Сетевые механизмы повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода

Представляемый в статье инновационный проект имеет существенное значение для российской системы общего образования. Это особенно значимо в связи с выстраиванием взаимосвязей с си- стемами среднего профессионального и высшего образования на основе актуализации наработанных в прежние годы способов преемственности программ естественнонаучной и инженерно-математической направленности с целью подготовки квалифицированных кадров для развивающегося рынка труда в стране и в Волгоградском регионе. В этом контексте реализация проекта содействует комплексному решению проблемы повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования за счет многоуровневого взаимодействия всех участников отношений в сфере образования.

Проект поддерживает региональную программу помощи учителям, сталкивающимся с проблемами и имеющими профессиональные дефициты в части обучения предметам естественно-научного и инженерно-математического циклов, а также ранней профориентации учащихся, содействуя их личностному и профессиональному самоопределению. В рамках проекта создается открытый общедоступный информационный ресурс в форме регионального дистанционного квантум-центра. На его базе организовано многоуровневое сетевое взаимодействие учреждений общего образования, СПО и ВУЗов, позволяющее вовлечь участников образовательного процесса в систему непрерывного «горизонтального обучения» внутри профессиональных сообществ, родительской общественности, виртуальных детских объединений. Все это открывает возможности для реализации в онлайн-режиме программ общего и дополнительного образования естественно-научной и инженерноматематической направленности.

Помимо этого, локальная значимость проекта состоит в том, что обогащает инновационное пространство лицея № 10 Кировского района Волгограда внутрисетевым взаимодействием на базе квантум-центра «Поколение науки». Кван-тум-центром обеспечивается учебная и внеурочная деятельность учащихся по программам физико-математического, химико-биологического, биолого-географического профилей. При этом на основе междисциплинарного подхода применяются активные формы интеллектуального развития учащихся по направлениям «Архимед», «Квантум-инфо», «Геоквантум», «Биоэкоэрудит», «Технохимия» «Квантум-робот», «Астрономия и космос» естественно-научной и инженерно-математической направленности.

В образовательной системе Кировского района Волгограда расширяются возможности развития муниципального ресурсного центра профильного обучения на основе междисциплинарного подхода во взаимосвязи с внеурочной деятельностью естественно-научной и инженерноматематической направленности в рамках кван-тум-центра «Поколение науки». А в системе образования Волгоградской области создаются предпосылки для создания и апробации воспитательно-образовательных сред на основе реализации «Стратегии развития воспитания в РФ на период до 2025 года» и внедрения Примерной программы воспитания РАО в форме разработки и применения рабочих программ воспитания с учетом естественно-научной и инженерно-математической профилизации образования. На основе междисциплинарного подхода реализуются региональные инновационные программы, нацеленные на обеспечение эффективной реализации ФГОС основного и среднего общего образования во взаимосвязи с применением профессиональных стандартов, прежде всего, профессионального стандарта «Педагог».

С учетом выше перечисленного цель инновационной деятельности в рамках проекта состоит в укреплении и развитии в волгоградской системе образования сетевого комплекса «ЛИЦЕЙ – ВУЗ – ПРОИЗВОДСТВО» посредством модернизации на основе междисциплинарного подхода сетевого взаимодействия всех субъектов комплекса. Базис инновационной деятельности образует ранее созданный в лицее № 10 комплекс «ЛИЦЕЙ – ВУЗ», содействующий повышению качества естественно-научного и инженерно-математического образования учащихся.

Цель проекта декомпозируется и достигается решением системы взаимосвязанных четырех проектных задач .

Согласно первой задаче требуется создать раз- вивающую высокотехнологичную воспитательно-образовательную среду в сетевом комплексе «ЛИЦЕЙ – ВУЗ – ПРОИЗВОДСТВО» для ресурсного обеспечения качества естественно-научного и инженерно-математического образования учащихся с применением междисциплинарного подхода на основе преемственной взаимосвязи с ВУЗами и профессиональными образовательными организациями СПО.

Решение второй задачи направлено на формирование проектной и инженерной культуры учащихся, включая их личностно-профессиональные качества как будущих инженеров и естествоиспытателей, с применением междисциплинарного подхода в учебной и учебно-исследовательской деятельности по направлениям естественнонаучной и инженерно-математической подготовки в квантум-центре «Поколение науки» сетевого комплекса «ЛИЦЕЙ – ВУЗ – ПРОИЗВОДСТВО».

В рамках решения третьей задачи предусматривается создание сетевой школы консультантов и сетевого сообщества педагогов по вопросам достижения высокого качества естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода. А согласно четвертой задаче должен быть создан информационный портал образовательных инвестиций в повышение качества естественно-научного и инженерно-математического образования.

Проект является среднесрочным и рассчитан на 2022–2025 гг. Участники реализации программы инновационной деятельности отличаются проектируемыми уровнями включенности в проект. Так, на исполнительском уровне взаимодействуют в сетевом комплексе «ЛИЦЕЙ – ВУЗ – ПРОИЗВОДСТВО» по договорам о сетевом взаимодействии педагоги, учащиеся, родители, руководители лицея № 10, преподаватели ВУЗов и ПОО СПО. Пользовательский уровень предусматривает использование содержательно-технологического ресурса лицея № 10 как муниципального ресурсного центра Кировского района Волгограда педагогами, руководителями, учащимися общеобразовательных учреждений. На диссеминационном уровне участники отношений в сфере образования, прежде всего, руководящие и педагогические работники, обеспечивают развитие сетевых механизмов повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода.

С учетом этого целевые группы, на которые ориентированы планируемые результаты внедрения технологий и содержания обучения и воспитания на основе междисциплинарного подхода, включают партнеров по проекту и целевые аудитории.

Партнеры по проекту – это: базовый муниципалитет Кировского района Волгограда, комитет образования, науки и молодежной политики Волгоградской области, Волгоградская государственная академия последипломного образования. Партнерами выступают и группы преподавателей, работающих на естественно-научных и инженерно-математических направлениях подготовки студентов в ВУЗах и учреждениях СПО. Они взаимодействуют в сетевой форме «ЛИЦЕЙ-ВУЗ-ПРОИЗВОДСТВО» (госуниверситет, опорный агроуниверситет, техноуниверситет, социальнопедагогический университет, технологический колледж, колледж новых технологий и др.). Продуктивное партнерство достигается внутри комплекса с волгоградскими предприятиями – филиалом ПАО «МРСК Юга» – «Волгоградэнерго» и государственным бюджетным учреждением «Природный парк "Волго-Ахтубинская пойма"».

Целевые аудитории являются разноуровневыми. Окружной уровень образуют муниципалитеты Южного (Кировского) научно-методического округа Волгоградского регионального образовательного кластера (Советский, Ворошиловский, Красноармейский муниципальные районы Волгограда). Региональный уровень включает волгоградскую систему образования и Волгоградский региональный образовательный кластер. Институциональный уровень объединяет учащихся, студентов, педагогов общего и дополнительного образования. Речь идет об обучающихся по программам профильного естественно-научного, инженерно-математического обучения в общеобразовательных учреждениях, а также о студентах как будущих учителях и учителях по естественно-научным, инженерно-математическим дисциплинам. Особая целевая аудитория – педагоги дополнительного образования, заинтересованные в модернизации научно-технических программ для детей посредством использования междисциплинарного подхода, реализуемого в рамках развития сетевых механизмов повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования.

Предлагаемый проект имеет глубокие теоретические основания. В частности, в его основу положена региональная модель расширения возможностей развития детей в научно-технической сфере, инженерно-творческой среде. Данная модель разработана Комитетом образования и науки Волгоградской области совместно с Волгоградской государственной академией последипломного образования для системного выявления и развития одаренных детей в сфере естественно-научного направления и технического творчества на базе сети детских технопарков «Кванториум» (Л.М. Савина, Л.Л. Кочергина, Л.И. Гриценко).

Педагогическую основу проекта образует междисциплинарный подход и технологии его реализации, опирающиеся на идеи о признании един- ства и неразделенности наук (В.П. Вахтеров), о значимости сотрудничества и кооперации в психическом развитии ребенка (Л.С. Выготский), об обучении как творческом процессе (А.М. Матюшкин). В проекте используются принципы междисциплинарного обучения (МДО), научно обоснованные и признанные в мировой практике. Применение технологий МДО обеспечивает в проекте развитие творческого, критического, логического мышления учащихся и овладение способами совместного решения проблем в малых группах, совместной проектно-исследовательской деятельности, ведения диалога и дискуссий, уважения позиции Других. Помимо этого, создаются условия для развития способностей учащихся к самостоятельному приобретению знаний и к исследовательской работе, к самопознанию и формированию положительной «Я-концепции», пониманию ценности и уникальности Другого.

Методический базис создает применение «метода открытия или исследования» в МДО, который предполагает построение обучения как творческого открытия мира ребенком в форме воспроизведения естественного процесса открытия или познания действительности. Это позволяет воспроизвести полную структуру цикла мыслительного акта, включая самый первый этап возникновения вопроса и формулирования проблемы и завершающий этап – доказательства или обоснования решения.

Ресурсное обеспечение инновационной деятельности включает материально-технические и финансово-экономические условия, информационное сопровождение, кадровую подготовку педагогического коллектива, мотивацию вхождения образовательного учреждения в проектную деятельность и решение ее задач. Особо отметим, что для реализации проекта у лицея № 10 имеется достаточный задел в виде ранее выработанного коллективом опыта успешной инновационной деятельности. Лицей успешно действовал как ста-жировочнаяплощадкапопропедевтикепрофстан-дарта «Педагог» в волгоградском образовательном кластере в 2015–2017 гг., а также как региональная инновационная площадка по созданию и применению сетевого комплекса «ЛИЦЕЙ – ВУЗ» для повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования» (с 2018 г.). В лицее созданы основы эффективной практики взаимодействия с волгоградскими ВУЗами и волгоградскими предприятиями, а также функционирования в качестве муниципального ресурсного центра профильного обучения.

Ранее выработанный лицеем опыт положительно оценен федеральным и региональным профессиональным сообществом, а именно:

– победа в конкурсе в приоритетном национальном проекте «Образование», обладание тремя грантами Президента РФ, Премии Главы Волгограда, вхождение в десятку лидеров среди образовательных учреждений Волгоградской области;

– включение в число пяти образовательных учреждений Волгоградской области как победителя конкурсного отбора 2018 года по направлению «Инновации в школьном естественно-научном и инженерно-математическом образовании» в рамках открытого конкурса на предоставление грантов Федеральной целевой программы «Развитие образования» на 2016–2020 гг.;

• - включение в ТОП-100 лучших образовательных организаций по биолого-географическому и химико-биологическому профилям (по итогам независимого анализа образовательных результатов в 2018 году экспертами Московского центра непрерывного математического образования и др.);

• - вхождение в ТОП-500 лучших образовательных организаций, продемонстрировавших высокие образовательные результаты.

Качественный состав педагогического коллектива обусловливает их профессиональную компетентность в сфере инновационной деятельности, которая поддерживается непрерывным овладением достижениями психолого-педагогической науки и активным самообразованием. Доля учителей, освоивших методики и технологии междисциплинарного подхода и способы его реализации в условиях сетевого взаимодействия, составляет 87% от общей численности учителей.

Для реализации проекта предполагается создание и функционирование пяти моделей инновационной деятельности. Так, модель муниципального ресурсного центра Кировского района Волгограда функционирует в форме сетевого взаимодействия по вопросам повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода в рамках раздела основной общеобразовательной программы по предметным областям «Естествознание», «Математика» и общеразвивающих программ, а также плана по распространению инновационного опыта. Для этого, в частности, используется налаженный ресурс методической сети для распространения инновационных технологий и содержания естественно-научного и инженерноматематического образования, а именно: технологии интеграции, квантум-технологии, проектные технологии, технологии сетевого партнерства в муниципальной системе образования с выходом в научно-методические округа образовательного кластера Волгоградской области.

МоДель сетевых сообществ учителей и образовательных организаций, применяющих или желающих применять инновационные технологии и содержание естественно-научного и инженерно-математического образования, использует ресурс методической сети, создаваемой в ин- тернет в рамках реализации проекта. Она не имеет административно-политических и географических ограничений и открывает свободный доступ учителям и образовательным организациям к обсуждению технологий интеграции, квантум-технологий, проектных технологий естественнонаучного, инженерно-математического профильного обучения и интеллектуального развития учащихся при освоении программ предметных областей «Естествознание», «Математика» и общеразвивающих дополнительных программ, реализуемых в сетевой форме на основе междисциплинарного подхода.

МоДель локальных Диссеминационных обменов использует ресурс методической сети, включающей мастер-классы, вебинары, стажировочную площадку по распространению опыта применения технологий естественно-научного, инженерно-математического профильного обучения и интеллектуального развития учащихся при освоении программ предметных областей «Естествознание», «Математика» и общеразвивающих дополнительных программ, реализуемой в сетевой форме на основе междисциплинарного подхода.

Модель публичного анализа в сетевом пространстве реализует ресурс сетевых конференций по проблематике разработки и применения технологий естественно-научного, инженерноматематического профильного обучения и интеллектуального развития учащихся при освоении программ предметных областей «Естествознание», «Математика» и общеразвивающих дополнительных программ на основе междисциплинарного подхода. При этом используется возможность публикации авторских подходов в электронных сборниках, размещаемых на сайте сетевого сообщества участников проекта и информационного портала образовательных инвестиций.

Модель электронных платформ сетевых сообществ предназначена для использования ресурса диссеминации инновационного опыта среди партнеров сетевого комплекса «ЛИЦЕЙ – ВУЗ - ПРОИЗВОДСТВО» и межрегионального сетевого взаимодействия по вопросам повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования из других регионов. Сетевое интернет-сообщество содействует проведению совместных мероприятий для детей, педагогов, родителей.

ОжиДаемые результаты инновационной деятельности соответствуют намеченным проектным задачам. Так, в результате решения первой задачи ожидается образование развивающей высокотехнологичной воспитательно-образовательной среды в сетевом комплексе «ЛИЦЕЙ – ВУЗ – ПРОИЗВОДСТВО». В нее входят система управления инновационной деятельностью по программе проекта, интегрирующая взаимосвязанные линии коллективного и персонального управления для ресурсного обеспечения высокого качества естественно-научного и инженерно-математического образования учащихся на основе применения междисциплинарного подхода и преемственной взаимосвязи с ВУЗами и профессиональными образовательными организациями СПО.

На выходе второй задачи будут достигнуты проектируемые параметры проектной и инженерной культуры учащихся, включая их личностнопрофессиональные качества будущих инженеров и естествоиспытателей. Для этого будет применен междисциплинарный подход в учебной и учебноисследовательской деятельности по направлениям естественно-научной и инженерно-математической подготовки в лицейском квантум-центре «Поколение науки» сетевого комплекса «ЛИЦЕЙ – ВУЗ – ПРОИЗВОДСТВО».

В ходе решения третьей задачи будет обеспечено устойчивое функционирование, документационное обеспечение и наличие инновационных продуктов деятельности сетевой школы консультантов и сетевого сообщества педагогов по вопросам достижения высокого качества естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода. Наконец, решение четвертой задачи позволит разместить выработанные проектные продукты на платформе созданного в рамках выполнения проекта информационного портала образовательных инвестиций в повышение качества естественно-научного и инженерно-математического образования.

О получении ожидаемых результатов предполагается судить по намеченным показателям . Так, о функционировании развивающей высокотехнологичной воспитательно-образовательной среды в сетевом комплексе «ЛИЦЕЙ – ВУЗ – ПРОИЗВОДСТВО» будут свидетельствовать:

– владение учащимися навыками проектной и учебно-исследовательской деятельности, опытом деятельности по программам стажировок и профессиональных проб на базе ведущих предприятий волгоградского региона с возможностью последующего трудоустройства;

– интеграция материально-технических, кадровых, информационных ресурсов организаций-партнеров по проекту;

– ранняя профориентация и успешное профессионально-личностное самоопределение учащихся в сферах естественно-научных и инженерно-математических профессий;

– увеличение в перспективе доли высококвалифицированных кадров инженеров, энергетиков, экологов и других инженерно-технических и естественно-научных специалистов на рынке труда Волгоградской области;

– устойчивость системы обратной связи вну- три управления проектом (мониторинг развития, контроль результатов, диагностика прогресса интеллектуальных достижений учащихся, оценивание комплексных образовательных результатов по предметным областям «Естествознание» и «Математика» по критериям ФГОС общего образования и международных сравнительных исследований);

– позитивные данные внешнего аудита эффективности выполнения проекта (партнерами по проекту, региональным и муниципальными органами управления, федеральными экспертами).

Обеспечение проектируемых параметров проектной и инженерной культуры учащихся проявится в виде:

– осознанного выбора учащимися учебных предметов для углубленного изучения в рамках естественно-научных и инженерно-математических профилей на среднем уровне общего образования;

– вовлечения учащихся в профессиональные интенсивы, включающие практико-ориентированные занятия и проектную деятельность, содействующие их профессиональному и личностному самоопределению;

– критического мышления, креативности, коммуникативных способностей, входящих в группу «Soft skills» функциональной грамотности учащихся как будущих инженеров и естествоиспытателей.

Устойчивое функционирование и наличие инновационных продуктов деятельности сетевой школы консультантов и сетевого сообщества педагогов, стремящихся к достижению высокого качества естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода, будет подтверждаться:

– разработками и отчетами о проведении совместных мероприятий для учащихся, педагогов, родителей;

– наличием совместно разработанных нетрадиционных дистанционных курсов (модулей), а также сконструированных и реализованных междисциплинарных занятий (систем занятий) с применением междисциплинарного подхода;

– отчетами об обмене инновационным опытом на платформе интернет-сообщества педагогов, заинтересованных в повышении качества естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода;

– фактами межрегионального сетевого взаимодействия с партнерами по естественно-научному и инженерно-математическому образованию;

– практиками непрерывного личностно-профессионального развития учителей в формате перманентной апробации проектных результатов в сетевых сообществах партнеров по проекту.

Наконец, создание информационного портала образовательных инвестиций в повышение качества естественно-научного и инженерно-математического образования проявится посредством:

– функционирования в сети информационного портала образовательных инвестиций;

– наличия на платформе портала программ и контента дистанционных курсов (модулей), контента междисциплинарных занятий (систем занятий), рабочих программ воспитания профессионально-личностных качеств будущих инженеров и естествоиспытателей, календарного плана сетевых мероприятий воспитательной направленности, отчетов об их реализации в сетевом формате и др.;

– распространения и внешнего оценивания (наличия позитивных отзывов) выработанных практик в презентационных мероприятиях (вебинары, конференции партнеров по проекту и др.).

После истечения срока реализации и завершения проекта планируется дальнейшая работа по развитию сетевых механизмов повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода. В этой связи будут обеспечены следующие перспективы :

– расширение внутрисетевого взаимодействия в рамках квантум-центра «Поколение науки»;

– непрерывное функционирование сетевой школы консультантов по вопросам повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода;

– непрерывное поддержание сетевого взаимодействия внутри комплекса «ЛИЦЕЙ – ВУЗ – ПРОИЗВОДСТВО» с целью усиления региональных связей;

– расширение межрегионального сетевого взаимодействия с партнерами по инженерно-математическому и естественно-научному образованию из других регионов посредством поддержания сетевого интернет-сообщества, проведения совместных мероприятий для детей, педагогов, родителей;

– обеспечение активности сетевого взаимодействия с социальными партнерами поддержки проекта.

Особый акцент будет сделан на конструировании онлайн-курсов инженерно-математической и естественно-научной направленности, актуальных для педагогов. Усилия будут сосредоточены на кооперации, интеграции, интенсификации образовательных ресурсов партнеров по сетевому взаимодействию для повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования.

В целях повышения эффективности модели сетевого взаимодействия на основе междисциплинарного подхода возможно в дальнейшем:

– совместное с партнерами создание нетрадиционных дистанционных курсов (модулей) на основе междисциплинарного подхода;

– конструирование междисциплинарных занятий (систем таких занятий) и обмен опытом этой работы на платформе интернет-сообщества и информационного портала образовательных инвестиций;

– воспитание личностно-профессиональных качеств будущих инженеров и естествоиспытателей.

Будет продолжена работа по исследованию и обоснованию сетевых механизмов повышения качества естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода. Особое внимание будет уделено выявлению их потенциала для личностнопрофессионального развития педагогов, научного обоснования методов развития мотивационноценностной, организационно-технологической, рефлексивной сфер деятельности педагогов. Планируется выполнение инновационных проектов, направленных на профессионально-личностное саморазвитие начинающих (молодых) педагогов в рамках системы наставничества с применением методик и технологий естественно-научного и инженерно-математического образования на основе междисциплинарного подхода.