Технопарк . Основы инженерной грамотности .

Управление образования Администрации

городского округа Электросталь Московской области

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Гимназия №4»

(МОУ «Гимназия №4»)

УТВЕРЖДАЮ.

Директор МОУ «Гимназия №4»

______________ И.И.Шеляпина

Приказ № 127-ОД/ОВ

от 26 августа 2016 г.

Рабочая программа по внеурочной деятельности

« Детский технопарк »

( инженерно - техническое направление )

Составитель: Райко Ирина Викторовна,

преподаватель внеурочной

деятельности

2016

1. Нормативно-правовая и документальная основа:

Данная рабочая учебная программа составлена в соответствии со следующими нормативно-правовыми документами:

- Федеральным законом Российской Федерации от 29.12.2012 года №273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации».

- «Санитарно-эпидемиологическими требованиями к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях», утверждёнными постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 29.12.2010 года №189.

- Федеральным государственным образовательным стандартом начального общего образования, утвержденным приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 06.10.2009 № 373, с изменениями, утверждёнными приказами Минобрнауки России от 26.11.2010 №1241, от 22.09.2011 №2357.

- Типовым Положением об общеобразовательном учреждении в редакции Постановлений правительства Российской Федерации от 10.03.2009 № 216.

- Федеральным компонентом государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего общего образования, утвержденным приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 05.03.2004 № 1089

- Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 31.03.2014 №253 «Об утверждении федерального перечня учебников, рекомендуемых к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования»

- Письмо Министерства образования РФ от 2.04.2002 г. № 13-51-28/13 «О повышении воспитательного потенциала общеобразовательного процесса в ОУ.

- Методические рекомендации о расширении деятельности детских и молодежных объединений в ОУ (Письмо Минобразования России от 11.02.2000 г. № 101/28-16).

- Национальной стратегией действий в интересах детей на 2012–2017 гг. утверждена Указом Президента РФ от 1 июня 2012 г. N 761;

- Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам (утв. приказом Министерства образования и науки РФ от 29 августа 2013 года № 1008);

- Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 4 июля 2014 г. N 41 г. Москва "Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 "Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей"

2. Пояснительная записка

Наличие в современном мире безграничного информационного пространства  уже на начальном этапе обучения требует умения принимать информацию, уметь её анализировать, выдвигать гипотезы, строить предположения.

Любознательность младшего школьника, пытливость его ума, быстрая увлекаемость новым заставляет расширять границы информационного пространства, предлагаемая программа позволяет в большем объеме и более разнопланово донести до ребенка неизвестное, загадочное, тайное, открывая перед ним горизонты информационного поля. 

Актуальность :Институт современных медиа по заказу телеканала "Наука" в июне 2016 года провёл всероссийский опрос в городах с населением свыше 100 тысяч человек, посвященный отношению населения к российской науке. Общее число опрошенных – 1600 человек.

О достаточно высоком авторитете российской науки можно судить по ответам респондентов на вопрос: "Хотели бы Вы, чтобы Ваши дети работали в научной сфере?". Больше половины — 58% россиян — ответили, что хотели бы, чтобы их дети работали в науке. Причём мужчины говорят об этом чаще , чем женщины.

Среди различных сфер науки наибольший интерес для россиян представляют медицина, биология (этими сферами науки интересуются 39% опрошенных), космос, авиация (29%) и машиностроение, автомобилестроение (29%).

Современные дети все больше проявляют интерес к новым технологиям , программированию и робототехнике , но школьное образование не позволяет дать достаточный объем знаний по этим инженерным технологиям Поэтому и возникает необходимость создания внеурочной деятельности инженерного направления « Детский технопарк » . « Детский технопарк » поможет талантливым ребятам освоить самые перспективные инженерно – технические профессии и в дальнейшем найти себе применение на промышленных предприятиях ( профориентация учащихся ) .

Современные требования к инженерному образованию предполагают

подготовку профессионалов, способных к комплексной исследовательской,

проектной и предпринимательской деятельности, направленной на

разработку и производство конкурентоспособной научно-технической

продукции и быстрые позитивные изменения в экономике страны. Инженерное образование сегодня формирует экономический потенциал страны, именно с повышением качества последнего связаны надежды на выход России из социально-экономического кризиса.

Основная цель занятий : Раскрытие потенциала подрастающего поколения и формирование начального уровня инженерно-технических и информационно-технологических компетенций у учащихся на основе проектной ( создание динамических подвижных и неподвижных моделей ) научно-исследовательской деятельности.

Цели : 

 Образовательные :

- Формирование устойчивого познавательного интереса.

-Формирование  умения анализировать полученную информацию, применять полученные сведения в процессе учения.

Развивающие :

- Создание условий для развития у учащихся потребности в ненасыщаемости познавательных процессов в учебной деятельности.

- Развитие интереса к познанию неизвестного в окружающем мире, осуществление подготовки к самостоятельному изучению научно-популярной литературы.

Воспитательные :

-Воспитание коммуникативно-активной и коммуникативно-грамотной личности.

-Воспитание  ищущего, информационно всесторонне развитого, творческого, человека, уважительно  относящегося к разным точкам зрения, человека умеющего не догматично принимать информацию, а уметь её анализировать и опровергать.

Задачи программы:

- Укрепление интереса к техническому творчеству и развитие инновационно – новых объектов для исследования .

- Создание условий для ускоренного развития детей в научно – технологической сфере .

- Развитие их воображения и эмоциональной сферы.

- Укрепление интереса к познанию окружающего мира, к учебным предметам научного цикла.

- Развитие у детей интереса к проектной деятельности ;

- Обучение детей технически грамотному представлению проекта ;

- Развитие базовых профессиональных компетенций и навыков учащихся в инженерно-техническом направлении.

- Создание моды на техническое творчество, увеличение доли учащихся в объединениях технической направленности и имеющих мотивацию к технической деятельности.

- Формирование среды для реализации проектов в научно-технической сфере школьников.

- Профориентация технически направленных школьников. Развитие интереса к профессии, востребованной на региональном рынке труда.

На внеурочных занятиях « Детский технопарк » учащиеся могут получить знания по таким направлениям как киберфизика, авто-, космо-, аэромоделирование, нейро-, биотехнологии, программирование . На занятиях учащиеся знакомятся с 14 техническими направлениями: робоквантум,  авиаквантум, автоквантум, гелеоквантум, ноухауквантум (изобретательство), радиоквантум, ITквантум, dataквантум (геоинформатика), биоквантум (биоинженерия), энерджиквантум, космоквантум, наноквантум, нейроквантум (нейротехнологии), экоквантум.

Школьники будут учиться проектировать и создавать дистанционно – пилотируемые модели , изучать основы космонавтики , получать навыки в области нейротехнологии и робототехники .

На занятиях учащиеся знакомятся с разделами , которые называются кванториумы . Кванториумы – это современные лаборатории и мастерские по разным техническим направлениям , где будут созданы условия для раскрытия потенциала школьников , имеющих склонность к инженерному творчеству и научной работе . В  «Кванториумах» дети в игровой форме осваивают самые передовые технологии, получают практические навыки их применения. Сначала дети осваивают простые инженерные навыки , языки программирования , базовые научные методы и оборудование. После полугода занятий в каждом квантуме слушатели должны создать проект или принять участие в соревнованиях . « Детский технопарк » со школьной скамьи готовит новое поколение ученых и инженеров .

«IT-квантум» – где школьники, начиная с младших классов, знакомятся с программированием и защитой информации; выполняют задания по криптографии, стеганографии, поиску уязвимости веб-приложений и другим аспектам компьютерной и информационной безопасности , реверс-инжиниринг программного обеспечения на мобильных и встраиваемых платформах, таких как Android, iOS, а также изучат архитектуру ARM и AVR. 

«Биоквантум»-школьники знакомятся  с микробиологией и биотехнологиями. «Микробиология и биотехнология» направлена на формирование у обучающихся представлений и практических навыков в области биотехнологии. Биотехнология – активно развивающаяся отрасль современной прикладной биологии, поэтому данная образовательная программа также направлена на формирование у обучающихся профессионального интереса к данному направлению. Человечество для своих нужд с давних пор широко использовало многие процессы, не догадываясь об их микробиологической природе. Генная и клеточная инженерия являются важнейшими методами (инструментами), лежащими в основе современной биотехнологии. Методы клеточной инженерии направлены на конструирование клеток нового типа. Они могут быть использованы для воссоздания жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, для объединения целых клеток, принадлежавших различным видам с образованием клетки, несущей генетический материал обеих исходных клеток, и других операций.

«Робоквантум» – в этом разделе ученики знакомятся с мехатроникой и прикладным программированием. Команды осваивают передовые технологии в области электроники, мехатроники и программирования, получают практические навыки их применения. Программа разработана совместно с компанией Lego education. Понимание принципов работы, возможностей и ограничений технических устройств, предназначенных для автоматизированного поиска и обработки информации; развитие лидерских качеств и аналитического мышления. Далее ученики приступят к разработке стратегий навигации для передвижения в знакомой и незнакомой среде, изучение возможностей применения мобильных роботов для различных задач, проектирование современных систем управления.

«Энерджиквантум» – в этом блоке изучают азы  маломерного  инновационного судостроения. Актуальность и необходимость данной временной энергетики, необходимостью широкого внедрения экологичных возобновляемых источников энергии, а также широким распространением индивидуального транспорта . Курс, на основе реальной практической деятельности, даёт возможность обучающимся почувствовать себя в роли инженера-проектировщика, дизайнера, пилота водного судна, маркетолога, а также создаёт условия для дифференциации и индивидуализации обучения.

Участники проекта изучат основы судостроения, основы возобновляемой энергетики и принципы создания современных транспортных средств. Проектные команды произведут сборку корпуса судна, освоят основы и получат практику судовождения, а кроме того – приобретут знания по кинематической физике, физике химических источников тока, материаловедению, освоение основ гидродинамики, электротехники, фотоники, бизнес-планирования. Кроме того, участники получат ценные навыки командной работы.

«Аэроквантум» – посвящается  знакомству с созданием беспилотных летательных аппаратов (дронов) и т.д. Малая беспилотная авиация – одна из интенсивно развивающихся технологий, способная в ближайшее время изменить облик мира.

« Геоквантум » - Каждый объект, находящийся на Земле, имеет координаты (широта, долгота), позволяющие точно определить, в какой точке пространства находится объект. Помимо этого можно определять свойства объекта: какой он формы и размера, на какой высоте находится и в каком направлении движется, его цвет, температуру, загрязнение, плотность и другие параметры, позволяющие исследовать объект или явление и его изменения во времени. Технологии измерений и сбора пространственной информации с помощью наземных, воздушных и космических устройств, её обработки и представления, постоянно развиваются и становятся с каждым днем доступнее для использования в повседневной жизни.

Люди каждый день используют сложнейшие системы, например ГЛОНАСС (навигация), ГИС (геоинформационные системы) и карты (поиск адреса, маршруты движения), не замечая всей их сложности за удобными сервисами (такими, как “Яндекс.Карты”).

Школьники получат знания, которые позволят им понять основы устройства окружающего мира, законы развития природных явлений, получат навыки в применении геоинформационных инструментов и больших массивов данных. Смогут реализовывать индивидуальные и коллективные проекты в сфере исследования социальной среды и окружающего мира; начать использовать в повседневной жизни навигационные сервисы, космические снимки; собирать данные об объектах на местности (например, деревья и леса, дома города, поля, горы, реки, памятники и др.); разрабатывать проекты, направленные на улучшение качества жизни в регионе; изучать отдельные процессы, природные и техногенные явления.

В течении всего курса занятий учащиеся вовлечены в решение технологических производственных задач , проходят многочисленные профессиональные пробы , в том числе и на профессии будущего . Среди таких профессий уже существуют : полимеханик , оператор медицинских робот , нано – проектировщик , специалист по 3D моделированию местности и объектов . Внимание уделяется профессиям , которые популярны сейчас .

3. Формы учета знаний и умений, система контролирующих материалов для оценки планируемых результатов освоения программы внеурочной деятельности

Программа внеурочной деятельности по инженерно – техническому направлению « Детский технопарк », предполагает обучение на трех основных уровнях: первый - информативный, который заключается в изучении инновационных технологий в науке и технике ; второй — инженерный заключается в разработке и создании проекта нового и ранее не использованного , третий – заключительный – это защита своего проекта и обозначение значимости в жизни человека .

Основными формами учёта знаний и умений на первом уровне будут: анкетирование детей; тестирование на проверку знаний учащихся, практические работы , на втором уровне : проверка и контроль разработки учащегося , на третьем уровне : проверка проекта и соответствие созданной модели данному проекту .

Учет знаний и умений для контроля и оценки результатов освоения программы внеурочной деятельности происходит путем архивирования творческих работ обучающихся, накопления материалов по типу «портфолио».

Контроль и оценка результатов освоения программы внеурочной деятельности зависит от тематики и содержания изучаемого раздела. Подобная организация учета знаний и умений для контроля и оценки результатов освоения программы внеурочной деятельности будет способствовать формированию и поддержанию ситуации успеха для каждого обучающегося, а также будет способствовать процессу обучения в командном сотрудничестве, при котором каждый обучающийся будет значимым участником деятельности.

Реализация образовательной программы должна способствовать:

формированию инженерного мышления;

организации целенаправленной профориентационной работы споследующим осознанным выбором выпускником профессиональной траектории;

- приобщению к инновационным проектам, дающим обучающимся первые профессиональные навыки работы на современном технологическом оборудовании и позволяющим вести проектную деятельность с полным технологическим циклом: от идеи к проекту, модели и выпуску изделия.

4 .Тематическое планирование программы « Детский технопарк »

Цель:

Категория слушателей: обучающиеся 5 классов

Срок обучения:1 год

Режим занятий: 1 час в неделю, 34 часа в год

Календарно-тематическое планирование.

( 5 классы )

№	Темы занятий	Основные виды деятельности	Плановые сроки
1 направление – Биоквантум
1	Основные виды инноваций в микробиологии и биотехнологии .	Знакомство с основными видами инноваций в микробиологии и биотехнологии .	01-02.09
2	Что такое генетика ?	Знакомство с генетикой и основными достижениями в генетике .	05-09.09
3	Генная и клеточная инженерия .	Знакомство с генной и клеточной инженерией и с конструированием клеток нового типа .	12-16.09
4	Нанотехнологии в медицине – наше будущее	Знакомство с основными видами нанотехнологий в медицине .	19-23.09
5	Защита проекта по биотехнологиям .	Изобретательство и рационализация учащихся . Внесение предложений в биотехнологии и микробиологии учащимися	26-30.09
6			03-07.10
2 направление - IT-квантум
6	Основные виды защиты информации .	Знакомство с основными видами защиты информации , поиск уязвимости веб-приложений и другой компьютерной и информационной безопасности , реверс инжиниринг программного обеспечения на мобильных и встраиваемых платформах. Выполнение заданий по защите информации .	03-07.10
7	Криптография и стеганография .	Выполнение заданий по криптографии и стеганографии .	10-14.10
8	Компьютерная графика и дизайн . Знакомство с программой Paint.	Знакомство с основными видами компьютерной графики и дизайном , выполнение задания в программе Paint .	17-21.10
9	Редактирование изображений через диспетчер Microsoft Office и создание презентации - Microsoft Power Point .	Редактирование изображений через диспетчер Microsoft Office и создание презентации через Microsoft Power Point .	24- 28.10
10	Отцифровка визуальной информации - Windows Movie Maker	Знакомство с программой Windows Movie Maker	07.11-11.11
11	Отцифровка визуальной информации - Pinnacle studio .	Знакомство с программой Pinnacle studio .	13-18.11
12	Технология компьютерного 3 D моделирования .	Знакомство с программой компьютерного 3 D моделирования .	21 -25.11
13	Защита проекта по IT- технологиям.	Изобретательство и рационализация учащихся .	28. 11 – 02.12
3 направление - Робоквантум
14	Нанобудущее в робототехнике .		05-09.12
15	Робототехника WEDO.	Познакомить детей с разделом Конструирование RoboLab; познакомить детей с панелью инструментов, функциональными командами; составить программу в режиме Конструирования.	12-16.12
16	Рычащий лев .	Собрать модель рычащий лев с электронным управлением с использованием идентификационных карт , программирование собранной модели .	19-23.12
17	Умная вертушка	Собрать модель умная вертушка с электронным управлением с использованием идентификационных карт, программирование собранной модели .	09-13.01
18	Защита проекта « Создание нанотехнологий с помощью конструктора Лего » .	Изобретательство и рационализация учащихся .	16-20.01
4 направление - Геоквантум
19	Природные и техногенные явления .	Знакомство учащихся с природными и техногенными явлениями .	23-27.01
20	Навигационные системы ( Глонасс , Гис , Яндекс карты ) .	Знакомство учащихся с навигационными системами ( Глонасс , Гис , Яндекс карты ) .	30.01-03.02
21	Космические снимки .	Знакомство с космическими снимками и правилами их выполнения .	06-10.02
22	Применение нанотехнологий в изучении социальной среды и окружающего мира .	Знакомство с основными видами нанотехнологий в изучении социальной среды и окружающего мира.	13-17.02
23	Технология измерений и сбор пространственной информации с помощью наземных , воздушных и космических устройств .	Знакомство с технологиями измерений и сбором пространственной информации с помощью наземных , воздушных и космических устройств .	20-24.02
24	Проект « Улучшение качества жизни в регионе»	Создание проекта « Улучшение качества жизни в регионе»	27.02-03.03
5 направление - Энерджиквантум
25	Азы маломерного инновационного судостроения .	Знакомство с основными азами маломерного инновационного судостроения.	06-10.03
26	Принципы создания современных транспортных средств .	Знакомство с основными принципами создания современных транспортных средств .	13-17.03
27	Проект « Создание экономичного современного транспортного средства »	Защита проекта « Создание экономичного современного транспортного средства »	20-24.03
6 направление - Аэроквантум
28	Общие положения по составлению эскизов. Масштаб .	Знакомство учащихся с общими положениями по составлению эскизов и с правилами масштабирования.	03-07.04
29	Проектирование моделей .	Знакомство с основными правилами по проектированию моделей .	10-14.04
30	Изготовление контурных моделей по чертежам и эскизам .	Изготовление контурных моделей по чертежам и эскизам .	17-21.04
31	Конструирование и моделирование макетов из бумаги .	Знакомство с основными видами конструирования и моделирования макетов из бумаги .	24-28.04
32	Бумажная модель самолета .	Создание учащимися бумажной модели самолета	01-05.05
33	Неподвижная авиамодель	Создание неподвижной авиамодели .	08-12.05
34	Электрифицированная игрушка - самолет.	Создание электрифицированной игрушки – самолет .	15-19.05
35	Авиамодель на дистанционном управлении .	Создание и запуск авиамодели на дистанционном управлении	22-26.05
36	Защита проекта « Создание нанотехнологий в авиамоделировании » .	Изобретательство и рационализация учащихся .	29-31.05

Список использованной литературы :

1. Атутов П. Р. Политехниеское образование и всестороннее развитие личности школьника. - М: Просвещение, 1984.

2. Брагин В. П., Булатов Н. П., Гаршенин В. Г., Павлов П. С., Сметанин Б. М., Цейтлин Н. Е., Шаферов В. П. Сборник «Техническое творчество», -М.,1956.

3. Балясная Л.K. Воспитание школьников во внеурочное время. М.: Просвещение, 1980. - 188 с.

4. Ремизова О.А. Исследовательская деятельность в научном обществе учащихся как начальный этап становления будущего специалиста // Актуальные вопросы развития образования и производства. -Н.Новгород, 2002. С. 64.