Техническая направленность (научно-техническая, спортивно-техническая)

В системе дополнительного образования детей техническое творчество делит­ся на две направленности: научно-техническую и спортивно-техническую. С точки зрения терминологии такое деление представляется достаточно условным. Совре­менное техническое творчество не может быть ненаучным, так как конструирование любой технической системы основывается на использовании колоссального научно­го потенциала, накопленного предшественниками, и само по себе, как правило, несет черты научного исследования. Анализ образовательных программ, традиционно представляемых в рамках этой классификации, позволяет сделать вывод, что основа­нием для подобного деления является возможность сравнения как характеристик собственно технических систем, создаваемых воспитанниками, так и их умения при­менять эти системы в рамках разработанных правил, то есть проводить соревнова­ния. Это привело к возникновению так называемых «технических видов спорта» и выделению в техническом творчестве детей спортивно-технического направления. Остальные образовательные программы, в частности, связанные с конструированием уникальных и единичных технических систем, решением новых научных задач и т.п., принято относить к научно-техническому направлению.

Говоря о традиционных направлениях программ дополнительного обра­зования детей в области научно-технического и спортивно-технического твор­чества, следует выделить несколько крупных блоков.

Первым таким блоком является моделизм - конструирование и постройка действующих и стендовых моделей летательных аппаратов, автомобилей, су­дов, локомотивов и других средств транспорта для спортивных соревнований и демонстраций. Наиболее распространены авиа-, авто- и судомоделизм, а также ракетное моделирование. При этом речь идет не только о создании макетов су­ществующих образцов технических систем, но и о создании действующих мо­делей для проведения различных соревнований. Поэтому образовательные про­граммы, связанные с моделизмом, присутствуют как в научно-техническом, так и в спортивно-техническом направлениях. Также одним из вариантов моделиз­ма можно считать оригами как бумажное моделирование. Образовательные программы этого направления обычно предлагаются наиболее младшему кон­тингенту воспитанников, так как, в отличие от других модельных направлений, не требуют большого объема специальных знаний и навыков технического кон­струирования.

Следующим крупным блоком является радиоэлектроника. Этот блок включает в себя научно-технические направления: микроэлектронику, радиоде­ло и радиоспорт - технический вид спорта, включающий различные комплексные соревнования с использованием приёмной и передающей радиоаппаратуры в сочетании с общефизическими упражнениями. В современной программе ра­диоспорта: соревнования по радиосвязи на KB и УКВ, скоростному приёму и передаче радиограмм, «охота на лис» (поиск при помощи приёмников-пеленгаторов 3-5 маломощных коротковолновых и ультракоротковолновых за­маскированных радиопередатчиков - «лис»), многоборье радистов (приём и пе­редача радиограмм, спортивное ориентирование на трассе, обмен радиограм­мами в радиосети из 3 радиостанций).

Наконец, третий блок, сформировавшийся относительно недавно, но по­степенно захватывающий лидирующее положение в научно-техническом на­правлении дополнительного образования детей, это - информационные (ком­пьютерные) технологии. Появление этого блока и его возрастающая роль обусловлены переходом от индустриального к постиндустриальному (инфор­мационному) обществу, характеризуемому переносом акцента с решения соб­ственно технических проблем на управление информационными процессами и потоками.

Представленная выше классификация программ дополнительного образо­вания детей в области научно-технического и спортивно-технического творче­ства не претендует на полноту и строгость и призвана, в первую очередь, разде­лить образовательные программы по специфике задач, решаемых воспитанни­ками в рамках освоения этих программ, что позволит нам в дальнейшем кор­ректней подойти к вопросу оценки эффективности реализации программ до­полнительного образования детей через оценку приобретаемой воспитанниками возможности решать определенный круг задач.

Исходя из принятого нами компетентностного подхода, в первую оче­редь, необходимо понять, какие задачи учится решать воспитанник, в какие компетентности воспитанника делается вклад с приобретением возможности решать эти задачи, и как оценить эти возможности в процессе освоения образо­вательной программы при окончании обучения.

В целом, рассматривая задачи, решаемые воспитанником в рамках допол­нительной образовательной программы в области научно-технического творче­ства, исследователи отмечают, что в детском техническом творчестве можно выделить четыре основных этапа выполнения задания - осознание и обоснова­ние идеи, техническую разработку задания, практическую работу над заданием (объектом), апробирование объекта в работе и оценку результата творческого решения. Средством развития технического мышления служит система творче­ских заданий и задач в процессе трудовой деятельности, причем выстроенная в определенной последовательности - постепенного перехода от достаточно про­стых технических задач к более сложным.

Первую группу образовательных программ составляют программы обще­культурного уровня. Общей целью программ этого образовательного уровня независимо от возраста воспитанников, является создание условий для развития личности подростка, способной к позитивному самовыражению через включе­ние его в научно-техническое творчество.

 

Детализация этой цели будет зависеть от конкретной возрастной группы учащихся. Так, целью образовательных программ общекультурного уровня для младших школьниковявляется формирование у них понятий о материальной культуре, технологии как средстве создания предметов материальной культуры и технических системах как объектах материальной культуры, созданных для реализации отдельных технологических этапов. Через самостоятельное конст­руирование простейших моделей воспитанник учится устанавливать взаимо­связь

между технической системой, функциями, которые она выполняет, и ее отличительными особенностями, реализующими эти функции. Одним из наи­более распространенных вариантов реализации образовательных программ технического творчества для младшего школьного возраста является бумажное моделирование. Это обусловлено рядом факторов. Во-первых, простотой тех­нологических операций над бумажным материалом и возможностью использо­вать несложный в обращении инструмент. Во-вторых, бумажное моделирова­ние реализует единство чертежа и детали, упрощая учащемуся восприятие пе­рехода от замысла к реализации готовой модели.

Среди предметных задач, которые решает воспитанник в процессе обуче­ния по такой образовательной программе, в первую очередь следует выделить задачи, связанные с геометрическими построениями и созданием чертежей. Одной из важных особенностей этих задач является формирование у ребенка представлений о соотношении двумерного чертежа и объемной модели. Не ме­нее важным является появление нового для младшего школьника понятия «масштаб». Для успешного решения этих задач воспитанник приобретает уме­ния использовать чертежный и измерительный инструмент.

Следующие предметные задачи связаны с использованием простейших технологий обработки материалов. Воспитанники приобретают навыки раскроя материала, сборки изделия, раскраски и декора. Важно, чтобы ребенок не про­сто научился воспроизводить определенный набор несложных операций, но и увидел их место в создании готового продукта, общность этих технологических этапов для создания любого элемента технической системы.

Наряду с перечисленными предметными задачами в рамках рассматри­ваемых образовательных программ, воспитанник сталкивается и с рядом надпредметных задач. В первую очередь, это задачи, связанные с умением органи­зовать свою деятельность. Как уже отмечалось выше, научно-техническое творчество неотделимо от проектного подхода к решению задач. Поэтому уже в младшем школьном возрасте за счет обучения по таким образовательным про­граммам воспитанник знакомится с такими его важными этапами, как поста­новка задачи и оценка получающихся результатов. Особое внимание здесь сле­дует уделить именно этапу постановки задачи. С одной стороны, ребенку в этом возрасте еще очень сложно осуществить этот этап самостоятельно, что требует четких постановок заданий со стороны педагога. С другой стороны, творческая активность воспитанника, его собственные устремления должны быть поддержаны педагогом. Как раз в этом аспекте раскрывается такое значи­тельное преимущество дополнительного образования, как его личностная ори­ентация. Педагог должен услышать каждого воспитанника и помочь ему реали­зовать свою уникальную задумку, попутно показывая, как перейти от абстракт­ной идеи к конкретному плану действий по ее воплощению. Успешная реализация этой педагогической задачи приводит не только к формированию первич­ных навыков постановки задачи, но и к увеличению мотивации воспитанников и увеличению их творческой активности.

С задачей самостоятельной оценки собственных достижений в рамках рассматриваемых образовательных программ воспитанник, как правило, стал­кивается впервые. Умение объективно оценить свои результаты, степень дос­тижения цели и затраченный ресурс является важным вкладом в социально-трудовую компетентность воспитанника. Как и в случае постановки задачи, формирование

этого умения требует большой аккуратности и личностного под­хода со стороны педагога, реализующего образовательную программу - он должен постоянно балансировать, с одной стороны, поддерживая ситуацию ус­пеха для формирования устойчивой мотивации, а, с другой стороны, способст­вовать постепенному переходу от критики результатов работы со стороны пе­дагога к объективной самокритике воспитанника.

Оценка умения ребенка решать перечисленные задачи должна прово­диться как по отдельным задачам, так и в комплексе. Оценка умения воспи­танника решать отдельные предметные задачи, как правило, производится в текущем режиме непосредственно при выполнении им технологических опе­раций. Причем, упор делается не на абсолютные знания и навыки воспитан­ника, а на индивидуальную динамику их изменений. В рамках дополнитель­ного образования каждый ребенок развивается в своем собственном темпе. Но главным результатом освоения ребенком образовательной программы, позволяющим дать комплексную оценку, являются собственно те модели, которые воспитанник создает за период обучения. Именно по ним можно оценить не только наличие у воспитанника определенных знаний и умений, но возможность их практического применения для решения конкретной за­дачи. Важными критериями здесь являются степень личного участия воспи­танника в создании модели, особенно на этапе возникновения ее идеи и по­становки задачи, оригинальность и сложность моделей, аккуратность их ис­полнения. Оценка по этим критериям в процессе обучения позволяет скор­ректировать индивидуальную траекторию учащегося: сделать акцент на формировании отдельных умений и навыков, развитии определенных лично­стных качеств.

Итоговая оценка, подтверждающая вклад образовательной программы в ключевые компетентности воспитанника, может быть реализована двумя способами. Первый вариант - по совокупности выполненных работ, второй -через выполнение итогового задания по конструированию достаточно слож­ной модели, требующей применения разнообразных умений и навыков. Обобщенные формулировки критериев и показателей ключевых компетентностей в зависимости от возраста воспитанников и уровня образовательной программы практически не зависят от конкретной предметной области реа­лизации программы, являются общими для всего направления и будут пред­ставлены позже.

Цель образовательных программ общекультурного уровня для среднего школьного возрастазаключается в популяризации соответствующей области научно-технического или спортивно-технического творчества; развитии психо­логической и физической устойчивости ребенка к окружающему миру средствами технического творчества. Для образовательных программ этого уровня и возрастной группы можно выделить несколько общих педагогических задач:

 

♦ приобретение первоначальных сведений по основам соответствующе­го направления, знакомство с его историей;

♦ формирование образного технического мышления и умения выразить свой замысел с помощью рисунка, наброска и чертежа;

♦ побуждение у учащихся любознательности и интереса к устройствам, различным техническим объектам, развитие стремления разбираться в их конструкции и желания выполнить макеты и модели этих объектов;

♦ воспитание доброжелательности, взаимопонимания, желания достав­лять своим творчеством радость людям;

♦ воспитание трудолюбия, усидчивости, терпения; формирование уме­ния планировать работу, рационально распределять время, анализиро­вать результаты деятельности как своей, так и других учащихся.

В этой возрастной группе общекультурных программ представлены все три основных блока: моделизм, радиоэлектроника и информационные техноло­гии, кроме того, эта возрастная группа является доминирующей среди про­грамм данного образовательного уровня, что делает целесообразным подробное рассмотрение конкретных задач, решаемых воспитанниками в процессе обуче­ния, учитывая специфику конкретного блока.

В блоке образовательных программ, связанных с изготовлением авиа-, судо-, автомоделей, основной предметной задачей является изготовление дета­лей несложных моделей по готовым чертежам. Это требует более глубоких и специализированных, по сравнению с предыдущей возрастной группой, знаний в области геометрии и черчения: знаний об основных элементах моделируемой технической системы, их условных обозначений на чертежах и схемах. Кроме того, воспитанник сталкивается с новой межпредметной задачей историко-технической реконструкции, с необходимостью узнать историю возникновения моделируемой технической системы, историю соответствующей отрасли и со­поставить полученные исторические факты с конструируемой моделью.

 

Расширение номенклатуры используемых в моделировании материалов и инструментов их обработки значительно расширяет технологические навыки воспитанника. У ребенка формируется понимание соответствия между исполь­зуемыми материалами и традиционным инструментарием и технологиями их обработки. Появление сложных профессиональных инструментов ставит на первое место знание правил техники безопасности, необходимость бережного и аккуратного отношения к предметам труда, инструментам.

Необходимость самостоятельно работать с различными типами простей­ших технических систем и моделей ставит перед воспитанником задачу поиска и устранения несложных неисправностей - одну из традиционных задач в об­ласти техники.

Увеличение количества технологических этапов при создании более сложных моделей, использование более сложных в обработке материалов, по­вышают требования к организации собственного труда. Необходимость совме­стного использования дорогостоящего и сложного инструмента, с одной сторо­ны, ставит перед воспитанником ряд коммуникативных задач, развивает предметно-направленное общение, а с другой стороны, требует умения планировать свою деятельность в условиях небесконечного ресурса.

 

Изменения, по сравнению с предыдущей возрастной группой, происходят и в задачах оценки результатов своей деятельности. Кроме оценки со стороны педагога и дальнейшего развития самостоятельной оценки своей деятельности, воспитанники начинают знакомиться с коллективной оценкой - участием в кон­курсах, выставках,

показательных стартах. Перед школьником появляется задача не только выполнить модель, но и достойно представить свои результаты.

Как и в предыдущей возрастной группе, основными «продуктами» дея­тельности воспитанника являются созданные им модели, поэтому основными методами оценки результативности образовательной программы являются изу­чение и анализ продуктов труда воспитанника, процесса организации работы над продуктом и динамики личностных изменений. Причем, не только через непосредственное наблюдение в процессе решения задач отдельных задач, но и в рамках выступления на показательных стартах и выставках. Важными показа­телями являются также характер взаимодействия воспитанников друг с другом и изучение отзывов родителей и учителей. Это позволяет отследить слабоформализуемые коммуникативные навыки воспитанника, вклад образовательной программы в бытовую и коммуникативную компетентность воспитанника.

В блоке образовательных программ, связанных с радиоэлектроникой, как и в моделизме, конструирование технической системы начинается с составле­ния ее плана. Здесь роль чертежей выполняют принципиальные и функцио­нальные схемы, а место геометрии занимает физика. Общая проектная органи­зация деятельности остается прежней. Следует отметить, что решение расчет­ных и конструкторских задач в радиоэлектронике имеет существенное отличие от таких задач в моделизме. Радиоэлектроника не обладает такой наглядно­стью. Все физические процессы, лежащие в основе конструируемых и эксплуа­тируемых технических систем, могут быть оценены только с помощью специ­альной аппаратуры. В связи с этим в радиоэлектронике более выражены задачи поиска и исправления неисправностей. С другой стороны, инструментарий, ис­пользуемый для реализации того или иного устройства, и набор технологиче­ских операций значительно меньше, чем в моделизме.

Как и в моделизме, в этой возрастной группе в программах общекультур­ного уровня создание технических систем, как правило, сводится к реализации готовой принципиальной или даже монтажной схемы. Главное, чтобы воспи­танник приобрел навыки основных технологических операций сборки радио­электронной аппаратуры, ее отладки и поиска неисправностей, познакомив­шись при этом с типовыми радиоэлектронными устройствами (усилителем, приемником, мультивибратором и т.п.). Кроме того, в рамках программ общекультурного уровня необходимо установить четкую взаимосвязь между выпол­няемыми технологическими операциями и физическими процессами, обеспе­чить более серьезную практическую поддержку теоретическому школьному курсу физики, углубив отдельные его темы.

Важной отличительной чертой этого блока образовательных программ в отличие от моделизма является то, что целью является не только сама конст­руируемая техническая система, но и возможность ее эффективного использо­вания для решения других задач. Например, передача сообщений посредством радиосвязи, программирование управления другой технической системой и т.п. Это наиболее заметно в образовательных программах по радиопеленгации, в рамках которых воспитанники занимаются таким техническим видом спорта, как «охота на лис», основывающимся на умении использовать радиоэлектрон­ную аппаратуру. Соответственно и показателем результативности воспитанни­ка является успешность его участия в соревнованиях различного уровня. При этом одним из образовательных продуктов становится развитие морально-волевых качеств, характерных для любого спорта: воля к победе, уважение со­перников, командный дух и т.д.

В остальном методы оценки результативности в этом блоке образова­тельных программ совпадают с моделизмом. Правда, как уже отмечалось, со смещением акцента в предметных задачах с практических умений на теорети­ческие (физико-технические) знания.

Блок общеобразовательных программ для средней школы в области ин­формационных технологий преследует, прежде всего, цель обеспечения ком­пьютерной грамотности школьников и усвоения ими основ информатики и про­граммирования. Как и в рассмотренных выше блоках, для этой возрастной группы характерно решение задач в достаточно четких постановках со стороны педагогов. В этом блоке это означает умение применять готовые (типовые) ал­горитмы, использовать рекомендованный инструментарий для решения четко сформулированных задач обработки информации.

Основная задача воспитанника - научиться распознавать и классифици­ровать происходящие информационные процессы и грамотно применять суще­ствующий инструментарий компьютерных технологий для управления ими. На этом этапе должно быть сформировано отношение к компьютерной технике как к инструменту решения различных задач, подготовить к жизни в информаци­онном обществе.

Образовательные программы по информационным технологиям этого уровня и возрастной группы часто пересекаются по содержанию со школьной информатикой. Это вызвано как отсутствием четкой и устоявшейся программы обучения информатике в средней школе, так и порой слабой методической раз­работанностью соответствующих программ дополнительного образования, что приводит к пересечению содержания, а порой и к разночтениям. С другой сто­роны, у дополнительных образовательных программ по информационным тех­нологиям для средней школы есть свои уникальные задачи: поддержать разви­тие компьютерной грамотности школьников, в первую очередь, в практическом плане за счет увеличения объемов «машинного времени», разнообразия изу­чаемого программного обеспечения. Через разнообразие приложений воспи­танник должен в наиболее общем виде приобрести умение навигации по меню произвольной информационной системы для нахождения нужной команды или операции, использовать ее справочную систему. Ребенок должен научится чет­ко видеть «зоны ответственности» - различать задачи и области управления ап­паратных средств, операционной системы, конкретных прикладных пользова­тельских программ (в том числе их персональной настройки), уметь работать в ситуации совместного использования информации в компьютерной сети, пони­мать соответствующую этику взаимоотношений с другими пользователями. Умение решать эти задачи позволит воспитаннику избежать потерь системной информации, порчи аппаратных ресурсов, конфликтов с другими пользовате­лями, обеспечить сохранность собственной информации.

В программах этого уровня и возрастной группы в области информаци­онных технологий проводить оценку результатов только по материальным про­дуктам, созданным воспитанниками, сложнее, чем для других направлений. Портфолио с результатами использования различных прикладных программ, несомненно, является одним из важных показателей успешности воспитанника в решении соответствующих задач. Тем не менее, его компьютерная грамот­ность должна быть подтверждена умением решать задачи информационных технологий в измененных условиях. Один из вариантов организации такой про­верки - предоставить воспитаннику возможность решить несложную задачу, используя неизвестное ему ранее программное обеспечение.

Цель образовательных программ общекультурного уровня для старшего школьного возрастазаключается в развитии у старших школьников устойчи­вого интереса к наукоемким технологиям и научно-исследовательской деятель­ности, развитии их информационной и технологической культур, а также в формировании навыков использования технических средств и технологических приемов в повседневной жизни. Отметим, что такие программы редки в качест­ве самостоятельных образовательных программ - как правило, заявленные вы­ше цели решаются в рамках углубленных и допрофессиональных программ до­полнительного образования для старших школьников, поэтому здесь мы рас­смотрим задачи, решаемые воспитанниками вне зависимости от конкретной предметной области и являющиеся общими по постановке для всех блоков об­разовательных программ. Более специфичные задачи будут сильно пересекать­ся с содержанием программ углубленного уровня и будут рассмотрены ниже.

Для этой возрастной группы технические системы становятся, в первую очередь, объектом исследований. Воспитанники приобретают навыки экспери­ментального моделирования - создания моделей и технических систем для изу­чения конкретных характеристик, физических явлений, зависимостей. У школьников формируется понятие об эксперименте и преломление проектного метода на решение научно-познавательных задач. Ребята знакомятся с поняти­ем постановки эксперимента, протоколированием результатов, оформлением и доказательством выводов.

Решение этих задач невозможно без предварительной теоретической под­готовки. Это обусловливает задачи поиска и систематизации информации по интересующему направлению, в том числе с использованием ресурсов глобаль­ной сети Internet. Вообще, на данном уровне происходит смешение чисто тех­нических и информационных задач, что отражает реальную организацию ис­следовательской деятельности в современной науке.

При этом одна их важных задач подобных образовательных программ -обеспечить, чтобы выводы проведенных исследований транслировались на ок­ружающую реальность, повседневную жизнь воспитанника. Прохождение об­разовательной программы должно способствовать воспитанию целостного вос­приятия мира, умения жить и действовать в условиях неопределенности, огра­ниченных ресурсов, отсутствия абсолютной надежности окружающих техниче­ских систем.

Критерием истины для решения всех перечисленных выше задач в науч­ной среде традиционно является публичное обсуждение результатов исследо­ваний. Эта методика может быть успешно транслирована и в дополнительное образование старших школьников. Для них организуются учебные, практиче­ские, научно-практические конференции как внутренние, проводящиеся для участников одного коллектива, так и открытые. В случае серьезного успеха ис­следований возможен выход и на большие научные конференции,

официальная публикация результатов. Большим подспорьем здесь может послужить разви­тие глобальной сети Интернет, позволяющей проводить заочные конференции любого масштаба с минимумом материальных затрат на организацию общения участников и публикацию материалов. Следует отметить, что участие воспи­танников в научных конференциях любого уровня дает, кроме всего прочего, опыт позитивного личностного взаимодействия в определенной сфере, коллек­тивного творчества.

Программы дополнительного образования детей в области научно-технического и спортивно-технического направлений углубленного уровня со­ставляют большинство среди программ этих направлений. Среди них нет про­грамм, ориентированных на младших школьников, поэтому начнем их деталь­ное рассмотрение со среднего школьного возраста.

Цель образовательных программ углубленного уровня для среднего школьного возраста- сформировать у воспитанников умение решать широ­кий спектр практических задач, характерных для изучаемой предметной облас­ти, создать условия для приобретения ими навыков самостоятельной творче­ской конструкторской деятельности. Программы этого уровня призваны обес­печить ребенку выбор приоритетных направлений для реализации своего инте­реса в областях знаний, входящих в изучаемую предметную область; индивиду­альную корректировку личности учащегося через многообразную систему мо­тиваций деятельности, а также сформировать у воспитанника понятие техноло­гичности решения, понимание возможностей реализации собственных творче­ских устремлений, демонстрации личностных достижений.

В программах углубленного уровня в области моделизма значительно возрастает доля участия воспитанника в собственно конструкторской части ра­боты над моделью. Школьник решает такие задачи, как самостоятельное вы­полнение чертежа модели с соблюдением соответствующих правил, подготовку всех ее элементов и окончательную сборку из этих элементов моделей. Очень важно отметить, что в процессе работы над моделью учащиеся приходят к вы­воду: любое техническое решение должно быть подвергнуто практической про­верке. Формирование такого понимания сути технического творчества является одним из главных результатов данного образовательного уровня.

Возникающая при самостоятельной подготовке чертежей потребность ра­ботать со специальной литературой приводит к необходимости свободного вла­дения специфическими понятиями, атрибутами, терминами. Одновременно с этим углубляются знания в соответствующих разделах истории, географии, других смежных наук.

В практической сфере воспитанник осваивает основные приёмы и техни­ки изготовления элементов модели из широкого спектра используемых мате риалов. В зависимости от конкретного направления школьник приобретает уг­лубленные по сравнению со школьным технологическим обучением навыки использования ручного столярного и слесарного инструмента, токарных и фре­зерных станков. Следует отметить, что в программах углубленного уровня у школьников не просто формируется набор практических навыков, но способ­ность к выполнению изученных технологических операций с определенным ка­чеством и продуктивностью - основы будущей технологической культуры.

Особое развитие творческая мысль получает при изготовлении дейст­вующих моделей технических объектов. Для того чтобы модель управлялась не хуже прототипа, надо, хотя бы в доступном школьнику виде, знать и применять законы, по которым всё это происходит -законы аэро- и гидродинамики.

Надо также знать элементарные положения сопротивления материалов и прочност­ные расчеты. Таким образом, межпредметные связи становятся глубокими, но порой достаточно узкоспециализированными.

Участие воспитанников со своими моделями в различных видах модель­ного спорта предоставляет им возможности научиться самостоятельной экс­плуатации определенного набора моделей с соблюдением правил техники безо­пасности и правил проведения соревнований. Одним из важных умений, фор­мируемых в рамках модельного спорта, является умение взаимосвязывать фак­ты и процессы, возникающие при создании и эксплуатации моделей и образцов техники. Школьник понимает еще одну основу техники: то, что конструирова­ние и эксплуатация - разные, порой сильно разнесенные во времени, но тесно взаимосвязанные этапы одного целого процесса.

Кроме участия в различных соревнованиях и текущей (в том числе и кол­лективной) оценки изготовленных моделей в своей группе, на этом образова­тельном уровне одним из контрольных мероприятий становится проведение различных формальных зачетов. Они призваны не только проверить уровень теоретических знаний и практических навыков воспитанников, но и приучить их к традиционным формам защиты своей компетентности в тех или иных во­просах, принятых в современном обществе.

Также следует отметить, что программы углубленного уровня в области моделизма предполагают создание воспитанниками моделей, соответствующих определенным нормативам соответствующего модельного спорта, и участие в соревнованиях своего класса. Таким образом, воспитанники приобретают на­выки решения конструкторских задач с учетом принятых стандартов.

Достаточно похожую на моделизм картину можно наблюдать и в образо­вательных программах, связанных с радиоэлектроникой. Во-первых, следует отметить, что здесь тоже возрастает самостоятельность воспитанников на кон­структорском этапе разработки технических систем.

В первую очередь, это расчетные задачи, например, расчеты несложных цепочек, усилительных каскадов, источников питания, составление схемы из логических элементов по заданной таблице истинности и т.п. Решение этих за­дач требует от школьника умения пользоваться справочниками по полупровод­никовым элементам и другой специальной литературой, разбираться в марки­ровках различных элементов и других условных обозначениях. Углубленный уровень, как правило, включает в себя знакомство с цифровой электронной техникой, конструирование которой требует обладания начальными знаниями.

по цифровой технике и конструированию цифровых схем; знакомство с поня­тиями «цифровых сигналов», «логики»; «логических элементов, оперирующих с цифровыми сигналами».

Кроме расчетных задач, углубленный уровень изучения радиоэлектрони­ки подразумевает самостоятельное изготовление печатных плат. Для этого вос­питаннику необходимо научиться разбираться в технической документации данной конструкции: в схеме, спецификации и монтажной схеме и паять слож­ные полупроводниковые элементы (без их повреждения, на плате, приблизи­тельно 3-й группы сложности).

Расширяется набор задач, решаемых воспитанниками в рамках отладки собранной технической системы. Школьники, закончившие обучение по таким образовательным программам, могут самостоятельно найти ошибки в монтаже с помощью измерительных приборов, снимать «карту» режимов и измерять ре­жим работы транзистора, сопоставлять результаты измерений с требуемым зна­чением и исправить найденные несоответствия.

Возрастание роли теоретических знаний и самостоятельности в конструк­торской деятельности накладывает отпечаток и на методы оценки результатив­ности обучения. Кроме непосредственной оценки выполненных учащимся при­боров, включающей не только оценку функциональных характеристик, но и со­ответствия стандартам сборки, пайки и т.п., последующей отладки и ознакомился с основными приемами этой деятельности. Именно на этом этапе нужно при­учать воспитанника к культуре программирования, соблюдению общепринятых стандартов.

Воспитанники сдают зачеты, в рам­ках которых оцениваются не только знания школьников в соответствующих областях физики и специальные знания, но и умение теоретически обосновать различные этапы изготовления технических систем от конструкторских расче­тов до поиска неисправностей. Воспитанники должны, используя теоретиче­ские знания и правильный терминологический аппарат, уметь защитить реали­зованные ими технические решения, а также уметь составить грамотное техни­ческое описание созданной системы.

Среди дополнительных образовательных программ углубленного уровня для среднего школьного возраста в области информационных технологий, в первую очередь, следует выделить такое направление, как программирование. Как правило, они предполагают углубленное изучение отдельных языков или сред программирования (Pascal, Delphi, C++, Visual Basic и др.). Основной за­дачей воспитанников является построение собственных алгоритмов решения различных задач и их реализация средствами соответствующего языка про­граммирования.

Начиная углубленно изучать программирование, школьники сталкивают­ся с одной из его особенностей, во многом определяющей организацию дея­тельности по решению программистских задач, - большим количеством функ­ций, обладающих разнообразным синтаксисом и областями применения. По­этому для реализации составленных алгоритмов приходится подбирать необхо­димые функции и изучать их способы применения. Поэтому важным умением, развиваемым в рамках этих образовательных программ, является умение поль­зоваться справочными системами сред программирования. Этот фактор, в част­ности, приводит к появлению такой межпредметной задачи, как изучение тех­нического английского языка, поскольку практически все среды программиро­вания являются англоязычными и использование их справочных систем без со­ответствующего владения английским языком невозможно.

Второй круг задач связан собственно с составлением алгоритмов. В обра­зовательных программах для учащихся средней школы, как правило, рассмат­риваются алгоритмы вычислительных и переборных задач, связанных с обра­боткой и хранением числовой и текстовой информации. Для успешного реше­ния таких задач воспитанник должен освоить основные положения математиче­ской логики и дискретной математики. Также углубленный уровень програм­мирования остро ставит перед школьником проблему различия в организации хранения и обработки информации человеком и компьютером: формальные ти­пы данных, иерархические структуры и т.п. Кроме того, углубленное изучение программирования ставит задачу создания оптимальных программных кодов -алгоритмов, реализация которых экономит память и время работы процессора. Школьник должен понимать, что мало написать программу - важно, чтобы она была написана «красиво», оптимально с точки зрения ресурсов.

Современные образовательные программы ориентированы на разработку воспитанниками графического интерфейса для своих программ средствами ви­зуального программирования. Это делает необходимым усвоение школьниками основ объектно-ориентированного программирования, взаимодействия со стан­дартными элементами операционной системы.

Наконец, одной из самых трудоемких задач, с которыми сталкивается воспитанник, является отладка получившегося программного кода. Важно, что­бы школьник сам понял необходимость комментирования кода программы, ис­пользования корректных имен переменных и функций, составления графиче­ского плана алгоритма.

Оценка результативности прохождения рассматриваемых образователь­ных программ осуществляется, в первую очередь, по умению воспитанника решать нетривиальную задачу от составления собственного алгоритма до от­ладки программного кода. Причем, учитывается не только время, затрачивае­мое на выполнение задания, но и оптимальность программного кода, ориги­нальность решения, соблюдение стандартов - «читаемость» кода. Кроме стан­дартных зачетных заданий, широкое распространение получили соревнования по программированию различных уровней, в том числе заочные, проводящиеся через Интернет. Участие воспитанника в таких соревнованиях не только моти­вирует его на повышение своего уровня, но и знакомит с другими школами программирования.

Цель образовательных программ углубленного уровня для старшего школьного возрастаможно сформулировать как ознакомление учащихся, имеющих способности в освоении предметов естественнонаучного и техниче­ского направления, с современными профессиональными методами решения практически значимых задач в данной предметной области.

Эти программы, как правило, направлены на обеспечение самостоятель­ного технического творчества воспитанников, углубленное изучение ими от­дельных направлений предметной области, поддержку их изобретательской и исследовательской деятельности. По форме организации образовательного процесса это часто напоминает взаимоотношения молодого исследователя и научного руководителя. Такой подход позволяет расширить политехнический кругозор воспитанника, сформировать умения работать с технической и спра­вочной литературой, совершенствовать навыки работы профессиональными инструментами, приспособлениями и оборудованием, приобрести специальные навыки работы со специальными техническими системами. Но самый главный результат такой работы - развитие способностей, необходимых для решения изобретательских задач: способностей к синтезу и анализу, гибкости и мобиль­ности в поисках решений и генерировании идей.

В рамках образовательных программ в области моделизма старшекласс­ники реализуют весь цикл создания «конкурентоспособной» модели. В боль­шинстве случаев это подготовка моделей для участия в соревнованиях различ­ного уровня. Важным аспектом такой работы является знание составляющих и принципов построения моделей, соответствующих различным классам. Таким образом, воспитанник знакомится с особенностями технического конструиро­вания в условиях стандартов - профессиональной составляющей решения лю­бой инженерной задачи. Его задачей становится не просто реализация некото­рой технической идеи, но разработка или усовершенствование технической системы с одновременным сохранением диапазона одних характеристик и улучшения других. Это обусловливает переход от «свободного» изобретатель­ства к решению изобретательских задач. Решение таких задач, как правило, не­разрывно связано с необходимостью работы со специальной литературой, спра­вочными материалами, а в последнее время - тематическими ресурсами гло­бальной сети Интернет.

Появление серьезных инженерных задач, требующих сложных теорети­ческих расчетов, способствует развитию навыков решения частных математи­ческих и физических задач и трансляции этих теоретических решений на кон­кретную материальную реализацию. При этом, на определенном уровне разви­тия этих навыков, уместно говорить уже не только о межпредметных умениях, но о формировании целостной технологической картины мира. Одним из пока­зателей достижения этого уровня является успешное применение теоретиче­ских знаний и практических навыков в повседневной жизни, восприятие стар­шеклассником

моделизма не только как хобби, увлечения, но и как формы взаимодействия с окружающей действительностью. Причем, речь идет не толь­ко и не столько о практических навыках (использования столярного и слесарно­го инструмента и т.п.), но, в первую очередь, способности проектно, ответст­венно подойти к задаче, возникающей в быту (починить мебель, повесить кар­низ и т.п.), с пониманием необходимости предварительных расчетов, подбора и подготовки материалов.

Еще одна важная задача, которую учится решать старшеклассник в рам­ках рассматриваемых образовательных программ, - это задача полномасштаб­ного поиска и исправления неисправностей. В основе решения этих задач ле­жит умение найти собственные ошибки и самостоятельно исправить найденное несоответствие. Причем, имеется в виду не только владение приемами тестиро­вания технических систем, но и психологическая готовность обнаружить собст­венную допущенную ошибку, оценить ее влияние на функционирование систе­мы и принять объективное решение о необходимых мероприятиях по ее устранению - побороть естественное желание сделать максимально простое, но не­долговечное или непрактичное исправление.

Главным результатом деятельности воспитанников на этом уровне, по­зволяющем оценить их успешность, является участие и победы в соревновани­ях различного уровня и тематических выставках-конкурсах. Достижение высо­ких результатов говорит не только о способности воспитанника решить доста­точно сложную инженерную задачу (следует отметить, что наличие целых школ моделизма и большого числа опубликованных решений делает все более сложным каждое новое усовершенствование модели), но и о его возможностях в плане представления своих результатов, эксплуатации созданной технической системы, ее «продвижение». Но не менее важным критерием результативности воспитанника являются его достижения в области общей технологической культуры, которые могут быть оценены, в частности, со стороны его родителей. Отсутствие этих результатов может говорить о том, что моделизм остается для воспитанника сторонним увлечением и не связался с общей картиной мира, что делает невозможным межпредметное использование полученных знаний и на­выков.

Одним из основных направлений образовательных программ углубленно­го уровня для старшеклассников в области радиоэлектроники является микро­процессорная техника. Таким образом, осуществляется переход от простых систем с заданной логикой к программируемым радиоэлектронным системам, имеющим возможность решать различные задачи с помощью одной системы. Это направление находится на стыке радиоэлектроники и информационных технологий, так как затрагивает самый нижний уровень современных компью­терных систем - программирование процессора. Как и в моделизме, задачи, решаемые воспитанниками по созданию и эксплуатации таких микропроцес­сорных систем, являются не только серьезным подспорьем для углубленного изучения отдельных разделов математики (математическая логика, дискретная математика), но и направлены на формирование целостного технологического восприятия современного мира. Практические задачи, решаемые воспитанни­ками, могут иметь непосредственное практическое применение в повседневной жизни (программируемые светомузыкальные установки, «интеллектуальные» выключатели света, портативные радиопередатчики и пр.) и способствовать пониманию принципов функционирования сложной бытовой техники.

Процесс разработки собственной электронной системы в рамках рассмат­риваемых образовательных программ должен затрагивать максимально широ­кий спектр операций.

Например, для микропроцессорных систем это разработ­ка «системы команд» выбранного процессора, изготовление программатора для устройства, изготовление базового устройства с микропроцессором, обоснова­ние сферы применения этого микропроцессорного устройства, оснастка базово­го устройства периферийными устройствами для решения выбранной задачи и написание программы для изготовленного комплекса.

Как и в моделизме, стремление к реализации полного проектного цикла разработки технической системы делает акцент на представление выполненной работы. Причем, для этой возрастной группы и образовательного уровня акту­альным становится не обсуждение результатов в своей группе, а умение дове­сти их до широкой аудитории. Один из таких вариантов - выступление на научно-практической конференции с последующим обсуждением результатов в своем кругу.

Образовательные программы углубленного уровня в области информаци­онных технологий для старшеклассников рассматривают задачи разработки са­мостоятельных программных продуктов или использование готового про­граммного обеспечения для решения специализированных задач. Для образова­тельных программ, ориентированных на программирование, на этом уровне ос­новной задачей воспитанников становится разработка концептуальной части программного продукта: построение объектной модели или инфологической модели базы данных, выбор среды реализации и технологических подходов, обоснование интерфейса программного продукта и обеспечение его устойчиво­сти к нештатному управлению. Таким образом, акцент в деятельности смещает­ся с собственно написания кодов и реализации конечных алгоритмов на общие вопросы информатики и информационных технологий, вопросы взаимодейст­вия человека и компьютера. Как и в предыдущих предметных областях, основ­ной ценностью является не столько непосредственное умение воспитанника решать определенный класс задач (например, создавать Web-приложения, про­ектировать базы данных и т.п.), сколько умение увидеть применение своих умений в окружающей действительности, понимание общих положений ин­форматики и восприятие информационных процессов не только как элемента компьютерных технологий, но как модели окружающей действительности.

Информационные продукты редко можно объективно оценить по одно­кратному представлению (в рамках конференции, семинара). Объективная оценка требует тестирования программного продукта со стороны нескольких пользователей (в идеале обладающих различной компетентностью в области компьютерных технологий). Это делает все более актуальной такую форму оценки результативности воспитанников, как участие в заочных Интернет-конференциях и открытых проектах, когда свое мнение по поводу представляе­мого продукта может высказать любой пользователь глобальной сети.

Следует отметить, что современные информационные технологии в плане их разработки представляют собой довольно обособленную предметную об­ласть, имеющую слабые межпредметные связи, а реализовать работу над созда­нием программного продукта для решения задач из другой предметной области - сложная задача даже для профессиональных команд программистов. Тем не менее, такие попытки предпринимаются в рамках образовательных программ, посвященных использованию специализированного программного обеспечения в различных предметных областях. Здесь воспитанник сталкивается с такой ха­рактерной для проблемно-ориентированных информационных технологий си­туацией, как то, что постановку задачи нужно осуществить в рамках базовой (некомпьютерной) предметной области, решение реализовать с помощью ком­пьютерных технологий, а результат транслировать обратно в базовую предмет­ную область. Поскольку каждое такое решение не является тривиальным и в отсутствии универсальных подходов представляет собственную ценность, ре­зультаты решения таких задач могут быть полезны и с точки зрения их профес­сионального использования. Это делает все более актуальным участие школь­ников в серьезных научно-практических конференциях по информационным технологиям.

Как и в рассмотренных выше направлениях моделизма и радиоэлектро­ники, важно, чтобы задачи, решаемые старшеклассником с помощью информа­ционных технологий, не замкнулись на определенную узкоспециализирован­ную предметную область, а способствовали формированию общей информаци­онной культуры - способности применять информационные технологии для решения любых задач, требующих обработки информации.

При освоении углубленных образовательных программ в области науч­но-технического творчества воспитанник решает большое количество разно­плановых специальных задач, находящихся на различных уровнях организа­ции деятельности: от отдельных операций по использованию сложного обо­рудования до общих принципов самоорганизации при работе над сложными проектами. Индивидуальный подход к каждому ребенку, характерный для дополнительного образования, ставит во главу угла не столько достижение каждым школьником определенного уровня знаний или умений, сколько ди­намику его личностного развития в тех областях, которые оказываются ему ближе. Это, с одной стороны, делает актуальным текущий контроль успехов воспитанника, позволяющий зафиксировать эту динамику, но, с другой сто­роны, делает очень сложной массовую организацию такого контроля. Эта за­дача распадается на две составляющие: собственно фиксирование личных достижений воспитанника и их анализ. Причем, фиксировать и анализиро­вать нужно не только и не столько формальные достижения (победы в кон­курсах, участия в выставках, публикации и т.п.) - с ними как раз проблем не возникает, сколько неформальные достижения, связанные с внутренними из­менениями в каждом воспитаннике, в его ценностных ориентациях, социаль­ной и коммуникативной компетентности.

Цель допрофессиональных образовательных программ для среднего возраста заключается в том, чтобы заинтересовать воспитанников информаци­онно-технологическим или естественнонаучным профилем, способствовать объективному выбору направления будущей профессиональной деятельности. Эти задачи профессиональной ориентации решаются, в первую очередь, через личность педагога и социально-значимую деятельность, обеспечивающими по­лучение школьником объективной и всесторонней информации о профессиях, связанных с изучаемой областью техники.

Основным результатом рассматриваемых образовательных программ яв­ляются сложившиеся у воспитанника представления о направлении предпола­гаемой профессиональной деятельности, конкретных профессиях этого направ­ления, принципах организации трудовой деятельности, характерной для этих профессий, оценка собственных возможностей и потребностей в данном на­правлении.

Практические задачи, решаемые воспитанником в рамках таких образова­тельных программ, пересекаются с задачами общекультурных программ для среднего возраста. Различия, как правило, проявляются в организации трудовой деятельности и творческой активности школьников. Если общекультурные об­разовательные программы способствуют максимальному раскрытию творче­ского потенциала школьников, создавая для них максимально комфортные ус­ловия реализации любых своих идей, то допрофессиональные программы акцентируют внимание на организацию всех этапов решения задачи по форме и содержанию, приближенную к реальной профессиональной деятельности. Кро­ме того, набор решаемых задач в рамках таких программ перекрывает несколь­ко различных направлений.

Формальная оценка результативности, выраженная, в первую очередь, в мотивации на дальнейшее изучение особенностей конкретной профессии и выбор профиля последующей учебной и профессиональной деятельности, может проводиться как в виде анкетирования, так и через непосредственное обсуждение с воспитанником его позиции в профессиональном самоопреде­лении.

Задача оценки результата допрофессионалъных дополнительных образо­вательных программ для старшего возраста представляет отдельную слож­ность. Это связано с тем, что необходимо не только оценить круг профессио­нальных задач, которые научился решать воспитанник, но и доказать, что этот круг позволяет старшекласснику целостно воспринимать профессию и объек­тивно оценивать свои потребности и возможности в соответствующей профес­сиональной деятельности.

Отличие допрофессиональных программ дополнительного образования от дополнительных программ других уровней заключается в необходимости достичь не только умения воспитанников решать определенный круг задач, но и осуществлять достаточно глубокую рефлексию процесса их решения и оцен­ку своих перспектив дальнейшего развития в данной профессиональной сфере. Именно этот аспект отличает допрофессиональные образовательные програм­мы от программ углубленного уровня.

На основе описанной выше специфики образовательных программ раз­личных уровней освоения можно сформулировать обобщенный перечень кри­териев, показателей и возможных форм предъявления компетентностей воспи­танников.

♦ Компетентность в сфере самостоятельной познавательной дея­тельностиМладший возраст

o Критерий компетентности: умение использовать несложные чертежи, монтажные схемы или описания алгоритмов (теоре­тических знаний) для решения четко поставленных практиче­ских задач: сборки моделей по готовым чертежам, написание кода программ по готовым алгоритмам т.п

o Характеризуется такими показателями, как устойчивое узна­вание определенного набора специальных терминов и обо­значений, умение читать и выполнять пошаговые инструк­ции, согласуя свои действия с несложными монтажными и функциональными схемами, способность предсказывать ре­зультаты выполнения отдельных действий.

o Продуктами деятельности на этом уровне являются неслож­ные модели или технические системы, выполненные учащим­ся по готовым чертежам или схемам.

^п Подростковый возраст

o Критерий компетентности: умение самостоятельно извлечь и структурировать информацию из общетехнической и специ­альной литературы для решения нечетко поставленной зада­чи; использование опыта эксплуатации технической системы в качестве источника информации для осуществления оценки ее эффективности.

o Показатели компетентности: возможность самостоятельно определять значения неизвестных терминов и обозначений, анализировать и обобщать разнородную информацию, ис­пользовать для решения своей задачи информацию, связан­ную с решением похожих задач. Умение спланировать и про­вести испытание технической системы, произвести оценку ее функционирования по измеренным показателям и использо­вать эту информацию для осуществления доработки созда­ваемой технической системы (модели), исправления неис­правностей, улучшения отдельных характеристик.

o Продукты деятельности: более сложные технические систе­мы или модели, построенные по частично доработанным учащимся чертежам и схемам

 

^п Старший возраст

o Критерий компетентности: умение организовать самостоя­тельную исследовательскую деятельность с целью проекти­рования новой технической системы или улучшения характе­ристик старой.

o Показатели компетентности: возможность организовать по­иск информации в библиотеке или с использованием гло­бальных информационных ресурсов Интернет с последую­щим структурированием информации в соответствии со спе­цификой исследуемой проблемы. Умение организовать пол­ноценные многократные эксплуатационные испытания, на­правленные на изучение и улучшение отдельных характери­стик технической системы. Возможность предложить прин­ципиально новое решение проблемы на основе анализа раз­нородной информации: специальной литературы, ресурсов глобальной сети, своего опыта и опыта своих коллег.

o Продуктами деятельности, наряду с практическими реализа­циями сложных моделей и технических систем, являются рефе­раты, отчеты об исследованиях, выступления на конференциях.

♦ Компетентность в бытовой сфере

Младший возраст

o Критерий компетентности: умение применять распространенные бытовые технические системы в повседневной жизни человека.

o Показатели: умение соотнести конкретную техническую сис­тему с теми задачами, которые она решает, понимание общих принципов ее функционирования; понимание необходимости соблюдения техники безопасности при работе с различными техническими системами.

o Продукты деятельности: результаты использования отдель­ных образцов технических систем дома, в школе и т.п.

Подростковый возраст

o Критерий компетентности: умение использовать различные ин­струменты общего назначения для решения задач повседневной жизни, производить несложный ремонт технических систем.

o Показатели компетентности: четкое определение областей применения отдельных инструментов и технических систем, умение увидеть необходимость их использования в конкрет­ной ситуации; знание техники безопасности работы с отдель­ными инструментами и техническими системами.

o Продукты деятельности: отремонтированные технические систе­мы, различные технические усовершенствования предметов быта.

 

Старший возраст

o Критерий компетентности: умение решать различные прак­тические задачи из повседневной жизни с точки зрения про­ектирования и использования технических систем.

o Показатели компетентности: возможность сконструировать или модернизировать определенную техническую систему для улучшения существующих бытовых условий, понимание принципов организации безопасного использования, в том числе и ранее не использовавшегося оборудования.

o Продукты деятельности: сконструированные или модернизи­рованные технические системы.

♦ Компетентность в социально-трудовой сфере

Младший возраст

■ Критерий компетентности: умение организовать элементар­ную трудовую деятельность.

■ Показатели: умение соотнести процесс и результаты труда, оценить затраченное время и усилия; восприятие деятельности своей и окружающих как трудовой деятельности, направленной на решение определенных, общественно значимых задач.

■ Продукты деятельности: результаты выполнения отдельных операций, несложные технические системы и модели.

Подростковый возраст

■ Критерий компетентности: умение применять проектный подход для решения различных задач.

■ Показатели компетентности: умение выделять и осуществ­лять основные этапы проектной деятельности: постановку за­дачи, поиск решения, реализацию решения, оценку получен­ных результатов; умение прогнозировать затраты и результа­ты труда, выбирать оптимальный путь решения задачи; использовать практику как критерий оценки теоретических предположений.

■ Продукты деятельности: сложные технические системы и модели, результаты их эксплуатации.

Старший возраст

■ Критерий: умение решать определенный круг профессио­нальных задач.

■ Показатели компетентности: позиционирование себя в общем поле профессиональных задач; умение оценить необходимый объем профессиональных знаний и навыков, необходимых для решения той или иной задачи, умение найти решение задачи в условиях ресурсных ограничений, найти альтернативное реше­ние; умение оценить эстетичность того или иного решения и его соответствие нормам общественной морали.

■ Продукты деятельности: сложные технические модели и сис­темы, имеющие профессиональную ценность.