CC BY
22
ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 371.84 (571.513): [51+62]
ОБ ОБЪЕДИНЕНИИ «IT-КВАНТУМ» РЕСПУБЛИКАНСКОГО ДЕТСКОГО ТЕХНОПАРКА «КВАНТОРИУМ «ХАКАСИЯ»
Баинов Роман Сергеевич,
педагог дополнительного образования Республиканского детского технопарка «Кванториум «Хакасия»
Петрова Ольга Алексеевна,
методист Регионального модельного центра дополнительного образования детей Республики Хакасия Республиканский центр дополнительного образования детей Республики Хакасия (г. Абакан)
В статье рассматриваются особенности функционирования детского технопарка «Кванториум «Хакасия» при реализации программ дополнительного образования естественнонаучной направленности. Показана уникальная возможность технологического развития обучающихся возраста 12+ на занятиях объединения «IT-квантум» в процессе освоения ими программирования на актуальных высокоуровневых языках. Подчёркнута ориентированность обучающихся на самостоятельную работу за пределами Республиканского детского технопарка «Кванториум «Хакасия».
Ключевые слова: детский технопарк, кванториум, дополнительное образование, информационные технологии, IT-квантум, технологическое развитие обучающихся.
ABOUT PUBLIC ASSOCIATION "IT-QUANTUM" OF THE REPUBLIC CHILDREN'S TECHNOPARK "QUANTORIUM "KHAKASSIA"
Bainov Roman Sergeevich,
teacher of additional education, the Republic Children's Technopark "Quantorium "Khakassia "
Petrova Olga Alekseevna,
methodologist, the Regional Model Center for Additional Education of Children of the Republic ofKhakassia, Republic Center of Additional Education of Children of the Republic of Khakassia (Abakan)
The article considers functioning of the children's technopark park "Quantorium "Khakassia" when implementing programs of additional education in natural sciences. The author shows a unique opportunity for the technological development of 12+ students in the classroom of the public association "IT Quantum" in the process of mastering programming in relevant high-level languages. The students' orientation to independent work is emphasized, when they are outside the republic children's technopark "Quantorium "Khakassia".
Key words: children's technopark, quantorium, additional education, information technologies, IT-quantum, technological development of students.
Объектом данного исследования является деятельность детского технопарка «Кванториум «Хакасия», реализующего программы дополнительного образования детей в области естественных наук, предметом - работа одного из объединений данного детского технопарка - «ГГ-квантум».
Целью изучения стали анализ особенностей функционирования названного технопарка в сфере технологического развития обу-
чающихся в возрасте 12 лет и выше и анализ деятельности объединения «ГГ-квантум».
Актуальность исследования связана с необходимостью обнародования реализованных идей и полученных наработок на региональном уровне с целью обогащения такими же идеями и наработками преподавателей подобных детских технопарков других регионов.
Вначале немного о предыстории появления детского технопарка «Кванториум «Хакасия».
Региональный проект «Успех каждого ребёнка» - один из крупных проектов, входящих в национальный проект «Образование», к реализации которого с 2019 года активно приступила Республика Хакасия. Одним из основных мероприятий в рамках приоритетного национального проекта «Успех каждого ребёнка» является создание и организация образовательной деятельности по программам дополнительного образования технической и естественнонаучной направленности в детских технопарках «Кванториум». Республиканский детский технопарк «Кванториум «Хакасия» начал функционировать в Республике Хакасия с 17 октября 2017 года.
Детские технопарки «Кванториум» - это сеть детских технопарков Российской Федерации, появившихся в 2014 году при поддержке Агентства стратегических инициатив при Правительстве Российской Федерации, в рамках новой модели детского дополнительного образования в России. Кроме Республики Хакасия, ещё на территории почти шести десятков российских регионов создаются необходимые условия для технического и естественнонаучного творчества обучающихся. Для создания площадки «Кванториум «Хакасия» были выделены значительные средства на приобретение высокотехнологичного оборудования. Благодаря этим условиям, создана уникальная среда для ускоренного развития обучающихся технопарка по актуальным научно-исследовательским и инженерно-техническим направлениям, оснащённая высокотехнологичным оборудованием (станки, 3D-принтеры, микроскопы, компьютеры, другое оборудование). В состав технопарка входят несколько образовательных направлений - «Квантумов».
«ГГ-квантум» представляет собой одно из объединений Республиканского детского технопарка «Кванториум «Хакасия». Данное направление адресовано тем обучающимся, кто увлечён современными информационными технологиями, обладает логическим и творческим мышлением, любит осуществлять исследования и разработки в области информационных технологий (ГГ).
Информационные технологии призваны на основе рационального использования современных достижений в области компьютерной техники и иных высоких технологий, новейших средств коммуникации, программного обеспечения и практического опыта помочь решать задачи по эффективной организации информационного процесса. В широком смысле «IT-квантум» охватывает все области создания, передачи, хранения и восприятия информации. Главные направления развития информационных технологий - усложнение информационных продуктов (услуг), обеспечение совместимости, ликвидация промежуточных звеньев, глобализация и конвергенция. IT уже в наше время глубоко проникли практически во все сферы человеческой деятельности и в будущем их роль и влияние будут только усиливаться [1].
Реализация дополнительных общеобразовательных (общеразвивающих) программ для обучающихся в «IT-квантуме» является одной из первых ступеней при решении задачи взращивания инженерных кадров для продуктивного развития экономики как страны в целом, так и конкретного региона в частности. Особенностью программ «IT-квантума» (как и программ других направлений) является ориентация на развитие soft-skills (умение работать в команде, формирование и развитие коммуникативных умений и навыков, совершенствование концентрации внимания) и hard-skills (развитие навыков математического анализа и формирование системы навыков и умений, необходимых для занятий математикой).
В процессе обучения в «IT-квантуме» Республиканского детского технопарка «Кванториум «Хакасия» обучающиеся приобретают инженерные навыки и формируют умения в IT-сфере, как то:
- навыки программирования на C++, Python, JavaScript и на других языках программирования;
- умение разрабатывать системы на основе программируемых микроконтроллеров;
- навыки FutureSkills по направлению Интернет-вещей (InternetOfThings);
- умение создавать web-сайты;
- навыки владения компьютерной графикой и SD-печатью;
- умение разрабатывать приложения на Unity, основанные на технологиях виртуальной (VR) и дополненной (AR) реальности.
Обучение в технопарке имеет ярко выраженный практический характер. Обучающемуся, пришедшему в «Кванториум «Хакасия» (навигатор дополнительного образования детей Республики Хакасия: https://р19.навигатор.дети), наставники «IT-квантум» предлагают проверить свои способности к математическому, логическому и пространственному мышлению. Для этого обучающиеся решают несложные задачи по математике для младших классов, в том числе взятые из номеров научно-популярного физико-математического журнала «Квант».
Педагогами «IT-квантума» реализуются дополнительные общеобразовательные программы, направленные на разработку умных устройств и интернет-вещей (IoT). Учебный курс «IT-квантума» рассчитан на два года, состоит он из вводного, углублённого модулей и проектного года обучения. Обучающиеся, занимающиеся в объединении, принимают участие в соревнованиях, олимпиадах, конференциях и летних образовательных сменах.
Вводный модуль дополнительной общеобразовательной (общеразвивающей) программы содержит три кейса по темам, связанным с проблемами автоматизации и создания умных устройств. В ходе выполнения заданий обучающиеся приобретают следующие навыки:
- проектирования, конструирования и тестирования электронных устройств;
- инженерного, аналитического и системного мышления; изобретательства;
- пайки и проектирования печатных плат.
Выполнение практических заданий направлено также на формирование у обучающихся умения в области программирования Arduino, Android; кроме этого, они учатся сборке и отладке электронной аппаратуры.
Ключевая особенность занятий в Республиканском детском технопарке «Кванториум «Хакасия» - ориентированность обучающихся на командную (проектную) работу. Уже на первых занятиях реализуется метод мозгового штурма по генерации проектов изделий, программ, который заключается в том, что педагог совместно с детьми продумывает устройства, которые были бы полезны или в чем-то лучше тех аналогов, которые уже существуют, а, возможно, ещё и не имеют аналогов. После этого из всех предложений отбираются наиболее интересные и перспективные для дальнейшей подробной проработки и получения проектного продукта.
Примерный алгоритм мозгового штурма для генерации идей таков:
1) назначение ответственного за запись идей (на основе инициативного выбора данной роли одним из обучающихся);
2) выступления обучающихся, имеющих идеи устройств, программ. Эти идеи только фиксируются и не подвергаются критике;
3) обсуждение области применения предлагаемых идей в различных отраслях науки и техники, а также в сферах профессиональной деятельности человека, например, в строительстве, медицине, образовании, науке и пр.
Для того, чтобы приблизить понимание обучающихся, в какой практической сфере можно применять предложенные ими идеи, преподаватель предлагает обсудить возможность использования выдвинутых идей в сферах, знакомых обучающимся, например, сферах, где работают родители, и подумать о проблемах и способах их решения.
В итоге такой работы появились следующие проектные идеи:
1) умная метеостанция, считывающая показания давления, скорости ветра, влажности;
2) противоугонная сигнализация для велосипедов, которая даёт сигнал по сетям gsm (смс) о том, что велосипед изменил своё местоположение, а наличие gps-модуля позволя-
ет генерировать сигнал с координатами нахождения велосипеда;
3) информационно-аналитическая программа для учёта разных параметров в строительной отрасли, которая будет учитывать поступление и расход строительных материалов, ход строительства и ответственных за участки, что позволит эффективнее распоряжаться ресурсами и быстрее производить строительство объектов;
4) умный страховочный трос для строителей, который подаёт сигналы руководству, если его не надел строитель или отстегнул во время работ, что повысит безопасность производства, так как строители будут постоянно пристёгнуты, и вероятность внештатной ситуации уменьшится;
5) устройство для переработки пластика с целью создания ленты из пластика для 3Д-принтера.
В качестве одного из домашних заданий может стать следующее предложение: обсудить с родителями и/или сверстниками, какие устройства им были бы полезны на работе, в учёбе, в быту. Это в свою очередь может стать началом появления новых идей для разработки на площадке Республиканского детского технопарка «Кванториум «Хакасия» проектов с ориентацией на их воплощение в жизнь.
Ещё одной особенностью реализации программы является ориентированность обучающихся на самостоятельную работу за пределами Республиканского детского технопарка «Кванториум «Хакасия». Эта самостоятельный поиск информации, изучение дополнительных учебных материалов, рекомендованных преподавателем, общение со сверстниками и взрослыми для выявления потребностей в устройствах и приложениях, нужных в различных сферах науки и техники.
Следующий модуль дополнительной общеобразовательной (общеразвивающей) про-
граммы для обучающихся в объединении «ГГ-квантум» содержит тематические блоки об автоматизации, интернете вещей, разработке устройств на современных микропроцессорных системах и сетевых технологиях. Итогами изучения тематических блоков модуля являются получение обучающимися углублённых знаний по электронике, разработке микропроцессорных систем, устройству микропроцессорной техники, а также приобретение ими навыков по SD-моделированию, навыков публичного выступления, работы с электронными устройствами и модулями, программирования на C++, C#,. Python, Java, работы с ручным инструментом и технологическим оборудованием.
Таким образом, дополнительная общеобразовательная (общеразвивающая) программа Республиканского детского технопарка «Кван-ториум «Хакасия» - «IT-квантум», является площадкой для развития инженерных компетенций обучающихся средствами реализации проектов готовых изделий, предложенных обучающимися на первых и последующих занятиях. Идеи проектов по использованию автоматизации в различных отраслях и сферах деятельности воплощаются с применением высококачественного оборудования Республиканского детского технопарка «Кванториум «Хакасия».
«IT-квантум» Республиканского детского технопарка «Кванториум «Хакасия» стоит в начале развития инженерно-технологического образования в Республике Хакасия. Он является уникальным образовательным пространством для самоопределения обучающихся - будущих специалистов в области информационных технологий, которые способны улучшить разные сферы жизни нашей страны, разрабатывая и внедряя передовые программно-аппаратные продукты.
Библиографический список
1. Методические рекомендации по созданию и функционированию детских технопарков «Кванториум» Министерства просвещения РФ от 01.03.2019 г. P-27 // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. - URL: http://docs.cntd.ru/document/554633659 (дата обращения: 20.08.2019).
© Баинов Р. С., Петрова О. А., 2019
