Министерство образования и науки

Нижегородской области

Государственное бюджетное учреждение дополнительного образования

«ЦМИНК «КВАНТОРИУМ»

Мобильный технопарк «КВАНТОРИУМ»

ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНТЕНСИВ ДЛЯ ПЕДАГОГОВ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ

ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

«ИнженерНО»

(цикл мастер-классов)

Авторы составители:

Методист мобильного технопарка «Кванториум»

Назарова Е.С.

2023

Нижний Новгород

Актуальность

Основной целью Стратегии научно-технологического развития РФ является

обеспечение независимости и конкурентоспособности государства за счет создания

эффективной

системы

наращивания

и

наиболее

полного

использования

интеллектуального потенциала нации.

В качестве приоритетных направлений

развития

отечественной

науки

обозначены

-

цифровые

производственные

технологии и новые материалы, развитие систем обработки больших объемов

данных, машинное обучение и искусственный интеллект, переход к экологически

чистой и ресурсосберегающей энергетике и др.

Стратегия призвана получить в том числе образовательные технологии,

которые помогут ответить на большие вызовы. В связи с этим в рамках

федерального

проекта

«Современная

школа»

национального

проекта

«Образование»

с

2019

года

в

общеобразовательных

организациях

в

Нижегородском регионе проводятся мероприятия по обновлению материально-

технической

базы

для

формирования

у

обучающихся

современных

технологических и гуманитарных навыков. Работа Центров образования цифрового

и гуманитарного профилей «Точка роста» направлена на освоение обучающимися

основных

и

дополнительных

общеобразовательных

программ

цифрового,

естественнонаучного,

технического

и

гуманитарного

профилей;

обновление

содержания и совершенствование методов обучения предметов «Технология»,

«Информатика», «Основы безопасности жизнедеятельности».

Однако,

успешная

реализация

любого

проекта

обеспечивается

квалифицированными

кадрами.

Новые

требования

к

качеству

образования

предполагают необходимость изменения в организации, содержании и технологиях

развития

профессиональных

компетенций

педагогов,

в

проектировании

образовательных траекторий саморазвития, а также внедрение в практику

образования работу с высокотехнологичным оборудованием.

В

качестве

эффективной

региональной

практики

организации

наставничества

педагогических

работников

образовательных

организаций, осуществляющих образовательную деятельность по реализации

основных

и

дополнительных

общеобразовательных

программ,

разработан

Инженерно-педагогический

интенсив

для

педагогов

образовательных

организаций с применением высокотехнологичного оборудования «ИнженерНО».

Целью

интенсива

«ИнженерНО»

является

обеспечение

практико-

ориентированности, гибкости и адаптивности в овладении умениями и навыками

при работе с высокотехнологичным оборудованием педагогами образовательных

организаций через наставничество в формате педагог – педагог «Профессионал –

профессионалу».

Задачи:

1.

Представление

передового

педагогического

опыта,

педагогических

инноваций и научных достижений в мире высоких технологий, демонстрация

возможностей

использования

высокотехнологичного

оборудования и

новых

технологий в разных предметных областях;

2.

Совершенствование

профессиональных

hard

компетенций

педагогов

образовательных

организаций

в

использовании

высокотехнологичного

оборудования;

3.

Создание

условий

для

интеграции

дополнительного

образования

в

предметные области общего образования.

Особенности организации

Инженерно-педагогический интенсив рассчитан на категорию слушателей из

педагогов образовательных организаций – участников Национального проекта

«Образование».

Инженерно-педагогический интенсив включает в себя цикл мастер-классов по 4

самостоятельным образовательным траекториям:



3d моделирование



VR/AR/IT технологии



Гео/аэро



Пром/робо

Количество учебных часов по каждой образовательной траектории: 6 час

Форма обучения: очная

Образовательным

организациям

рекомендуется

определиться

с

выбором

необходимых для прохождения участниками образовательных траекторий с учетом

специфики, возможностей и квалификации педагогов.

При желании педагог может самостоятельно выбрать одну или несколько

образовательных траекторий.

СОДЕРЖАНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТРАЕКТОРИЙ

Образовательная траектория «3d моделирование»

Знакомство с видами, свойствами и принципами работы станков с ЧПУ, 3D

принтеров, граверов, использованием материалов и инструментов. Пайка, чтение

электросхем, выполнение монтажных, сборочных и наладочных работ.

Образовательная траектория «пром/робо»

Конструирование

роботов:

создание

действующих

моделей

и

их

программирование на основе конструктора LEGO

MINDSTORMS® Education

EV3, LEGO SPIKE PRIME, Arduino.

Образовательная траектория «vr/ar/it технологии»

Знакомство

с

разнообразием,

конструктивными

особенностями

и

принципами работы VR/AR-устройств, работой с профильным программным

обеспечением - инструментарием дополненной реальности, графическими 3D-

редакторами. Съемка и монтаж видео 360.

Образовательная траектория «гео/аэро»

Работа с программным обеспечением для обработки пространственных

данных, аэросъёмка, создание трёхмерных моделей местности с помощью

фотограмметрического

программного

обеспечения,

освоение

приемов

пилотирования; принципы работы глобальной навигационной спутниковой

системы (ГНСС)

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№ Наименование тем

Содержание

Всег

о

В том числе

Форма

контроля

Форма

проведения

Лекци

и

Практик

а

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТРАЕКТОРИЯ «VR/AR/IT ТЕХНОЛОГИИ»

1

Проектируем

идеальное VR-

устройство

Знакомство с VR-технологиями.

Тестирование устройства, установка

приложений, анализ принципов работы,

выявление ключевых характеристик. Техника

безопасности.

1

1

-

Тест / опрос

Мастер-класс

2

Создание прототипа

шлема виртуальной

реальности

Принципы работы шлема виртуальной

реальности. Сборка собственной гарнитуры,

вырезание необходимых деталей, дизайн

устройства. Тестирование и доработка

прототипа.

1

0,5

0,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

3

3D-моделирование

разрабатываемого

устройства

Фотореалистичная визуализация 3D-модели.

Рендер (Blender, Meshroom)

1

0,50,5

0,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

4

VR/AR-приложения

Технологии дополненной и смешанной

реальности. Тестирование существующих AR-

приложений, определение принципов работы

технологии

1

0,5

0,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

5

Создание

собственных AR-

приложений для

различных

устройств

Последовательное изучение возможностей

среды разработки VR/AR-приложений.

Разработка VR/AR-приложения в соответствии

со сценарием. Выявление ключевых требований

к разработке GUI — графических интерфейсов

приложений. Разработка интерфейса

приложения — дизайна и структуры

2

0,5

1,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

Итого

6

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТРАЕКТОРИЯ ХАЙТЕК

Аддитивные

технологии

Система

исчисления

времени.

Риски.

Исследование типовых проблем 3D-принтеров,

обслуживание

и

техника

безопасности

при

работе.

Практическое

исследование

по

применимости

различных

материалов

для

фиксации основы различных материалов 3D-

принтера.

Практическое

исследование

по

определению точности 3D-принтера.

1

0,5

0,5

Тест/ опрос

Практическо

е задание

Мастер-класс

Введение в 3D

моделирование

Изучение

режимов

работы

оборудования

(заполнение, поддержки, мосты, скорость, и

другое)

Практическое исследование по использованию

различных типов поддержки модели.

1

0,5

0,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

Построение

моделей 3D

Практическая работа в программах по 3D

моделированию

1

0,5

0,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

Постобработка

изделий

Исследование

по

постобработке

изделий,

изготовленных

на

различных

типах

3D-

принтеров

1

0,5

0,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

Лазерные

технологии - резка и

гравировка изделий

Практическая работа по созданию чертежей в

123d design. Экспорт в RDworks и дальнейшая

работа с программным обеспечением

для

лазерного станка.

2

0,5

1,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

Итого

6

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТРАЕКТОРИЯ «ГЕО/АЭРО»

Теория БПЛА.

2,5

0,5

2

Тест/ опрос

Мастер-класс

Управление и

пилотирование

квадрокоптером.

Программирование

автономных

беспилотников.

История создания, разновидности, применение

БПЛА.

Виды

квадрокоптеров

Проекты

необычных летательных аппаратов.

Программирование автономных беспилотников

Видеосъемка с воздуха. FPV-пилотирование.

Программирование

дрона

в

программе

DroneBlocks.

Управление квадрокоптером Tello при помощи

телефона.

Пролёт препятствий на квадрокоптере

Практическо

е задание

Аэрофотосъемка и

беспилотные

летательные

аппараты

Понятие

«аэрофотосъемка»,

трехмерное

геомоделирование и сферы его применения.

Подробная

инструкция

по

выполнению

моделирующего

упражнения:

построение

ортофотоплана и цифровой модели местности

по макету при помощи мобильного телефона

1,5

0,5

1

Практическо

е задание

Мастер-класс

Основы

геоинформатики

Построение приложение в программе ГИС.

Работа с картами в программе ArcGis Online.

2

0,5

1,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

Итого

6

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТРАЕКТОРИЯ «ПРОМ/РОБО»

Конструкторы

LEGO MINDSTORMS® Education EV3, LEGO

SPIKE PRIME

2

0,5

1,5

Тест/опрос

Практическо

е задание

Мастер-класс

Промышленные

роботы

Конструкция промышленного манипулятора.

Состав системы управления. Программирование

прототипов промышленных роботов (онлайн и

офлайн).

2

0,5

1,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

Онлайн - платформа

Tinkercad

Arduino Uno (онлайн и офлайн)

2

0,5

1,5

Практическо

е задание

Мастер-класс

Итого

6

Образовательная траектория

Оборудование

Хайтек

Лазерный гравировальный станок, 3D сканер,

3D-принтер «Hercules», наборы по электротехнике

Ноутбуки для слушателей

Программное обеспечение

Пром/Робо

Конструкторы LEGO MINDSTORMS® Education EV3,

LEGO SPIKE PRIME, Arduino Uno

Ноутбуки для слушателей

Программное обеспечение

Гео/Аэро технологии

Пульт радиоуправления с симулятором COEX Flysky i6

FPV Freerider

Констурктор программируемого квадрокоптера COEX

Клевер 3

Камера для одноплатного компьютера 300K Pixel USB 2.0

Mini Webcam

Ноутбуки для слушателей

Программное обеспечение для любительской обработки

материалов аэросьемки Agisoft PhotoScan

VR/AR/IT технологии

Очки виртуальной реальности HTC Vive

Камера Экшн видеокамера GoPro Hero 6 Black

Планшет на платформе iOS

Планшет на платформе Android

Комплект деталей для сборки прототипа шлема

виртуальной реальности

Ноутбуки для слушателей

Программное обеспечение

Необходимые ресурсы для внедрения и реализации

Наставнической практики

Материально-техническое обеспечение

Результаты, подтверждающие эффективность практики

С

целью

развития

профессиональных

компетенций

педагогов,

в

проектировании образовательных траекторий саморазвития, а также внедрение в

практику

образования

работу

с

высокотехнологичным

оборудованием

Государственным

бюджетным

учреждением

дополнительного

образования

«Центр молодежных инженерных и научных компетенций «КВАНТОРИУМ» в

период с 29 октября по 27 ноября 2020 года был проведен инженерно-

педагогический интенсив «ИнженерНО».

В

интенсиве

приняли

участие

более

70

педагогов

образовательных

организаций

–

участников

Национального

проекта «Образование» из

14

муниципальных

образований:

Арзамасский,

Балахнинский,

Володарский,

Городецкий,

Краснобаковский,

Лысковский,

Лукояновский,

Павловский,

Сосновский, Шарангский муниципальные районы, г.о.г.Бор, Выкса, Нижний

Новгород (Нижегородский, Московский р-ны), Шахунья.

Диаграмма 1.Количество участников от районов НО

Учителя осваивали четыре образовательные траектории (3D-моделирование, VR/

AR/IT технологии, гео/аэро,

пром/робо). Наиболее востребованным стало

направление по VR/AR/IT технологиям.

Диаграмма 2. Количество участников (чел) по образовательным траекториям

Диаграмма 3. Количество участников (%) по образовательным траекториям

В

рамках

инженерного

интенсива

были

представлены

педагогические

инновации и научные достижения в мире высоких технологий, а также

продемонстрированы

возможности

использования

высокотехнологичного

оборудования и новых технологий в разных предметных областях.

Полученные знания и навыки педагоги смогут применить на практике уже

сегодня, создавая условия для интеграции дополнительного образования в

предметные области общего образования.

Содержание

образовательных

траекторий

включало

в

себя:

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТРАЕКТОРИЯ «3D МОДЕЛИРОВАНИЕ»

Знакомство с видами, свойствами и принципами работы станков с ЧПУ, 3D

принтеров, граверов, использованием материалов и инструментов. Пайка, чтение

электросхем, выполнение монтажных, сборочных и наладочных работ.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТРАЕКТОРИЯ «ПРОМ/РОБО»

Конструирование

роботов:

создание

действующих

моделей

и

их

программирование на основе конструктора LEGO

MINDSTORMS® Education

EV3, LEGO SPIKE PRIME, Arduino.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТРАЕКТОРИЯ «VR/AR/IT ТЕХНОЛОГИИ»

Знакомство

с

разнообразием,

конструктивными

особенностями

и

принципами работы VR/AR-устройств, работой с профильным программным

обеспечением - инструментарием дополненной реальности, графическими 3D-

редакторами. Съемка и монтаж видео 360.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТРАЕКТОРИЯ «ГЕО/АЭРО»

Работа с программным обеспечением для обработки пространственных

данных, аэросъёмка, создание трёхмерных моделей местности с помощью

фотограмметрического

программного

обеспечения,

освоение

приемов

пилотирования; принципы работы глобальной навигационной спутниковой

системы (ГНСС)

По

итогам

инженерно-педагогического

интенсива

было

проведено

анкетирование

педагогов

с

целью

выявления

удовлетворенности

от

прослушанного курса. Более 70% респондентов дали положительный ответ, а

25,5 % ответили, что ожидания оправдались частично.

Более половины педагогов ответили, что видят необходимость и готовы

продолжить обучение по углубленному модулю.

Возможность тиражирования и применения в различных условиях

Полученные знания педагоги готовы интегрировать в общеобразовательные

дисциплины – на уроки в школе, а также при составлении индивидуальных

образовательных маршрутов для обучающихся. Много полезной информации

слушатели подчерпнули для себя в организации и планировании занятий

дополнительного образования.

Не все вопросы остались изученными и затронутыми, по результатам опроса

наиболее интересующими темами для углубленного изучения стали:



Программирование



Работа с принтером 3д



Работа с геоданными, пилотирование квадрокоптеров и картография



Создание игр, викторин и приложений VR /AR

Подводя итоги проведенной работы, следует отметить целесообразность и

востребованность

подобных

образовательных

мероприятий,

необходимость

совершенствования

профессиональных

hard

компетенций

педагогов

образовательных

организаций

в

использовании

высокотехнологичного

оборудования. Инженерно-педагогический интенсив - это не только своеобразная

практическая лаборатория, но и площадка для общения и обмена опытом

заинтересованных педагогов, вовлекающих в мир инженерного творчества

заинтересованную юную аудиторию.