехнической лаборатории и межпредметных проектов позволит повысить качество и доступность инженерного образования, раскрыть творческий потенциал его участников. • Анализ реальной ситуации. Анализ реальной ситуации (при подготовке анализа, кроме описания действительного положения дел образовательной организации, должны быть выявлены противоречия, обозначены проблемы, на решение которых направлен проект). В учебном процессе школы используются 18 персональных компьютеров (что составляет 3,7 человека на 1 компьютер), объединенных в локальную сеть, имеющих выход в интернет. В начальной школе имеется 3 комплекта. В каждом учебном кабинете оборудовано рабочее место педагога. На момент составления программы развития инженерного образования, в школе имеются обучающие программы, цифровые энциклопедии и другие цифровые учебные материалы. Оснащенность робототехническими комплектами на момент составления программы: Комплект «Построй мою историю» - 6 штук; Конструкторы Lego WeDo – 6 штук; . Учитель информатики прошла курсы повышения квалификации в области внедрения робототехники в образовательный процесс. В 2015-2016 учебном году в школе ведутся учебные предметы «Информационные технологии» для обучающихся с элементами конструирования. В результате анализа условий для начала развития инженерного образования в школе, были выявлены основные проблемы и трудности внедрения робототехнических технологий. Уроки основ робототехники ведутся в среднем звене, не ведутся в начальной школе. • Полученные знания обучающиеся не применяют на других предметах (то есть, нет межпредметных связей и проектов); • Не прослеживается преемственность между изучаемыми темами при работе с конструкторами и наборами разных уровней; • Отсутствие педагогов-предметников, желающих изучить возможности использования основ робототехники при преподавании своего предмета; • Недостаточно высокий уровень участия обучающихся и учителей школы в проектах, олимпиадах, конкурсах, фестивалях робототехнической направленности; • Не задействован потенциал родителей в формировании инженерной культуры учащихся; Малое количество конструкторов для работы со всеми желающими • Цели и задачи проекта Цель проекта: Создание условий, способствующих эффективному развитию инженерного образования в лицее как средства разностороннего развития учащихся и формирования важнейших компетенций, обозначенных в стандартах нового поколения. Поставленная цель может быть реализована при решении следующих задач: 1. Определить необходимые условия для эффективного внедрения и развития инженерного образования в школе, а для этого: ● выявить особенности информационной образовательной среды; ● проанализировать теоретические робототехнических лабораторий, и практические аспекты создания ● охарактеризовать процесс становления инженерного образования как фактора развития обучающихся; ● разработать гибкие организационные механизмы конструирования лаборатории и методики формирования активности школьников, 2. Формирование доступной среды, позволяющей вывести изучение науки, технологии, инженерного искусства, физики и математики на качественно иной уровень 3. Создание исследовательской робототехнической лаборатории инженерной направленности (РобоАрт), отражающей тенденции развития образовательных технологий. В качестве основы выбраны робототехнические лаборатории LEGO: 4. Внедрение в учебно-воспитательный процесс 5. Углубление и расширение квалификации педагогических кадров в области робототехники; 6. Использование современных информационных и робототехнических решений и технологий на уроках информатики, физики, математики и предметах естественнонаучного цикла 7. Оказание методической и технической поддержки педагогам школы по использованию инновационных технологий 8. Интеграция основного и дополнительного образования 9. Разработка учебно-методических материалов по направлению робототехники. Перспективные направления развития. • Повышение массовости (до 100% охват учащихся изучением робототехники) • Интеграция за пределы школы и межпредметные связи (уроки – школа – ВУЗ) • Изучение учебных методик, разработка своих. • Развитие МТО. Ознакомившись со схемой конструкторов различных производителей, мы поняли, что внедрение робототехники можно начинать с начальной школы и работать в этом направлении во всех ступенях, сохраняя преемственность. Целевые группы, на которые направлен проект: Обучающиеся; Руководящие, педагогические и другие работники школы; Родители (законные представители) обучающихся; • Описание механизма реализации проекта с указанием этапов реализации и основных видов деятельности Сроки реализации проекта: 2015 – 2019 годы; Этапы реализации Проекта: 1. Организационный (май 2015 года - декабрь 2015 года) - выявление перспективных направлений и создание условий для реализации Проекта; 2. Основной (январь 2016 года – декабрь 2018 года) – процесс модернизации системы образования и насыщение информационно - образовательной среды школы; 3. Заключительный (январь 2019 года – май 2019 года) – анализ достигнутых результатов, обобщение и распространение опыта инновационной деятельности и определение перспектив дальнейшего развития. С целью формирования общественного мнения будут проведены: • Пробные занятия • Открытые мероприятия • Участие в конкурсах, фестивалях, выставках инженерной и робототехнической направленности Встраивание в учебный процесс: • Уроки информатики (на начальном уровне изучения); Уроки технологии и элективные учебные предметы в среднем звене • Факультативные занятия; • Спецкурсы; • Творческие объединения. 7. Ожидаемые результаты Результаты данного проекта в целом или частично могут быть востребованы в других образовательных учреждениях в связи с универсальностью задач, на решение которых направлен проект. Дальнейшее развитие программы заключается в расширении и углублении сферы использования робототехники на всех ступенях обучения. Направления Ожидаемые результаты Обновление совершенствование образования и 1. Обновление содержания урочной и внеурочной качества деятельности; 2. Обеспечение преемственности в организации и со- держании образовательного процесса в начальной и основной школе; 3. Качественное улучшение образовательных результатов учащихся при переходе из начальной школы в основную. 4. Внедрение информационных технологий в образовательный процесс, ставящих ученика в активную жизненную позицию Развитие системы талантливых детей поддержки 1. Расширение реальных возможностей для самореализации личности ребенка при расширении развивающего пространства школы; 2. Создание условий для личностноориентированного образования, развития творческого потенциала и интеллектуальных способностей каждого ребенка Развитие и обновление 1. Повышение педагогического потенциала компетентентности уровня профессиональной 2. Методическая и психологическая подготовка педаго- гов к внедрению ФГОС второго поколения в основной школе; 3. Осознание целесообразности разработки новой мо- дели информационной образовательной среды начальной школы, повышение компетентности в соответствии с содержанием проекта и признанными в современной педагогике ценностями образования, овладение адекватными методиками и технологиями профессиональной деятельности, самоопределение на личностный рост и развитие. 4. Методическая помощь учителям, внедряющих ИКТ, повышение мотивации педагогов к изучению и внедрению ИКТ. Современная образовательная 1. Организация информационной образовательной инфраструктура ОУ сре- ды для учащихся и педагогов школы. 2. Значительное улучшение материальнотехнической базы, создание комфортных условий для организации учебной и внеурочной деятельности учащихся начальных классов. 3. Внедрение информационных технологий в работу шуольной библиотеки. 4. Совершенствование работы сайта школы со всеми участниками образовательного процесса. 5. Создание совершенной медиатеки. Сбережение здоровья и 1. Разработка вариативных индивидуальных формирование культуры образова- тельных маршрутов учащихся с учетом возможностей системы дополнительного здорового образа жизни образования, выбора уровня сложности учебной деятельности, здоровья ребенка, его склонностей. 2. Медицинские исследования в рамках реализации проекта по развитию ИОС и здоровьесберегающей программы. Расширение школы самостоятельности 1. Мониторинг образовательного и педагогического потенциала имеющихся и возможных социальных партнеров школы (представители бизнес-структур, выпускники, родители и партнеры из различных областей социальной сферы и т.д.). 2. Реализация социальных проектов, направленных на расширение сотрудничества в области информатизации. Основным результатом деятельности школы по направлении робототехники, должна стать не система знаний, умений, навыков сама по себе, а набор ключевых компетенций в интеллектуальной, коммуникативной, информационной и прочих сферах. Формы предоставления результатов: 1. Публичные отчеты (промежуточный, итоговый); 2. Выступления педагогов на конференциях и семинарах; 3. Публикации педагогов в периодических изданиях и в методических сборниках; 4. Методические рекомендации для руководителей ОУ по организации развития робототехники в школе; 5. Специальная страница на сайте школы; 8. Факторы риска В ходе реализации проекта, могут возникать риски: Возможные риски Меры по минимизации рисков 1. Ухудшение здоровья детей и взрослых: ослабление зрения, нарушение осанки (т.к. детали конструктора мелкие и обязательна работа за компьютерами) • Выполнение освещенности, кабинетах; требований размещению СанПиН по компьютеров в • Проведение физкультминуток и соблюдение режима работы за ПК, проветривания, инструкции по ОТ. 2. Недостаточное финансирование • Поддержка спонсоров, попечительского совета; • Участие в конкурсах и грантовых проектах. 3. Непонимание со стороны учителей-предметников целей и задач проекта, которое обусловлено целым рядом объективных причин: Не все учителя психологически готовы к использованию робототехники в образовательном процессе и участию в межпредметных проектах. • Компенсировать негативные последствия возможно лишь организуя для учителей внутришкольное обучение, семинары, обучающие тренинги, образовательные поездки в ОУ, активно внедряющие робототехнику в образовательный процесс, а так- же проведение для родителей семинаров с приглашением специалистов, открытых занятий. • Постоянный контроль и наставничество со стороны учителя должны быть первоочередными. Отсутствие четких методических рекомендаций по использованию имеющихся конструкторов. • Мониторинг программы, анализ промежуточных результатов, постоянный контроль. • Развитие инженерного образования 4. Непонимание частью родителей обучающихся целей и задач инновации, и как следствие, повышение чувства тревоги за результат в изменившихся условиях педагогического процесса • Вовлекать родителей в активный процесс развития робототехники необходимо через обеспечение гарантированного уровня информационной открытости деятельности школы. 9. Финансирование (смета проекта) На данный момент в школе не достаточно наборов для качественного проведения проектов и подготовки к соревнованиям. Отсутствуют поля для подготовки и проведения соревнований. Представленные расходы будут направлены на расширение имеющихся наборов с целью перехода к соревновательной робототехнике и углубления по направлению программирования микроконтроллеров и проектирования цифровых устройств. Наименование статьи затрат Развитие материально – технического оснащения проекта Описание Цена Количество Итого • Методические пособия, электронные учебники 4000 1 4000 • Баннер 2000 5 10000 • 3D-принтер 500 000 1 500000 • Программное обеспечение 5000 5 25000 2 28000 в 3000 рублей 5 и за один выезд 15000 Развитие Обучение педагогов на 14000 компетентности курсах педагогов и обучающихся Участие соревнованиях олимпиадах республиканского уровня ИТОГО 567 000 рублей