Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

гимназия № 177 Красногвардейского района Санкт-Петербурга

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

внеурочной деятельности

«Поиск»

на 2021-2022 учебный год

для учащихся 9-11 классов

(направление общеинтеллектуальное)

1 час в неделю (всего 34 часа)

Автор-составитель:

Филиппов Павел Александрович,

учитель информатики

Санкт-Петербург

Пояснительная записка.

Проблема развития исследовательских способностей обучающихся относится к числу приоритетных задач современного образования. Обучение с помощью исследовательской деятельности рассматривается сегодня как мощная инновационная образовательная технология, которая помогает обучающимся в познании окружающего мира и способствует развитию ключевых компетенций: социальных, коммуникативных и учебно-познавательных.

Рабочая программа ориентирована на примерную программу, составленную на основе федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего образования, утвержденная приказом Министерства образования РФ от 09.03.04. № 1312.

Программа “Поиск” ориентирована на внеклассную и внеурочную работу с учащимися 9-11 классов. Работа с учащимися ведется индивидуально, поэтому подключиться к исследовательской деятельности школьник может в любом классе. Для каждого обучающегося выстраивается индивидуальный маршрут исследования. Рабочая программа предусматривает изучение тем образовательного стандарта  с учетом межпредметных и внутрипредметных связей и возрастных особенностей учащихся.

Нормативная основа программы.

1. Федеральный закон "Об образовании в Российской Федерации" от 29.12.2012 N 273-ФЗ
2. Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. №1897 (далее ФГОС основного общего образования)
3. Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 31 декабря 2015 г., №1577 «О внесении изменений в Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования, утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. N 1897.
4. Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. N 1897 (зарегистрирован Министерством юстиции Российской Федерации 1 февраля 2011 г., регистрационный №19644) "Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования»,
5. Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации №1644 от 29 декабря 2014 г. «О внесении изменений в приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 1897 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования»» (зарегистрирован Министерством юстиции Российской Федерации 6 февраля 2015 г., регистрационный № 35915)
6. Постановление Правительства Российской Федерации от 5 августа 2013 г., №661 «Правила разработки, утверждения федеральных государственных образовательных стандартов и внесения в них изменений»
7. «Требования к структуре основной образовательной программы основного общего образования» ФГОС основного общего образования, раздел III, пункт 18.2.2 Приказа Министерства образования и науки от 17.12.2012 № 1897,
8. Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 31 марта 2014 года № 253 «Об утверждении федерального перечня учебников, рекомендуемых к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования»
9. Стандарт основного общего образования по информатике и ИКТ (из приложения к приказу Минобразования России от 05.03.04 № 1089) / Программы для общеобразовательных учреждений. Информатика. 2-11 классы: методическое пособие – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.
10. Распоряжения Комитета по образованию Санкт-Петербурга от 12.04.2021 №810-р «О формировании календарного учебного графика государственных образовательных учреждений Санкт-Петербурга, реализующих основные общеобразовательные программы в 2021-2022 учебном году»
11. Распоряжения Комитета по образованию Санкт-Петербурга от 21.03.2018 №1013-р «О формировании учебных планов государственных образовательных учреждений Санкт-Петербурга, реализующих основные общеобразовательные программы в 2021-2022 учебном году»
12. Учебный план ГБОУ гимназия № 177 на 2021-2022 учебный год.
13. Основная образовательная программа ГБОУ гимназии № 177 Красногвардейского района Санкт-Петербурга на 2021-2022 уч. Год.
14. Устав ГБОУ гимназии №177.

Цель программы.

        Программа “Поиск”  нацелена на активизацию познавательной деятельности учащихся; формирование исследовательских умений и навыков; поиск, анализ, критическую оценку, отбор информации; проектирование объектов и процессов; воспитание творческого подхода к интеллектуальному труду; закрепление и развитие теоретических знаний, полученных в процессе обучения; подготовку к написанию исследовательской работы.

Задачи программы.

1. Ознакомление с методами научного исследования, углубленное освоение учебного материала;
2. Изучение теоретических основ методики постановки организации и выполнения научных исследований;
3. Выполнение практических заданий, содержащих элементы научного поиска;
4. Получение навыка работы в научном коллективе;
5. Осуществление поиска, сбора, изучения, анализа и обработки информации для написания исследовательской работы;
6. Применение ИКТ при решении исследовательских задач;
7. выявление причинно-следственных связей в исследуемой работе;
8. Получение навыков научного описания результатов исследований и выступления на научных конференциях.

Требования к уровню подготовки обучающихся.

        Требования подготовки обучающихся соответствуют требованиям, установленными федеральными государственными образовательными стандартами, образовательной программой гимназии №177, требованиям к знаниям, умениям, навыкам, в рамках курсов  “Физика”, “Биология”, “Химия” обучающихся 9-11 классов, а также требованиями ГИА.

Учебно-методический комплекс (УМК). Особенности содержания и структуры УМК.

        Учебно-методический комплекс включает в себя:

1. Междисциплинарные исследовательские проекты на базе нанотехнологического комплекса NanoEducator LE. Методическое пособие для преподавателей.
2. Лабораторные работы для нанотехнологического комплекса NanoEducator LE. Учебное пособие;
3. Энциклопедия “Азбука нанотехнологий”;
4. Учебник “Основы сканирующей зондовой микроскопии”;
5. Список рекомендуемой литературы и информационных ресурсов;
6. СЗМ NanoEducator LE. Описание работы. Учебное пособие;
7. Тренажер СЗМ NanoEducator LE. Описание работы. Учебное пособие;
8. Устройство заточки игл. Описание работы. Учебное пособие;
9. Цифровой оптический микроскоп. Описание работы. Учебное пособие;
10. Поясняющие анимации, 3D модель СЗМ NanoEducator LE;

В учебных пособиях и описаниях работы в доступной форме представлена информация, позволяющая быстро освоить работу на всех устройствах, входящих в комплекс.

Тренажер СЗМ и набор поясняющих анимаций предназначен для быстрого приобретения навыков работы на реальном приборе.

Выполняя лабораторные работы из учебного пособия, учащиеся знакомятся с основами зондовой микроскопии, спектроскопии и литографии, приобретают навыки самостоятельной работы с нанокомплексом.

Энциклопедия “Азбука нанотехнологий” предоставляет обширный материал по нанотехнологиям и является базой для выбора тематики исследовательских работ.

Учебник “”Основы сканирующей зондовой микроскопии” служит для углубленного изучения метода СЗМ.

Информация о количестве учебных часов.

Рабочая программа  “Поиск” суммарно состоит из 108 часов, при недельной нагрузке 1 час в неделю. Из них 34 часа в 9 классе, 34 часа в 10 классе и 34 часа в 11 классе. В 1 четверти – 9 часов, 2 четверти – 7 часов, 3 четверти – 10 часов, 4 четверти – 8 часов. Так же работа может вестись и вне учебного заведения.

Технологии обучения, формы занятий.

        Приоритетной технологией при проведении занятий является технология проектно-исследовательской деятельности школьников. Также предлагается использовать приемы и других технологий, например технологии развития критического мышления.

Методы обучения:

• репродуктивные: объяснительно-иллюстративные (словесные: рассказ, объяснение, беседа, работа с учебником; наглядные методы: наблюдение, работа с наглядными пособиями, презентациями),
• проблемные методы (проблемное изложение учебного материала, создание проблемных ситуаций, побуждение к самостоятельной поисковой деятельности),
• проблемно-развивающие ( исследовательский, алгоритмический).

        Формы обучения – индивидуальная и групповая.

        При проведении исследовательской работы используются следующие формы занятий: занятие тренинг, лабораторная работа, индивидуальная консультация, исследовательская практика.

Виды итогового контроля.

Формой итогового контроля для исследовательской работы может быть: доклад, защита исследовательской работы, конференция на уровне ОУ, научно-практическая конференция на уровне района или города, конкурс.

Планируемые результаты.

В соответствии с ФГОС, курс нацелен на обеспечение реализации трех групп образовательных результатов: личностных, метапредметных и предметных. При проведении учебно-исследовательской работы учащийся узнает методы научного исследования, основы методики постановки, организации и выполнения научных исследований. Овладеет навыками поиска, сбора, анализа и первичной обработки информации, необходимой для проведения исследовательской работы, а так же формирования целей, задач и гипотез исследования. Будет уметь применять компьютерные технологии при проведении исследовательских работ, планировать и проводить научный эксперимент.

2.11 Общая характеристика программы.

Исследовательская работа – это такая деятельность учащихся, при которой решение творческой исследовательской задачи заранее не известно. При этом данная деятельность предполагает наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере: постановка проблемы,  изучение теории по выбранной проблематике, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, формулирование собственных выводов.

Опираясь на математику, физику, химию, биологию и информатику курс исследовательской работы помогает в закладывании основ естественнонаучного мировоззрения.

Большое место в курсе занимает технологическая составляющая, решающая метапредметную задачу исследовательской работы, определенную в ФГОС: формирование компетенций и компетентностей учащихся в учебно-исследовательской и проектной деятельности.

В соответствии с ФГОС, курс нацелен на обеспечение реализации трех групп образовательных результатов: личностных, метапредметных и предметных.

Важнейшей задачей исследовательской работы в школе является воспитание и развитие качеств личности, отвечающих требованиям современного общества. Многие составляющие  компетентности в учебно-исследовательской и проектной деятельности входят в комплекс универсальных учебных действий. Таким образом, часть метапредметных результатов образования в курсе исследовательской деятельности входят в структуру предметных результатов, т.е. становятся непосредственной целью обучения  и отражаются в содержании изучаемого материала. Поэтому курс несет в себе значительное межпредметное, интегративное содержание в системе основного общего образования.

Личностные,  метапредметные и предметные результаты   освоения учебно-исследовательской программы  “Поиск”.

Личностные результаты.

В ходе учебно-исследовательской программы “Поиск” формируются следующие личностные результаты:

1. Формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики. Курс формирует представления учащихся о науках, развивающих научную картину мира, ученики познакомятся с историей научных открытий по выбранной тематике, важнейшими научными открытиями и изобретениями, повлиявшими на прогресс в этой области. Ученики получают представление о современном уровне развития науки и перспективных направлениях научных исследований, в реализации которых в будущем они смогут принять участие.
2. Формирование  коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками и взрослыми в процессе образовательной,  учебно-исследовательской, творческой деятельности. Работа над исследовательской задачей требует взаимодействия между исполнителями проекта, в лице учащихся, а также между учениками и учителем, формулирующим задание для исследования, контролирующим ход его выполнения, принимающим результаты работы. В завершении работы предусматривается процедура зашиты  исследования перед коллективом класса, на школьной или городской конференции. Все это направлено на формирование коммуникативных навыков учащихся.

Метапредметные результаты.

В ходе учебно-исследовательской программы “Поиск” формируются следующие метапредметные результаты:

1. Умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности. При этом учащийся сможет: анализировать существующие и планировать будущие образовательные результаты; идентифицировать собственные проблемы и определять главную проблему; выдвигать версии решения проблемы, формулировать гипотезы, предвосхищать конечный результат; ставить цель деятельности на основе определенной проблемы и существующих возможностей; формулировать учебные задачи как шаги достижения поставленной цели деятельности.
2. Умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач. Обучающийся сможет: определять действия в соответствии с учебной и познавательной задачей, составлять алгоритм действий в соответствии с исследовательской задачей; обосновывать и осуществлять выбор наиболее эффективных способов решения своей исследовательской задачи; определять/находить, в том числе из предложенных вариантов, условия для выполнения исследовательской задачи, описывать свой опыт; планировать и корректировать свою индивидуальную образовательную траекторию.
3. Умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности ее решения. Обучающийся сможет: определять критерии правильности выполнения исследовательской задачи; анализировать и обосновывать применение соответствующего инструментария для выполнения исследовательской задачи; оценивать продукт своей деятельности по заданным и/или самостоятельно определенным критериям в соответствии с целью деятельности; обосновывать достижимость цели выбранным способом на основе оценки своих внутренних ресурсов и доступных внешних ресурсов; фиксировать и анализировать динамику собственных образовательных результатов.
4. Умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы.
5. Умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач. Обучающийся сможет: обозначать символом и знаком предмет и/или явление; определять логические связи между предметами и/или явлениями, обозначать данные логические связи с помощью знаков в схеме; создавать абстрактный или реальный образ предмета и/или явления; строить модель/схему на основе условий задачи и/или способа решения задачи; преобразовывать модели с целью выявления общих законов, определяющих данную предметную область; строить схему, алгоритм действия; анализировать/рефлексировать опыт разработки и реализации  исследования (теоретического, эмпирического) на основе предложенной проблемной ситуации, поставленной цели и/или заданных критериев оценки продукта/результата.
6. Умение применять смысловое чтение. Обучающийся сможет: находить в тексте требуемую информацию (в соответствии с целями своей деятельности); ориентироваться в содержании текста, понимать целостный смысл текста, структурировать текст; устанавливать взаимосвязь описанных в тексте событий, явлений, процессов; резюмировать главную идею текста; критически оценивать содержание и форму текста.  
7. Развитая мотивация к овладению культурой активного использования словарей и других поисковых систем. Обучающийся сможет: определять необходимые ключевые поисковые слова и запросы; осуществлять взаимодействие с электронными поисковыми системами, словарями; формировать множественную выборку из поисковых источников для объективизации результатов поиска; соотносить полученные результаты поиска со своей деятельностью.
8. Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учета интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать свое мнение.
9. Умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации для выражения своих чувств, мыслей и потребностей; владение устной и письменной речью, монологической контекстной речью.
10. Формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий.

Предметные результаты.

Исследовательская деятельность – это интегрированная составляющая учебного процесса. Предметные результаты такой деятельности ориентированы на формирование целостных представлений о мире у учащихся путем освоения систематических научных знаний и способов действий на метопредметной основе.

Тематическое планирование.

Учебная нагрузка определена из расчета 1 час в неделю. Общий объем занятий по программе 34 часа в 10 классе. Совместно с очными занятиями, предполагается самостоятельная работа вне школы.

Основные особенности программы “Поиск”

1. Зачастую учебное исследование в школе сводится к написанию реферата и собственно никакого исследования  и не проводится.   Для проведения полноценного учебного исследования необходимо научить школьников это делать. Поэтому в курсе предусмотрены тренинги, где рассматриваются различные теоретические и практические аспекты написания исследования.
2. При выполнении исследовательской работы, с учащимися, предусмотрены индивидуальные консультации для своевременного выявления затруднений на разных стадиях проведения исследования.
3. Исследовательская работа ведется с использованием нанотехнического комплекса NanoEducator LE, а это группа сложных и дорогостоящих приборов, поэтому перед проведением исследований, с помощью данного оборудования, необходимо провести обучение школьников, в ходе которого изучить:

• технику безопасности при работе с приборами, входящими в состав NanoEducator LE;
• конструкцию приборов;
• Описание работы на приборах, входящих в состав NanoEducator LE.

4. Перед началом исследования, учащиеся должны получить навыки работы на приборе с помощью виртуального тренажера.
5. Завершается исследовательская работа оформлением результатов исследования и защитой своей работы на конференции. На этом этапе также проводятся тренинги и консультации.

Содержание занятий в десятом классе.

Занятие 1. Что такое исследование.

Обсуждение представлений о слове “исследование”. Знакомство с понятием “исследование”. Что такое научное исследование. Различия между научными и бытовыми исследованиями. Современные научные исследования.

Занятие 2. Методы исследования.

Знакомство с различными методами исследования. Выбор метода исследования. Обсуждение темы: “Как влияет метод исследования на решение поставленной задачи”.

Занятие 3. Что такое эксперимент.

Эксперимент как главный способ получения научной информации. Проведение эксперимента. Достоверность полученных данных. Планирование и проведение эксперимента.

Занятие 4. Техника безопасности и основы работы с нанокомплексом.

        Изучение техники безопасности. Основы работы с научными приборами. Условия эксплуатации. Влияние вибраций на точность измерений. Основы САУ.

Занятие 5-6. Основы СЗМ.

        Физические принципы СЗМ. Основные компоненты СЗМ и их назначение. Области применения.

Занятие 7. Изучение конструкции нанокомплекса.

        Знакомство с конструкцией СЗМ NanoEducator LE с помощью 3D модели прибора.

Занятие 8-9. Работа с прибором. (Тренажер).

С помощью компьютерной программы-тренажера, обучающиеся осваивают: измерение резонансной частоты зондового датчика, выбор рабочих параметров, захват взаимодействия, сканирование по различным площадям с различной скоростью в туннельном и  силовом режимах, создают нано структуры в режиме зондовой литографии.

Занятие 10. Выбор темы исследования.

Обсуждение таких вопросов как: “Как выбрать тему собственного исследования?”, “Где почерпнуть идеи для исследования?”. Примеры тем для учебного исследования.

Занятие 11. Планирование и проведение исследования.

Беседа на тему: “Нужен ли план работы при проведении научного исследования?”. Разработка плана исследования на примере простейшей задачи.

Занятие 12-14. Планирование и проведение исследования.

Консультативные занятия. Формулирование темы исследовательской работы и гипотезы. Планирование своего исследования.

Занятие 15. Проведение исследования.

На консультации уточняется ход проведения исследования. Уточнение теоретической базы.

Занятие 16-22. Сбор материал.

        Проведение мероприятий по сбору материала для собственного исследования. Работа с NanoEducator LE.

Занятие 23-26. Обработка полученного материала.

Индивидуальная работа по обработке собранного материала. Занятия проводятся по запросу учащихся.

Занятие 27. Как сделать сообщение о результатах исследования.

Беседа “Что такое сообщение и доклад”. Как составить план своего доклада. Как оформить работу.

Занятие 28-29. Оформление работы.

Индивидуальная работа по оформлению своего исследования. Занятия проводятся по запросу учащихся.

Занятие 30. Как подготовиться к защите собственной работы.

Обсуждение: что такое защита работы, как делать доклад, как отвечать на вопросы.

Занятие 31. Подготовка работ к защите.

Консультации по вопросам подготовки исследовательских работ учащихся к защите.

Занятие 32. Тренировочная конференция.

Моделирование конференции, предполагающее доклад и ответы на вопросы.

Занятие 33-34. Защита исследовательской работы.

Участие в школьной конференции “Ильинские чтения” и других конференциях.

Распределение  часов для десятого класса.

Тематический план.

Материально-техническое обеспечение образовательного процесса.

Помещение кабинета физики, его оборудование (мебель и средства ИКТ) удовлетворяют требованиям действующих Санитарно-эпидемиологических правил и нормативов (СанПиН 2.4.2.2821-10, СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03).

В кабинете физики оборудовано рабочее место преподавателя и отдельная зона для проведения лабораторных и исследовательских работ с помощью нано комплекса NanoEducator LE. Рабочие места в этой зоне снабжены стандартным комплектом: системный блок, монитор, устройства ввода текстовой информации и манипулирования экранными объектами (клавиатура и мышь), привод для чтения и записи компакт-дисков, аудио/видео входы/выходы. К рабочем местам подключены различные приборы, входящие в состав нанотехнологического комплекса NanoEducator LE, как то: цифровой оптический микроскоп ПОЛАР-1, устройство для изготовления нанозондов, непосредственно прибор СЗМ NanoEducator. Отдельно два рабочих места отведены под тренажер.  При этом основная конфигурация компьютера обеспечивает пользователю возможность работы с мультимедийным контентом: воспроизведение и запись видеоизображений, возможность фотофиксации,  качественный стереозвук в наушниках, речевой ввод с микрофона, а также возможность сканирования и печати.