Школа будущих IT-инженеров

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.

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 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:

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.

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.

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.

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.