Школьный Кванториум: инновационные подходы к обучению нового поколения инженеров

Современный мир стремительно меняется под влиянием научно-технического прогресса. Новые технологии проникают во все сферы жизни.

В этих условиях особую значимость приобретает подготовка нового поколения инженеров, обладающих навыками критического мышления, креативности и способности к междисциплинарной работе, умениями быстро адаптироваться к изменениям,  способных решать сложные технические задачи и создавать инновационные продукты.

Школа будущего требует новых подходов к образованию, и именно такие инициативы, как школьный Кванториум, помогают воспитывать молодых людей, готовых к вызовам современного мира.

Школьный Кванториум помогает в создании благоприятной среды для воспитания нового поколения инженеров, способных работать над сложными техническими задачами и внедрять инновации в различные отрасли экономики.

Каждый школьный Кванториум разрабатывает собственные образовательные программы, которые актуальны в данном регионе, которые востребованы у учащихся и их родителей. Это обеспечивает индивидуализацию обучения и создание образовательных траекторий, ориентированных на интересы и способности детей. Программы часто включают в себя практику работы с новыми технологиями, такими как искусственный интеллект, робототехника, 3D-печать и виртуальная реальность, что позволяет учащимся развиваться в будущем и готовиться к профессиям, востребованным на рынке труда.

Основной формой образовательной деятельности в Кванториуме является проектное обучение,  обеспечивающее практическую направленность обучения и активное вовлечение учащихся в решение реальных инженерных задач.

Проекты дают возможность увидеть, как теоретические концепции работают в реальном мире, и как они могут быть использованы для решения конкретных задач. Они  часто связаны с актуальными проблемами и вызовами, такими как экология, энергетика, транспорт и медицина. Это помогает учащимся осознать важность их работы и понять, как инженерия может влиять на жизнь общества.

Среди наиболее ярких проектов, созданных на базе Кванториума на базе МАОУ Политехническая гимназия можно выделить следующие:

«Расширение функций макета умного дома посредством голосового помощника «Алиса»»,

«Эковелотренажер»,

«Робот для автоматического определения полива»,

 «Робот для очистки корпуса корабля»,

«Умное туристическое судно».

«Робот для очистки ступеней от снега».

«Робот-помощник ветеринара».

Работа над проектом начинается с постановки задачи, которую предстоит решить. Затем осуществляется сбор необходимой информации, проводится анализ существующих решений, анализируют доступные технологии и материалы.

Данный этап помогает учащимся лучше понять проблему и найти оптимальные пути её решения. Часто на этом этапе проводятся мозговые штурмы, обсуждения и консультации с экспертами. Например, в рамках подготовки к проекту связанному с гидроэнергетикой  учащиеся посетили Нижнетуринскую ГРЭС и изучили особенности ее работы, узнали о трудностях, которые возникают при обслуживании ГРЭС и предложили конструкцию робота-помощника, который способен помочь решить задачи насущные в зимний период.

Проектируя конвейер, учащиеся посетил АО "Научно-производственную корпорацию "УРАЛВАГОНЗАВОД". В ходе экскурсии будущие инженеры посмотрели работу промышленного конвейера и получили консультации специалистов, которые существенно помогли им в работе над проектом.

На следующем этапе работы учащиеся решают, каким будет их продукт или решение, какие компоненты будут использованы, как они будут взаимодействовать друг с другом. Создаю схемы устройств или модели.

Когда концепция разработана, наступает время реализации проекта. Школьники приступают к сборке  устройств, писать код, тестировать отдельные модули и проверять их совместимость. Этот этап часто сопровождается многочисленными итерациями и доработками, так как возникают непредвиденные трудности и проблемы.

Завершающий этап — презентация готового продукта или решения. Учащиеся готовят доклады, презентации и демонстрацию своего проекта перед аудиторией, состоящей из преподавателей, экспертов и других участников.

На защите обсуждаются достигнутые результаты, выявляются сильные и слабые стороны проекта, предлагаются рекомендации по его улучшению.

В случае необходимости учащиеся возвращаются к одному из предыдущих этапов работы.

Такой подход помогает развить у детей умение планировать свою работу, анализировать информацию и находить оптимальные решения.

Работа над техническими проектами даёт учащимся не только глубокие знания в конкретной области, но и развивает важные навыки:

Командную работу: учащиеся учатся сотрудничать, распределять роли и обязанности, поддерживать друг друга, осуществлять коммуникацию в различных ситуациях, в том числе и при несовпадении мнений по тому или иному вопросу.

Решение проблем: учащиеся сталкиваются с различными трудностями и учатся находить эффективные способы их преодоления.

Творческое мышление: Работа над проектом стимулирует креативность и воображение, помогает находить нестандартные решения.

Планирование и организацию: Учащимся приходится учиться управлять своим временем, расставлять приоритет определять необходимые ресурсы,  следовать плану, корректировать план при необходимости.

Школьные Кванториумы играют немаловажную роль в традиционной профессиональной ориентации. Работая над реальными проектами, учащиеся могут более точно понять, какая профессия их интересует, и какие навыки им необходимы. Это не только помогает сделать осознанный выбор профессии, но и обеспечивает создание гибкого режима обучения, где важен не только результат, но и процесс освоения новых знаний.

Таким образом, школьные Кванториумы представляют собой уникальную платформу для подготовки нового поколения инженеров, обладающих всеми необходимыми навыками и знаниями для успешной карьеры в современных условиях. Благодаря индивидуальному подходу, раннему профессиональному ориентированию и практическому обучению, дети получают возможность раскрыть свой потенциал и стать лидерами в мире высоких технологий.

Подводя итоги, можно сказать, что школьный Кванториум стал важным шагом в модернизации системы образования и подготовке нового поколения инженеров. Инновационные подходы к обучению, используемые в этом проекте, позволяют учащимся не только получать теоретические знания, но и применять их на практике, создавая реальные проекты и решая сложные технические задачи.

Благодаря такому подходу, школьники развивают критическое мышление, креативность и командные навыки, что делает их конкурентоспособными на рынке труда и готовыми к работе в высокотехнологичных отраслях. Примеры успешных проектов, выполненных учениками Кванториума, наглядно демонстрируют эффективность этой модели обучения.

Перспективы развития школьных Кванториумов выглядят весьма обнадеживающими. С каждым годом количество таких центров увеличивается, а их оборудование и программы совершенствуются. Это создает условия для того, чтобы всё больше детей могли получить доступ к качественному техническому образованию и реализовать свои таланты в области инженерии и высоких технологий.

Ведь вклад в образование детей — это инвестиции в будущее, и именно такие инициативы, как школьный Кванториум, являются не только ключом к современным знаниям, но к созданию конкурентной экономики и процветающего общества.

1. Панюков Д.И. Сеть технопарков «кванториум» как основа технологического рывка. / Д.И. Панюков, Д.Ю. Винокурова //Современные исследования основных направлений гуманитарных и естественных наук. – 2017. – С. 195-196.
2. Асмолов А.Г. Дополнительное образование как зона ближайшего развития образования в России: от традиционной педагогики к педагогике развития. //Внешкольник.- №9.- 1997.- С.6-9.
3. Кванториум в образовании: инновации и перспективы. [Электронный ресурс] Режим доступа: URL: https://pointremont.ru/kvantorium-v-obrazovaniiinnovacii-i-perspektivy/
4.  Кванториум: что это такое и как это поможет вашему ребенку. [Электронный ресурс] Режим доступа: URL: https://ronis-media.ru/blog/kvantoriumopredelenie-czeli-i-preimushhestva-dlya-razvitiya-vashego-rebenka/