CC BY
233
► СЛОВО МОЛОДЫМ УЧЕНЫМ
УДК 373.1 ББК 74.26
конвергентный подход к проектированию дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ
CONVERGENT APPROACH TO THE DESIGN OF ADDITIONAL GENERAL EDUCATIONAL PROGRAMS
Градов Михаил Владимирович
Аспирант ГАОУ ВО «Московский городской педагогический университет», заместитель директора Государственного бюджетного общеобразовательного учреждения города Москвы «Школа № 922» Е-mail: fidelio.81@mail.ru
Gradov Mikhail V.
Post-graduate student at Moscow City University, Deputy Director of Moscow State School № 922 E-mail: fidelio.81@mail.ru
Аннотация. В статье рассматривается один из новых подходов, который осуществляется при получении образования в современной школе. Этот подход позволяет нивелировать границы между учебными дисциплинами и формировать у школьников компетенции, необходимые для целостного восприятия окружающего мира. В статье приводится примерная дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности, разработанная на основе конвергентного подхода. Эта программа позволяет оказывать обучающимся существенную помощь в их предпрофессиональной подготовке в рамках предпрофильного и профильного обучения, а также и раскрывать таланты школьников в абсолютно различных, но очень интересных и
Abstract. The article deals with one of the new approaches that is carried out in education in modern school. This approach makes it possible to level the boundaries between academic disciplines and to form students' competencies necessary for a holistic perception of the world around them. The article provides an example of an additional General educational program, technology-oriented, developed on the basis of a convergent approach. This program allows us to provide students with significant assistance in their pre-training in the framework of pre-profile and specialized training, as well as to reveal the talents of students' in a completely different, but very interesting and modern areas of educational activity. The proposed methods will be of interest to the Deputy Director for
современных направлениях образовательной деятельности. Предложенные методы предназначены заместителям директора по учебно-воспитательной работе и содержанию образования, учителям-предметникам, педагогам дополнительного образования, организаторам дополнительного образования в школе.
Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты, дополнительное образование, конвергенция, конвергентный подход, образование, проектирование дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы, техническая направленность.
В современной российской системе образования в рамках целого ряда нормативных документов [1-3] постепенно формируется новый механизм синтеза различных областей знаний - технологической, производственной и социальной. Одной из приоритетных целей обучения становится получение обучающимися комплексных умений и навыков в предметных дисциплинах, которые раскрывают перед школьниками новые возможности их развития в актуальных научных направлениях. Реализация этой цели соотносится с введением исследователями Уильямом Симс Бейнбриджем, Майклом Роко такого понятия, как «эпоха конвергентности» [4]. Методологию стирания междисциплинарных границ между научным и технологическим знанием они называют конвергентным подходом.
Осуществление конвергентного подхода в образовании школьников в логике осуществляющихся изменений в системе общего образования позволило Т. С. Фещенко и Е. А. Шестаковой выразить мысль, что «в современных условиях особое значение для развития системы <...> образования, <...> подготовки школьников к успешной социализации в мире будущего имеет разработка и внедрение в практику школьной жизни конвергент-но-ориентированных основных образовательных программ и дополнительных профессиональных программ подготовки учителя, способного реализовывать эти программы» [5], и сформулировать определение конвергентного образования: «конвергентное образование - это целенаправленный процесс формирования компетенций, необходимых для жизни и трудовой деятельности в эпоху конвергентных наук и технологий» [5].
В условиях данного подхода в процессе обучения рассматривается междисциплинар-ность предметов, которые пересекаются между собой в одной программе как в общем, так и в дополнительном образовании [6-8]. Реализация такой программы позволяет обучающемуся достигать более высоких результатов. По мнению исследователя М. В. Ковальчука, основоположника данного подхода в России, это принципиально новый тип мышления, который будет способен стереть границы между дисциплинами. Он подчеркивает очевидность того, что «современное деление на многочисленные науки, отрасли, подотрасли - во многом условное,
educational work and the content of education, subject teachers, teachers of additional education, organizers of additional education at school.
Keywords: unmanned aerial vehicles, additional education, convergence, convergent approach, education, design of additional general education program, technical orientation.
создано самим человеком для более простого и удобного осмысления, систематизации получаемых им научных знаний. Обобщенно можно говорить, что изучаются различные формы существования материи, ее организации и движения. При этом не уделяется внимание связям между этими формами и их взаимному влиянию. Между тем именно эти глубинные связи в первую очередь определяют структуру окружающего нас мира» [9]. М. В. Ковальчук также выделяет НБИК-конвергенцию, что означает комбинацию четырех областей науки - нанотех-нологии, биотехнологии, информационные и когнитивные технологи.
Таким образом, с помощью конвергентного подхода при проектировании и реализации обучающих программ у школьников может сформироваться целостное восприятие окружающего мира [10-12], а педагоги, реализуя эти программы, смогут оказать существенную помощь в предпрофессиональной подготовке обучающимся в рамках предпрофиль-ного и профильного обучения. Реализация конвергентного подхода в учебном процессе образовательной организации обусловлена разработкой педагогическими коллективами ряда обучающих программ, сочетающих элементы общего и дополнительного образования. Примером такой конвергентной дополнительной общеразвивающей программы технической направленности является программа «Беспилотные летательные аппараты» (авторы -педагоги дополнительного образования А. Б. Туманов, С. В. Автаев, М. В. Градов), которая проходит апробацию на базе одного из московских образовательных учреждений.
Пояснительная записка
Введение
В современном мире беспилотные летательные аппараты (далее - БПЛА) приобретают все большую популярность в качестве легких и недорогих инструментов для исследования, воздушных съемок. В России ведутся разработки по внедрению БПЛА в областях экологической и сельскохозяйственной деятельности, а также при решении различных задач мониторинга местности, контроля инфраструктуры, спасения, охраны и обороны в интересах различных ведомств.
Разработка БПЛА - одно из наиболее перспективных направлений развития современной военной авиации. Беспилотники, или дроны, привели к значительным изменениям в тактике ведения боевых действий. Данная программа реализуется в технической направленности. Занимаясь по ней, обучаемые приобретают базовые теоретические навыки в области аэродинамики, электроники и робототехники, а также практические навыки по сборке, программированию и пилотированию БПЛА.
Актуальность программы
Актуальность программы заключается в том, что в настоящий момент в России активно развиваются нанотехнологии, электроника, механика и программирование и имеются благоприятные условия для развития информационных технологий.
Программа отвечает потребностям детей в техническом творчестве, ориентирована на решение личностных проблем ребенка и соответствует социальному заказу общества в подготовке технически грамотных специалистов. Программа имеет личностно-ориен-тированный подход и составлена так, чтобы каждый ребенок имел возможность свободно выбрать наиболее интересный объект работы, приемлемый для него.
Данная программа, помимо теоретического изучения БПЛА, имеет также и практическую направленность, так как в настоящее время наиболее наукоемкие отрасли экономики и производства имеют высокую степень автоматизации, роботизированности, что, в свою очередь, рождает спрос на высококвалифицированные кадры, а также изобретателей.
Педагогическая целесообразность
Педагогическая целесообразность программы состоит в том, что через изучение и овладение знаниями технических характеристик и информационных технологий у обучаемых формируется техническое мышление и готовность к разработке и внедрению инноваций в современную жизнь. В процессе сборки и программирования БПЛА обучаемые получат дополнительное образование в области аэродинамики, физики, механики, электроники и информатики и научатся применять теоретические знания на практике.
Отличительной особенностью программы является то, что она базируется на трудах Н. Василина «Беспилотные летательные аппараты» и группы ученых под руководством М. Павлушенко и имеет, помимо четкой научно-технической направленности, цель раннего самоопределения личности, в соответствии с рекомендациями трудов Д. И. Фель-дштейна, в частности, по психологии развития человека как личности.
Цель программы: развитие технических способностей обучающихся посредством их приобщения к проектированию, конструированию, изучению летательных свойств и пилотированию БПЛА в системе школьного дополнительного образования на знаниевой базе ряда учебных дисциплин: физики, математики, информатики, технологии, химии, а также формирование раннего профессионального самоопределения и интереса к изобретательству.
Задачи программы:
Обучающие
• познакомить с правилами безопасной работы с инструментами, необходимыми при сборке БПЛА, программировании и организации полетов;
• ознакомить с историей развития БПЛА;
• обучить приемам и навыкам работы по сборке моделей;
• обучить базовым навыкам полетов на БПЛА;
• дать первоначальные знания по устройству БПЛА, ознакомить с технической терминологией, названиями и назначением узлов;
• научить основным приемам программирования полетного контроллера БПЛА;
• научить работать в команде и находить свою роль в коллективной работе.
Развивающие
• развить образное, пространственное и логическое мышление, навыки работы на ПК;
• развить конструкторские способности, интерес к конструкторской деятельности;
• развить мелкую моторику в процессе конструирования моделей;
• развить интерес к техническим видам спорта, дисциплинированность, стремление добиться результата;
• развить англоязычный словарный запас.
Воспитательные
• воспитать ответственное и бережное отношение к своему и коллективному труду и привить чувство ответственности за выполнение поставленной задачи;
• воспитать организованность и самодисциплину в работе, уважение к инженерному труду.
Форма обучения: групповая.
Методы обучения: словесный (рассказ, беседа, лекция), наглядный (показ, демонстрация, экскурсия); практический.
Категория обучающихся: 14-17 лет.
Срок реализации: 1 год.
Общее количество часов, отведенных на реализацию программы: 76 часов (таблица). Каждая группа занимается 1 раз в неделю по 2 часа соответственно с перерывом в 15 минут в соответствии с СанПиНом 2.4.4.3172-14.
Планируемые (ожидаемые) результаты освоения программы
К концу обучения учащиеся:
• будут знать правила безопасной работы с инструментами, необходимыми при сборке БПЛА, программировании и организации полетов, историю развития БПЛА,
• будут владеть приемами и навыками работы по сборке моделей, базовыми навыками полетов на БПЛА, иметь первоначальные знания по устройству БПЛА,
• будут владеть технической терминологией, знать названия и назначение узлов БПЛА;
• будут владеть основным приемам программирования полетного контроллера БПЛА;
• будут уметь работать в команде и находить свою роль в коллективной работе;
• получат развитие образного, пространственного и логического мышления, навыков работы на ПК, а также конструкторских способностей;
• повысят интерес к конструкторской деятельности;
• получат развитие мелкой моторики в процессе конструирования моделей;
• получат развитие интереса к техническим видам спорта, дисциплинированности;
• научатся добиваться результата;
• пополнят англоязычный словарный запас;
• научатся ответственно и бережно относиться к своему и коллективному труду и выполнять поставленные задачи, организовывать свою работу;
• проникнутся уважением к инженерному труду;
• создадут свой исследовательский проект.
Таблица
Учебно-тематический план
№ Название разделов Количество часов Формы контроля
всего теория практика
1 Введение 3 3 0 Проверка знаний техники безопасности
2 Теоретические основы материальной части 3 3 0 Текущий контроль
3 Устройство БПЛА. Радиоаппаратура управления 6 3 3 Текущий контроль
4 Сборка БПЛА 10 1 9 Текущий контроль
5 Обзор программного обеспечения Mission Planner. Настройка регуляторов, программирование контроллера 6 2 4 Опрос
6 Динамика управления летательными аппаратами. Решение задач 4 1 3 Опрос
7 Техника безопасности. Подготовка к полетам 3 1 2 Итоговый контроль знаний теории
8 Основы гидроаэродинамики летательных аппаратов 2 2 0 Опрос
9 Настройка пульта управления. Настройка полетных режимов. Полеты на симуляторе 3 1 2 Проверка знаний техники безопасности. Текущий контроль
10 Техника безопасности. Общие правила пилотирования. Подготовка к полетам. Взлет, базовые фигуры, посадка. Послеполетная подготовка 15 1 14 Проверка знаний техники безопасности. Текущий контроль
11 Техника безопасности. Общие правила пилотирования. Подготовка к полетам. Взлет, сложные фигуры, посадка. Послеполетная подготовка 12 1 11 Итоговый контроль практических навыков
12 Мониторинг животного мира с помощью БПЛА 9 1 8 Защита научно-исследовательского проекта
Итого 76 20 56
Содержание программы
1. Введение. Инструктаж по технике безопасности
Знакомство с обучаемыми. Объяснение значения беспилотных летательных аппаратов в современных условиях, правовых основ и действующих законодательных норм в области БПЛА.
Доведение общих правил безопасности и эксплуатации. Обсуждение мест, где нельзя производить полеты.
2. Теоретические основы материальной части
Объяснение физики процессов полета в воздушном пространстве, основ аэродинамики. Демонстрация закона Бернулли, базовых принципов полета БПЛА.
3. Устройство БПЛА. Радиоаппаратура управления
Знакомство с устройством БПЛА. Объяснение назначения и принципов работы основных составных частей и их особенностей:
• Рама.
• Электрические моторы (типы).
• Пропеллер (воздушный винт).
• Регуляторы оборотов.
• Устройство бортового электропитания. Аккумуляторная батарея.
• Радиоаппаратура управления.
4. Сборка БПЛА
Доведение правил соблюдения безопасности при работе с мелкими запчастями и электронными компонентами.
Непосредственная сборка БПЛА из комплектов обучаемыми, предварительно разбитыми на группы, под руководством преподавателя с обязательным контролем основных операций.
5. Обзор программного обеспечения Mission Planner. Настройка регуляторов, программирование контроллера
Объяснение назначения программного обеспечения, обзор основных окон, параметров и настроек, кнопок, дисплеев, телеметрии. Демонстрация режимов. Программирование полетных контроллеров из состава предварительно собранных комплектов.
6. Динамика управления летательными аппаратами. Решение задач
Теоретические сведения. Примеры решения задач.
7. Техника безопасности. Подготовка к полетам
Доведение правил безопасности при проведении полетов и эксплуатации БПЛА. Объяснение опасных маневров. Обсуждение предполетной подготовки и проверки готовности по чек-листу.
Итоговая проверка теоретических знаний. Допуск к полетам.
8. Основы гидроаэродинамики летательных аппаратов
Теоретические сведения об основах гидроаэродинамики.
9. Настройка пульта управления. Настройка полетных режимов. Полеты на симуляторе
Практическое занятие по настройкам аппаратуры управления и настройка полетных режимов, полетных контроллеров из состава предварительно собранных комплектов. Полеты на симуляторе.
10. Техника безопасности. Общие правила пилотирования. Подготовка к полетам. Взлет, базовые фигуры, посадка. Послеполетная подготовка
Доведение правил безопасности при проведении полетов и эксплуатации БПЛА. Объяснение опасных маневров. Проверка готовности по чек-листу. Практические полеты по простой программе. Проведение послеполетного осмотра и подготовки.
11. Техника безопасности. Общие правила пилотирования. Подготовка к полетам. Взлет, сложные фигуры, посадка. Послеполетная подготовка
Проверка готовности по чек-листу. Практические полеты по простой программе. Проведение послеполетного осмотра и подготовки.
Итоговая проверка практических навыков.
12. Мониторинг животного мира с помощью БПЛА
Практические полеты. Съемка. Создание проекта.
Формы контроля и оценочные материалы
Контроль знаний, навыков и умений обучающихся проводится на протяжении всей программы и подразделяется на текущий и итоговый.
В рамках текущего контроля проводятся опросы обучаемых, с целью получения обратной связи и проверки усвоения пройденного материала, в конце занятий, а также контрольные опросы в начале следующих занятий по предыдущей теме с целью закрепления полученных знаний и обеспечения непрерывности процесса обучения.
В рамках итогового контроля для оценки качества и степени подготовки обучаемых в конце периодов обучения проводится проверка теоретических и практических навыков. Знания и навыки оцениваются по пятибалльной шкале. В конце обучения обучающимися создается исследовательский проект об изучении животного мира с помощью БПЛА.
Организационно-педагогические условия реализации программы
Учебно-методическое и информационное обеспечение программы
• Наглядные и дидактические пособия: сборочные схемы и руководства;
• Подборки тематических видео- и аудиоматериалов - DVD- и CD-диски;
Материально-техническое обеспечение программы
• Помещение: учебный кабинет (2 кв. м на учащегося в соответствии СанПиН 2.4.4.3172-14 постановление Главного санитарного врача РФ от 04.07.2014 № 41).
• Оформленное пространство для свободной деятельности детей.
• Ростовые столы и стулья по количеству обучающихся.
• Сборочные комплекты «Джет».
• Комплекты инструментов для сборки.
• Аудио- и видеоаппаратура, компьютер или ноутбук с установленным ПО Mission Planner.
• Проектор, экран и иное оборудование для демонстрации презентаций и видеоматериалов, воспроизводимых при помощи компьютера.
Таким образом, реализация такой дополнительной общеразвивающей программы на базе образовательной организации поможет сформировать компетенции, необходимые для жизни обучающихся в эпоху конвергентных наук и технологий, удовлетворить их потребности в интеллектуальном развитии. Программа поможет ребятам нацелиться на будущую профессию и быстрее адаптироваться в современном мире, а педагогам, реализующим ее, решать интересные и актуальные педагогические задачи [1].
Список литературы
1. Государственная программа Российской Федерации «Развитие образования» на 2013-2020 годы. - URL: https://cdnimg.rg.ru/pril/95/79/95/295.pdf (дата обращения: 04.08.2018).
2. Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 18 октября 2013 г. № 544 н (с изм. от 25.12.2014) «Об утверждении профессионального стандарта "Педагог"». - URL: http://fgosvo.ru/uploadfiles/profstandart/01.001.pdf (дата обращения: 04.08.2018).
3. Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» № 273-ФЗ от 29.12.2012. - URL: http://zakon-ob-obrazovanii.ru/ (дата обращения: 01.08.2018).
4. Converging Technologies for Improving Human Performance: Nanotechnology, Biotechnology, Information Technology and Cognitive Science / M. C. Roco, W. S. Bainbridge (eds.). - Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers (currently Springer), 2002. - 468 p.
5. Фещенко Т. С., Шестакова Л. А. Конвергентный подход в школьном образовании -новые возможности для будущего // Международный научно-исследовательский журнал. - 2017. - № 11 (65), ч. 2. - С. 159-165. - DOI: https://doi.org/10.23670/ IRJ.2017.65.127.
6. Березина В. А. Дополнительное образование детей в России. - М.: Диалог культур, 2007. - 512 c.
7. Буйлова Л. Н., Кленова Н. В. Как организовать дополнительное образование детей в школе? Практическое пособие. - М.: АРКТИ, 2005. - 288 с.
8. Морозова Н. А. Дополнительное образование - многоуровневая система в непрерывном образовании России. - М.: МГУП, 2001.
9. Ковальчук М. В., Нарайкин О. С., Яцишина Е. Б. Конвергенция наук и технологий - новый этап научно-технического развития // Вопросы философии. - 2013. -№ 3. - С. 3-11.
10. Голубева С. Л. Человек в эпоху NBICS-конвергенции // Научный альманах. -2017. - № 1-2(27). - С. 282-285. - DOI: 10.17117/na.2017.01.02.282.
11. Калина И. И. Школа будущего меняет мир сегодня: сб. ст. рук. Департамента образования г. Москвы И. И. Калины - М.: ГБПОУ ММТ им. Л. Б. Красина, 2017. -57 с.
12. Чернобай Е. В. Логика изменений в системе образования города Москвы. - 3-е изд. - М.: Просвещение, 2017.
13. Богуславский М. В., Александрова В. Г. Новые рубежи педагогической реальности: аксиология, духовность, гуманизм. - М.: МГПУ, 2007. - 311 с.
References
1. Gosudarstvennaya programma Rossiyskoy Federatsii "Razvitie obrazovaniya" na 2013-2020 gody. Available at: https://cdnimg.rg.ru/pril/95/79/95/295.pdf (accessed: 04.08.2018).
2. Prikaz Ministerstva truda i sotsialnoy zashchity RF ot 18.10.2013 No. 544 n (s izm. ot 25.12.2014) "Ob utverzhdenii professionalnogo standarta 'Pedagog'". Available at: http://fgosvo.ru/uploadfiles/profstandart/01.001.pdf (accessed: 04.08.2018).
3. Federalnyy zakon "Ob obrazovanii v Rossiyskoy Federatsii" No. 273-FZ ot 29.12.2012. Available at: http://zakon-ob-obrazovanii.ru/ (accessed: 01.08.2018).
4. Roco M. C., Bainbridge W. S. (eds.). Converging Technologies for Improving Human Performance: Nanotechnology, Biotechnology, Information Technology and Cognitive Science. Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers (currently Springer), 2002. 468 p.
5. Feshchenko T. S., Shestakova L. A. Konvergentnyy podkhod v shkolnom obrazovanii - novye vozmozhnosti dlya budushchego. Mezhdunarodnyy nauchno-issledova-telskiy zhurnal. 2017, No. 11 (65), part 2, pp. 159-165. DOI: https://doi.org/10.23670/ IRJ.2017.65.127.
6. Berezina V. A. Dopolnitelnoe obrazovanie detey v Rossii. Moscow: Dialog kultur, 2007. 512 p.
7. Buylova L. N., Klenova N. V. Kak organizovat dopolnitelnoe obrazovanie detey v shkole? Prakticheskoe posobie. Moscow: ARKTI, 2005. 288 p.
8. Morozova N. A. Dopolnitelnoe obrazovanie - mnogourovnevaya sistema v nepreryvnom obrazovanii Rossii. Moscow: MGUP, 2001.
9. Kovalchuk M. V., Naraykin O. S., Yatsishina E. B. Konvergentsiya nauk i tekhnologiy -novyy etap nauchno-tekhnicheskogo razvitiya. Voprosy filosofii. 2013, No. 3, pp. 3-11.
10. Golubeva S. L. Chelovek v epokhu NBICS-konvergentsii. Nauchnyy almanakh. 2017, No. 1-2(27), pp. 282-285. DOI: 10.17117/na.2017.01.02.282.
11. Kalina I. I. Shkola budushchego menyaet mir segodnya: sb. st. ruk. Departamenta obrazovani-ya g. Moskvy I. I. Kaliny. Moscow: GBPOU MMT im. L. B. Krasina, 2017. 57 p.
12. Chernobay E. V. Logika izmeneniy v sisteme obrazovaniya goroda Moskvy. Moscow: Pros-veshchenie, 2017.
13. Boguslavskiy M. V., Aleksandrova V. G. Novye rubezhi pedagogicheskoy realnosti: aksi-ologiya, dukhovnost, gumanizm. Moscow: MGPU, 2007. 311 p.
Интернет-журнал «Проблемы современного образования» 2019, № 2
Статья поступила в редакцию 13.11.2018 The article was received on 13.11.2018
