Статья "Развитие профессиональных компетенций инженера посредством ведения проектной деятельности"
статья

Развитие профессиональных компетенций инженера посредством ведения проектной деятельности

И.Ю.Васькова1, К.А.Кузьмина2, Н.А. Кузьмина1, Т.А. Кузьмин1

1 Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

Лицей № 387 имени Н.В. Белоусова Кировского района Санкт-Петербурга, ул. Зины Портновой д.25, к.2, литер А, 198206, Санкт-Петербург, РФ

2Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Кронверкский пр., д. 49, 197101, Санкт-Петербург, РФ

Согласно ФГОС, в работе над проектом школьники развивают навыки четырех типов: предметные, надпредметные, личностные и профессиональные. Освоение новых компетенций происходит в три этапа. Сначала школьники учатся достигать цели, организовывать свою деятельность, делать выбор, создавать модели и оценивать результаты. На втором этапе вырабатываются такие навыки, как умение определять разницу между желаемым и существующим состоянием проекта, оценивать потребность в его результатах, планировать ресурсы, выстраивать последовательность задач, конструктивно воспринимать оценку. На третьем этапе формируются компетенции, позволяющие успешно работать в специфической предметной среде.

Школьное образование, на наш взгляд, может стать первой ступенью в формировании профессиональных компетенций инженера.

Проектный метод воспитания будущих инженеров мотивирует школьников проводить исследования, моделировать и создавать инженерные разработки. Именно такие ученики становятся успешными абитуриентами, студентами, учеными.

В переводе с латинского, проект — «брошенный вперед». Тот, кто имеет замысел, одним броском задает себе направление и дистанцию движения. Уже в школе можно поставить перед собой важную техническую или научную проблему. Для создания качественного проекта, нужно решать много задач параллельно: проводить эксперименты, организовывать свою деятельность, развивать проектную культуру, фиксировать и представлять результаты. А также необходимо организовать лабораторное пространство правильным образом, чтобы развивать у школьника все необходимые компетенции. Такой способ организации, помогающий участникам сконцентрировать внимание и взять на себя ответственность за результаты, принят в ведущих технологичных компаниях.  

Одним из приоритетных направлений образовательного процесса в нашем лицее является организация исследовательской и проектной деятельности учащихся. По нашему мнению, именно такой род деятельности может являться основой для достижения выпускниками высокого уровня развития социальных компетенций и гражданских установок, обеспечение их готовности к дальнейшему обучению и деятельности в современной высокотехнологичной экономике, способствовать их профессиональному определению.

Лицей реализует профильные программы технической и естественно-научной направленности. Ежегодно от 87% до 100 % выпускников поступают в вузы, соответствующие профилям выпускных классов. Более 70% лицеистов выбирают профессию инженера. К экспериментально-исследовательской, конструкторской и проектной деятельности привлекаются учащихся 5-11 классов. Работа направлена на вовлечение лицеистов в научно-исследовательскую деятельность по приоритетной и перспективной в будущем области знаний - нанотехнологиям, на основе публичной апробации, признания результатов исследований ведущими специалистами, учеными и потребителями интеллектуального труда. Соответственно возрастным и психологическим особенностям детей, на каждой ступени предусмотрены свои технологии, формы и этапы деятельности учащихся, а также роль педагога. При этом сохраняется единство образовательного пространства. Были написаны учебные пособия для школьников [1,2]. Дополнительно были разработаны авторская образовательная программа дополнительного образования для школьников 5-11 классов.

 Лицеисты имеют возможность заниматься в «Наноклассе» по программе «Научно-исследовательский практикум по направлению нанотехнологии». В рамках обучения, учащиеся посещают специализированную лабораторию, расположенную в Президентском ФМЛ № 239 [3]. Для проведения занятий привлекаются квалифицированные инженеры из Университета ИТМО, а также специалисты из Института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова РАН. Изучение курса совместно с другими дисциплинами цикла естественнонаучных дисциплин способствует формированию у школьников современного естественнонаучного мировоззрения, освоения ими современного стиля физического мышления, готовит лицеистов к возможности изучения специальных дисциплин в области нанотехнологий.

В процессе реализации курса проходит ознакомление учащихся с современными достижениями физики. Педагоги стараются привить интерес к изучению современных достижений в области нанотехнологий, дать знания, позволяющие учащимся самостоятельно разбираться в этой науке. Задачами курса также являются расширение представления школьников о физической картине мира на примере знакомства со свойствами нанообъектов, реализация межпредметных связей, так как для развития нанотехнологий требуются знания физики, биологии, химии и других наук. У лицеистов, освоивших данную образовательную программу развиваются навыки, необходимые для творческой работы инженера, ученого, умение подготовить доклад, презентацию, научную речь, умение задавать и отвечать на вопросы по тематике доклада.

Экспериментально-методическое обеспечение вышеупомянутой лаборатории интегрировано в разрабатываемую образовательную программу, обеспечивающую:

• ознакомление учащихся с возможностями современной науки и технологии;

• активизацию исследовательской деятельности учащихся в естественных науках;

• содействие профессиональной ориентации учащихся;

• создание у учащихся позитивного образа инженера и научного работника;

• укрепление связей между школьным, научным и вузовским сообществами;

• привлечение новых педагогических работников для развития творческого потенциала учащихся;

• позиционирование школы в качестве центра технологической культуры как основы образовательных инициатив естественно-научного и профессионально-ориентированного образования.

Лаборатория имеет блочно-модульную структуру, адаптируемую к уровню знаний учащихся, их мотивации, имеющемуся ресурсу времени. Программа ориентирована на школы с углубленным преподаванием естественных дисциплин, имеющие профильные классы и центры творчества молодежи. Исходя из непрерывности образования, программа может быть гармонизирована с подготовкой кадров по наноиндустрии в системе высших учебных заведений, ведущих обучение по направлениям: наноматериалы, нанотехнологии и микросистемная техника, электроника и наноэлектроника, наноинженерия.

При реализации программы помимо более раннего начала учащимися творческой деятельности достигается образовательный эффект, определяемый фундаментализацией знаний; их междисциплинарным характером; конвергенцией физической и информационной составляющих образования; профессиональной ориентацией образования для формирования компетенций в выбранной сфере.

Как отмечалось ранее, приборно-инструментальная платформа предполагает два уровня оснащения нанолаборатории. Базовый уровень лаборатории обеспечивает получение базового образования в области фундаментальных свойств наноматериалов, включая исследование тепло- и электропроводности, диэлектрической и магнитной проницаемости. Сформированы многофункциональные компьютеризированные стенды, управляемые с рабочего места преподавателя (4 шт.), содержат набор экспериментальных приборов и систему доступа к компьютерной сети и к сети Интернет. Для изучения структурно-морфологических наномасштабных объектов фирма NT-MDT предоставила лицею серийно выпускаемый атомно-силовой микроскоп Solver NEXT, позволяющий изучать объекты органической и неорганической природы с возможностью проведения физических, химических и биологических экспериментов.

Формируемый творчески-ориентированный лабораторный уровень обеспечивает решение междисциплинарных задач. Состав нанолаборатории этого уровня позволяет осуществлять атомную микроскопию объектов и реализовать ряд технологических операций с использованием неорганических и биоорганических материалов, в том числе нанолитографию, нанокластерную и молекулярную сборку. Фактически учебный цикл включает лабораторные работы по физике, химии и биологии, в том числе исследование структуры биополимеров, создание наноразмерных дифракционных решеток, формирование молекулярных электронных цепей, создание биодетекора на основе массива ДНК. Доступность 3D-печати обеспечивает индивидуализацию процесса: можно сделать именно тот объект, который нам нужен — удобную кнопку, подходящий по размерам и конфигурации корпус, нужная деталь. Так можно создавать новые вещи, например, свой тестирующий прибор для различного применения.

В результате данной работы происходит формирование у учащихся комплекса компетенций, которые необходимы для освоения профессии инженера, а также происходит осознанный выбор наших лицеистов дальнейшего образовательного маршрута. На наш взгляд, благодаря организации подобной деятельности, уже на ступени общего образования начинается профессионально-ориентированная подготовка будущих инженеров.

Литература

 [1]        А.В. Андреева, К.А. Кузьмина, Методические указания по выполнению и оформлению учащимися научно-исследовательских работ в области нанотехнологий в домашних условиях (без специального оборудования), рукопись в печати

[2]        А.В. Андреева, Ю.В. Баулин, К.А. Кузьмина, В.В. Лучинин, Н.А.  

Лютецкий, Нанотехнологии и микросистемная техника. Междисциплинарный курс лекций для дополнительного образования, рукопись в печати

[3]        А.В.Андреева, А.С.Иванов, В.М.Кутузов, В.В.Лучинин, М.Я.Пратусевич, Развитие способностей и профессиональной ориентации молодежи в наноиндустрии,Наноиндустрия, 2013, №1