IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Создание лаборатории неформального естественнонаучного образования в Мурманском Международном лицее. Проблемы и перспективы

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Презентация
• Наградные документы

Драгунов А.И. 1Русанова М.Д. 1

---

1МБОУ г. Мурманска ММЛ

Огнева М.В. 1

---

1МБОУ г. Мурманска ММЛ

Работа в формате PDF

0.9 MB

---

Файл презентации

801.8 KB

---

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяДиплом участника II этапаДиплом за подготовку участника II этапаДиплом лауреата II этапаДиплом за подготовку лауреата II этапа

ВВЕДЕНИЕ

О наличии проблем в школьном естественнонаучном образовании свидетельствуют результаты единого государственного экзамена и низкая популярность инженерных специальностей при выборе профессий выпускниками школ.

Актуальность

Стратегическая цель школы: повышение доступности и качества общего образования, соответствующего требованиям инновационного развития экономики, современным потребностям общества и каждого гражданина¹.

Сегодня обществом естественнонаучное знание не осознаётся как ценность. С усилением внимания к общечеловеческим, гуманитарным ценностям, естественнонаучное знание стало противопоставляться им. Активно обсуждаемые обществом вопросы ядерной энергетики, экологии, глобального потепления спровоцировали негативный имидж естественных наук [6].

Традиционная школьная система нуждается в реформировании, разработан национальный проект «Образование», который планируется реализовать к 2024 году.Основным условием, способствующим формированию личности и саморазвитию учащихся, является комфортная образовательнаясреда – система условий, влияющих на формирование личности, а также совокупность содержащихся в социальном и пространственно-предметном окружении [12].

Социальный заказ сделал создание интерактивной лаборатории в лицее необходимостью. Проект «ЛОТОС» (лаборатория основ технического образования старшеклассников) направлен на развитие инженерно-технического творчества и профориентацию учащихся.

Проблема

В.Е. Фрадкин — заместитель директора по науке Санкт-Петербургского центра оценки качества образования и информационных технологий считает, что проблемы школьного естественнонаучного образования можно разделить на четыре группы: проблемы общества; проблемы государства; проблемы дидактики; проблемы школы и учителя. Многие проблемы касаются не только российской школы и характерны для образования большинства стран [6].

В данном исследовании мы рассматриваем проблемы естественнонаучного образования в ОУ России. Подростки в России показывают более низкие результаты естественнонаучной грамотности, чем их зарубежные сверстники (см. PISA²–2018 в Прил.1 ) и многие не видят перспективы в будущем.

Это привело нас к идее изучить новые ресурсы школьного образования и выяснить, как это можно применить в нашем лицее.

Новизна работы

Мы выяснили, как работают интерактивные музеи и решили создать в нашем лицее интерактивную лабораторию «ЛОТОС», которая будет открыта для посетителей любого возраста. В школах Мурманска таких лабораторий пока нет.

Практическая значимость исследования: разработаны новые подходы к образовательной деятельности, способствующие развитию интереса учащихся 10-х классов к инженерно-техническому творчеству и к будущей профессии. В современных условиях интерактивная лаборатория физики становится центром формирования  экспериментальной культуры, овладения информационными технологиями для их использования в учебной и профессиональной деятельности учащихся. Материалы могут быть использованы в практике общеобразовательных учебных заведений.  

Объект исследования: интерактивные лаборатории и музеи науки.

Предмет исследования: ресурсы лицея.

Гипотеза: неформальное естественнонаучное образование учеников, полученное в лаборатории лицея, способствует раскрытию их внутренних резервов и внесению значимого вклада в решение социальных проблем и прикладных задач, ценных как для науки, так и для бизнеса.

Цель исследования – выяснить, какие ресурсы для развития обучения инженерной направленности учащихся и повышения качества естественнонаучного образования предоставляет лаборатория Мурманского международного лицея «ЛОТОС».

Задачи исследования

1. Изучить новые ресурсы и возможности образования школьников.

3. Провести анализ запросов на инженерное творчество для учащихся лицея.

3. Разработать модель и критерии эффективности неформального образования учеников Мурманского международного лицея.

4. Подготовить для школьной лаборатории эксперименты, видеоролики и модели по физике, созданные учениками нашей школы и оценить эффективность использования ресурсов.

Методы исследования: функциональный анализ, SWOT-анализ, интернет-анкетирование.

ГЛАВА I. Новые ресурсы и возможности образования школьников

1.1.Формальное и неформальное образование

С формальным образованием связывается обучение в образовательных учреждениях, получение документа государственного образца. Мы выяснили определение неформального образования в различных источниках.

1)Неформальное образование ориентировано на расширение кругозора, углубление знаний в различных областях, направлено на приобретение навыков, необходимых для выполнения той или иной деятельности [8].

2)Неформальное образование – это процесс активного конструирования знаний, умений и личностных качеств в процессе коммуникации с участниками процесса на основании учебных материалов. Когда технологии выдерживают испытание в жестокой конкуренции, их перенимают государственная система образования [4].

3)Неформальное образование – это любая организация образовательной деятельности вне рамок формальной системы, рассчитанной на мотивированных потребителей. Особенности: разнообразие форм обучения, гибкость, добровольность [2].

Вывод:в нашем лицее можно получить неформальное образование. В Педагогическом энциклопедическом словаре [2] дано наиболее полное определение неформального образования.

1.2. Неформальное естественнонаучное образование Школьной Лиги РОСНАНО

Движущей силой модернизации образования стала Школьная Лига РОСНАНО, которая получила поддержку Министерства образования и науки РФ [5].Целью является качественное улучшение естественнонаучного образования. Реализуются программы (e-learning: применение цифровых технологий, программы «неформального образования», проекты «обучения с увлечением» («edutainment») и проекты, направленные на выбор специальностей инженерно-технического профиля.

Партнеры Лиги - организации, чей бизнес связан с высокими технологиями. Наш лицей также имеет статус «Школа Лиги РОСНАНО» http://www.schoolnano.ru/node/13147 .

1.3.Интерактивные музеи науки

Первый интерактивный музей ЛАБИРИНТУМ в России создан в Петербурге в 2010 году. Помощь оказывали ученые, все экспонаты созданы на российских предприятиях. В Москве работает самый технологичный в России Интерактивный музей «Лунариум», не уступает европейским научным центрам.

В Нижнем Новгороде Музей экспериментов «Солнечный город», Музей занимательной физики «Вечный двигатель» в школе № 14 г. Прокопьевска открыт в 2012 году (http://лфэ14.рф/), интерактивная школьная лаборатория физики в городе Снежногорск Мурманской области.

Мы ознакомились с интерактивными технологиями в музеях[10] и с ресурсами музея «Фокус» в г. Мурманске - интерактивные технические выставки, научные шоу и мастер-классы (См. Приложение № 4).Воспользовавшись советами Дж. Альбы [9], учитывая проблемы и риски (см. Табл. 1), мы выделили проблемы создания интерактивной лаборатории в нашем лицее (см. Табл. 2).

Таблица 1

Сильные стороны и риски неформального образования в нашем лицее

Таблица 2

Проблемы создания лаборатории «ЛОТОС» и способы их решения

Выводы: нашем лицее можно получить качественное неформальное образование, применяя идеи интерактивных музеев и используя программы

Лиги РОСНАНО. Основные ресурсы в нашем лицее: интеллектуальный клуб «Мозговой Центр», материально-техническая база лицея, модели, созданные учениками, привлечение специалистов, волонтеров и депутатов.

1.4.Сетевое взаимодействие лаборатории «ЛОТОС»

Многолетняя традиция выступлений крупных учёных перед учащимися и учителями, руководство научными работами учащихся во многом утрачена.

Термин «коворкинг» означает «совместная работа». В бизнесе - это оборудованное пространство, сдаваемое в аренду. Одним из видов коворкинг-центров является творческий центр, мастерская. Популяризацию знаний можно реализовать через взаимодействие с предприятиями в школьных коворкингах:

образовательные экскурсии;

участие в конкурсах, олимпиадах, квестах;

научные шоу или выставки с проектами учеников;

встречи с учеными, предпринимателями, специалистами предприятий.

Соглашение о сотрудничестве между Мурманским региональным отделением Союза машиностроителей России и правительством области подписано 5 сентября 2019 года. По словам губернатора Мурманской области А.В. Чибиса это «позволит настроить образовательную систему так, что сам работодатель будет инвестировать в переоборудование образовательных помещений для того, чтобы обучающиеся понимали суть будущей профессии».

Вывод: несмотря на то, что государство не готово стимулировать участие общества и бизнеса в развитии школьного образования, в том числе, естественнонаучного, сетевое взаимодействие в школьном коворкинг-центре лаборатории «ЛОТОС» способствует профессиональному самоопределению личности. Риск: мы живем в городе, где многие не знакомы с понятием «коворкинг». Но можно запустить рекламу в соцсетях и в СМИ.

ГЛАВА II. ОПИСАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЕГО РЕЗУЛЬТАТЫ

2.1. Анализ запросов на инженерно-техническое творчество в лицее

Целевые группы Проекта:

учащиеся учреждения;

педагоги и руководители образовательных организаций и партнерских сетей;

родители учащихся;

представители бизнеса, ВУЗы, организации культуры и науки.

Участники Проекта

учащиеся лицея, осваивающие программы естественно-научной направленности;

педагоги МБОУ г. Мурманска «Мурманский международный лицей»;

родители учащихся, заинтересованные в сотрудничестве;

СРЗ "Нерпа" (г. Снежногорск), АО 10 СРЗ (г. Полярный), Кольская Флотилия, Мурманский арктический государственный университет», Школьная Лига РОСНАНО, Технопарк "Кванториум", ФГБУ науки Института социально-экономического развития РАН, Союз машиностроителей России, «Мурманский индустриальный колледж», Санкт-Петербургский технический университет; Информационный Центр Атомной Энергии (г. Мурманск), Общественный совет Росатома; «Биоквантум»; Российское Психологическое Общество (см. Прил.4).

Чтобы выяснить отношение учащихся и их родителей к открытию интерактивной лаборатории, было проведено интернет-анкетирование (Прил. 2). Опрошено 51 человек в г. Снежногорске и 62 человека в Мурманском международном лицее. Результаты получились следующие.

94% респондентов Снежногорска и 81% учащихся лицея отметили, что, занимаясь в лаборатории, можно повысить образовательные результаты детей. 57% опрошенных жителей Снежногорска считают, что работа центра будет интересна ученикам из других школ. Личное участие в работе лаборатории подтвердили 42% учащихся МБОУ ООШ № 269 г. Снежногорска и 32% учащихся Мурманского международного лицея.

Как подчеркнул А. А. Оганян, директор СРЗ «Нерпа»,необходимо создавать условия для привлечения выпускников МГТУ для работы на предприятии. Это удовлетворит кадровый дефицит и поможет реализовывать контракты по ремонту кораблей Военно-морского флота. Возможно, этими выпускниками станут нынешние ученики лицея!

Вывод: многие люди считают реализацию данного проекта в школах России интересной. Влаборатории«ЛОТОС» создаются условия для раскрытия внутренних резервов учащихся.

2.2.Критерии эффективности неформального образования в лаборатории

Основным критерием эффективности реализации Проекта является увеличение доли учащихся ОУ, мотивированных к получению образования исследовательского и инженерно-технического профиля.

Лаборатория реализует программу социального партнерства с ведущими организациями науки и индустрии. Модель взаимодействия лаборатории с организациями представлена в Приложении № 5.

Качество естественно-научного образования в школе (по опыту стран, описанных по международному отчету PISA) не ниже среднего по России.

2.3.Опыт деятельности учащихся лицея по реализации проекта

Идея об открытии лаборатории была представлена общественности, Совету депутатов и получила одобрение. Написано письмо на имя Губернатора Мурманской области А.В. Чибиса с просьбой об оказании помощи по ремонту помещения (Прил. № 3). К работе привлечены волонтёры и родители учащихся. Налажено сотрудничество с представителями ИЦАЭ г. Мурманска и Полярным Геофизическим институтом. Представители Союза машиностроителей России организовали экскурсии учащихся на судоремонтные предприятия. Силами учащихся подготовлены физические эксперименты и модели (Прил. № 4).

Анализ организации работы лаборатории показал, что учащимся предоставляются следующие ресурсы:

медиатека, в которую входят проекты и исследовательские работы учащихся;

естественно-научное образование Программы Школьной Лиги РОСНАНО;

лабораторное оборудование, приборы и модели, созданные учениками;

интеллектуальный клуб учащихся «Мозговой Центр»;

научные шоу, интерактивные игры.

Вывод: лаборатория будет центром развития инженерного мышления и экспериментальной культуры учащихся. Участие учащихся в сетевых проектах Международной интернет-платформы ГлобалЛаб (globallab.org)  позволяет реализовать обучение средствами краудсорсинга и «облачными» решениями.

Основная проблема работы лаборатории состоит в ресурсном обеспечении для проведения экспериментов и создания функциональных зон коворкинга. Необходимы: столы, стойки, стенды, модели, тренажеры, комплекты оборудования для организации исследовательской, проектной деятельности и научно-технического творчества учащихся по темам инженерно-технологической направленности. Лаборатория должна презентовать обществу объективный, вызывающий доверие результат.

2.4.Этапы реализации проекта

I этап – проектно-диагностический (2019-2020 г.г.)

Анализ запросов на инженерно-техническое творчество для учащихся лицея. Изучение новых возможностей образования школьников. Разработка стратегии развития лаборатории.

II этап – практический (с 2020 года)

Приобретение оборудования.Внедрение модели образования (коворкинг), которая включает учащихся в жизнь общества через техническое творчество.

III этап – обобщающий(2021г.)

Анализ результатов и оценка эффективности реализации проекта. Определение перспектив и путей дальнейшего развития лаборатории.

Продукты, которые будут разработаны в результате реализации проекта

Ожидаемые результаты:

- не менее 50% выпускников назовут свое участие в Проекте в качестве основного фактора дальнейшего образовательного выбора;

изучение естественнонаучных предметов будет реализовано в технологиях неформального образования («е-learning» и «edu-tainment»), в том числе через через портал www.schoolnano.ru;

доля выпускников учреждения, выбирающих для сдачи в качестве государственного итогового экзамена предметы: физика, химия, биология, информатика, от общего числа выпускников школы будет выше на 20 %;

каждый выпускник лицея за время обучения может реализовать проекты межпредметной и инженерно-технической направленности.

2.5. Показатели и индикаторы проекта

Реализация мероприятий проекта проводится согласно Стандартам Всемирной инициативы инженерного образования CDIO⁴ – это комплексный подход к инженерному образованию: набор общих принципов создания учебных программ, их материально-технического обеспечения. Реализация стандартов CDIO применяется в мировой практике и в школах России.

Безопасная здоровьесберегающая среда.

Повышение информационной компетентности учащихся.

Инженерные проекты учащихся внесут вклад в решение социальных проблем и прикладных задач, ценных как для науки, так и для бизнеса.

Заключение

В ходе реализации проекта доказано, что интерактивная лаборатория─

это социальный лифт в образование. В результате SWOT-анализа выявлены возможности получения неформального образования в нашей школе и риски, материал систематизирован в таблицах. Используя новые возможности образования школьников (работа интерактивных музеев, «e-learning» и «edutainment»), разработана модель неформального образования в лаборатории.

Доказано, что в лаборатории «ЛОТОС» оптимальными ресурсами для инженерно-технического творчества в школе являются:

- естественно-научное образование «Школьной Лиги РОСНАНО;

- эксперименты, экспонаты и модели, созданные учениками нашего лицея

(видео https://yadi.sk/i/9boScQxzpmw8w, https://yadi.sk/i/42tJpyAYpmw98, https://yadi.sk/i/jfE6EkQbpn3t3, https://yadi.sk/i/Q05txwJqpnCFF, https://disk.yandex.ru/client/disk%7Cupload, https://yadi.sk/i/42tJpyAYpmw98, https://yadi.sk/i/TiqTFFR732FaXA);

медиатека и стенды, где представлены результаты исследований учеников;

кружок для юных изобретателей «Удивительный мир физики»;

сделан расчет и изготовлен макет адаптированного лифта для маломобильных учащихся (см. видео https://yadi.sk/i/ZM2I6tneFtk2RQ). Одобрено Союзом машиностроителей России.

разработан технологический цикл производства литографических оттисков для получения рисунков из подручных средств. Созданы рисунки на основе альтернативной нанолитографии (см. Прил. 4).

Используя метод экспертных оценок (эксперт  директор школы С.В. Камкина), разработаныкритерии эффективности неформального образования учащихся в лаборатории «ЛОТОС». Критериями доступности качественного образования и полноценной интеграции учащихся с ОВЗ является повышение мобильности детей с ОВЗ и улучшение взаимоотношения со сверстниками.

Оценив эффективность использования ресурсов, можно сделать вывод, что цель исследования достигнута. Доказано, что лаборатория «Лотос» становится центром формирования  экспериментальной культуры учащихся, создаются условия для раскрытия их внутренних резервов и доступ более широким социальным и профессиональным возможностям (Молодёжный научный форум России «Шаг в будущее», «Интеллектуально-творческий потенциал России», сборник «Ими гордится Россия»), звания «Победитель» и «Лауреат» Лиги Роснано, Победитель Программы «Сириус». Частично подтвердилась гипотеза: ученики лицея получили высокие образовательные результаты и некоторые внесли значимый вклад в решение социальных проблем и прикладных задач (Прил. № 4). Доказано, что дети в нашем лицее могут делать научные открытия и изобретения.

В перспективе:

создание зон коворкинг-центра для исследовательской работы учащихся;

проведение экскурсий в интерактивной лаборатории «ЛОТОС».

Список литературы

1.Азбель А. А., Илюшин Л. С. Тетрадь кейсовых практик. Часть 2. Опыт самостоятельных исследований в 8–9 классах. — СПб.: Школьная лига, 2014.

2. Безрукова В.С. Основы духовной культуры (словарь педагога), 2000 г.

3. Доклад Общественной палаты РФ «Образование и общество» URL: http://www.hse.ru/ data/473/686/1235/20071220_report.pdf (дата обращения: 02.11.2014)

4. Зицер Д., Зицер Н. Практическая педагогика. СПб.: Просвещение, 2007. 288

5. Илюшин Л.С., Казакова Е.И., Лебедев О.Е. Концепция проекта «Школьная Лига Роснано». — СПб.: Образовательный центр «Участие», 2011.

6.Проблемы школьного естественнонаучного образования[электронный ресурс] — URL

https://eduface.ru/advised_read/problemy_shkolnogo_estestvennonauchnogo_obrazovaniya (дата обращения: 10.09.2019).

Сайт «Российская педагогическая энциклопедия» [электронный ресурс] — URL: http://eknigi.org/gumanitarnye_nauki/82411-rossijskaya-pedagogicheskaya-yenciklopediya.html (дата обращения: 10.09.2019).

9.Поволяева М.Н., Попова И.Н., Дубовик И.М. Развитие неформального образования в с России и за рубежом. – М., OOO «Новое образование». 2015.

10. Сайт «Аscreen». Интерактивные технологии в музее [электронный ресурс] — URL: http://www.ascreen.ru/projects/type/more.php?id=32 (дата обращения: 09.05.2020).

11.Фоксфорд. [электронный ресурс] — URL: https://externat.foxford.ru/polezno-znat/flaws-traditional-school (дата обращения: 09.05.2020).

12. Ясвин В.А. Образовательная среда: от моделирования к проектированию. — М.: Смысл, 2001. — 365 с

Приложения

Приложение № 1. Таблица

Места 15-летних школьников РОССИИ В PISA –2018

Источник: (25) 2019 https://ioe.hse.ru/data/2019/12/23/1525056145/ФО%202(25)%202019%20электронный.pdf

Приложение № 2.Результаты анкетирования

Ответы учащихся в лицее

Приложение № 3

Письмо губернатору Мурманской области А.В. Чибису

Уважаемый Андрей Владимирович!

Просим Вас оказать содействие в открытии интерактивной лаборатории в нашем лицее. Мурманская область является важнейшим форпостом для дальнейшего развития Арктики. Региону необходимо иметь собственный потенциал, состоящий из людей, которые заинтересованы в развитии родного края. Ведь именно молодые, перспективные и талантливые люди будут отвечать за развитие Мурманской области и всего Заполярья. Возможно, этими людьми станут ученики Мурманского Международного лицея!

Мы многое сделали своими силами: стенд, экспонаты, механизмы и модели по физике, сконструировали макет лифта для школ России, адаптированного для детей с ОВЗ. Идею поддержали СРЗ «Нерпа», местное общество инвалидов и Союз Машиностроителей России.

Для нашей лаборатории необходим ремонт, мебель и соответствующее оборудование. Мы просим Вас помочь нам в его приобретении и оказать шефскую помощь в проведении ремонтных работ.

С благодарностью, учащиеся Мурманского Международного лицея. 

Приложение № 4

Разработка новых подходов к образовательной деятельности

(фотоотчет по исследованию в лицее)

Сотрудничество с учеными

http://арктик-тв.рф/tv-novosti/2015/12/09/fokus---muzey-kotoryy-mozhet-izmenit-zhizn-ego-sozdateley

Ссылка на Росатом http://www.atomic-energy.ru/news/2017/01/24/71944

Встречи с учеными (МГТУ Белоушко К. Е.), интерактивные лекции (Запорожцев И. Ф., Кольский научный центр РАН).

Неформальное образование в лаборатории: научные шоу, изготовление моделей и приборов, образовательные экскурсии и краудсорсинг

Шоу «Биотехнологии» в рамках Школьной Лиги РОСНАНО»

[email protected] Разработка модели лифта для маломобильных учащихся школ России

Экскурсия

в Музей "Фокус"

Технический Тур в Сайда-Губу. Экскурсия 35 СРЗ" А

Учащиеся 10-го класса Юлия Погадаева разработала коворкинг-зоны для лаборатории. Маргарита Русанова занимается нанолитографией для дизайна помещения лаборатории, Драгунов Александр работает над новыми эргономичными способами освещения улиц создает творческое пространство для учеников, увлекающихся физикой.

Приложение № 5 Модель работы лаборатории «ЛОТОС»