Прокладываем маршрут в профессию инженера: опыт организации инженерного образования в гимназии

Автор: Приставко Елена Николаевна

Организация: МБОУ гимназия № 1

Населенный пункт: Мурманская область, г. Полярные Зори

Город Полярные Зори Мурманской области  маленький, с населением около 15000 человек, расположен за полярным кругом. Градообразующим предприятием является Кольская Атомная электростанция - уникальное энергетическое предприятие, первая атомная станция, построенная в суровых климатических условиях Заполярья и самая северная АЭС в Европе. Когда-то наша гимназия  называлась СОШ№5, и в то время выбрала своей идеей реализацию программ углубленного гуманитарного образования (английский, немецкий и французский языки, лингвистика), поэтому получила статус гимназии. Но при этом всегда параллельно с гуманитарным направлением было востребовано физико-математическое. И сейчас, со временем, название «Гимназия» осталось, но преобладают профильные классы с такими предметами, как математика, физика, информатика. Так же востребованы предметы естественнонаучного профиля (химия, биология). В основной школе почти на каждой параллели есть классы с углубленным изучением математики и физики. Почему сложилось именно так? Просто очень многие выпускники, отучившись в технических ВУЗах Москвы (МИФИ, МЭИ, МФТИ, Губкина) и Санкт -Петербурга (СПбГУ, Политех, ЛЭТИ, Военмех, Аэрокосмическая академия) возвращаются в родной город – очень комфортный для семейной жизни - и работают на предприятии атомной отрасли: Кольской АЭС. Я работаю в гимназии с 1994 года и по скромным прикидкам, около 60 человек моих выпускников за это время успешно закончили высшие учебные заведения и работают инженерами на КАЭС. Бывшие активисты  в учёбе, олимпиадах, конкурсах, проектах они продолжают развиваться и вести активную профессиональную жизнь, выступая на конференциях, внося рацпредложения, побеждая в профессиональных конкурсах. За последние три года из 72 выпускников технологического профиля 65 поступили на бюджет на специальности технической направленности: атомные станции и инжиниринг, информационная безопасность, технология химического производства, электротехника, промышленная инженерия, машиностроение ….. В рейтинге «Лучшие школы Мурманской области по количеству выпускников, поступивших в ведущие вузы России (2023 год)» наша гимназия вошла в десятку, в 2024 году мы были третьи в списке лучших школ Мурманской области по конкурентоспособности выпускников, а в 2025 году уверенно заняли 6 место.

Лучшие школы Мурманской области. Конкурентоспособность выпускников. 2025 год

• Рейтинг

№	Название	Город
1	Мурманский академический лицей	Мурманск
2	Гимназия № 2 (Мурманск)	Мурманск
3	Школа № 36 (Мурманск)	Мурманск
4	Школа № 7 г. Кировска	Кировск
5	Мурманский международный лицей	Мурманск
6	Гимназия № 1 (Полярные Зори)	Полярные Зори
7	Мурманский политехнический лицей	Мурманск
8	Школа № 4 (Полярные Зори)	Полярные Зори
9	Школа № 15 (Апатиты)	Апатиты
10	Гимназия № 1 (Мурманск)	Мурманск

Именно высокий уровень подготовки по предметам математика, информатика, физика, химия позволил нашим выпускникам стать студентами в ведущих вузах страны. При этом некоторые выпускники поступали по целевым направлениям Кольской АЭС, чтобы вернуться работать в наш город.

Лучшие школы Мурманской области. Масштаб. 2025 год

Рейтинговое агентство RAEX подготовило рейтинг школ Мурманской области. В Топ-10 в 2025 году вошли лучшие школы Мурманска, Североморска, Апатитов и Полярных Зорь.

• Рейтинг

№	Название	Город
1	Лицей № 1 (Североморск)	Североморск
2	Мурманский политехнический лицей	Мурманск
3	Мурманский международный лицей	Мурманск
4	Школа № 36 (Мурманск)	Мурманск
5	Мурманский академический лицей	Мурманск
6	Гимназия № 1 (Полярные Зори)	Полярные Зори
7	Школа № 4 (Полярные Зори)	Полярные Зори
8	Гимназия № 2 (Мурманск)	Мурманск
9	Школа № 15 (Апатиты)	Апатиты
10	Гимназия № 10 (Мурманск)

Для формирования инженерного мышления в гимназии используются как традиционные учебные предметы, обеспечивающие профильную специализацию: математика, информатика и ИКТ, технология (включая черчение и графику), физика, химия, биология, так и внеурочная деятельность по различным направлениям, таким как курсы инженерной направленности (робототехника и конструирование, программирование в различных средах, естественно-научные эксперименты и др.). Для этого у нас созданы условия – действующая «Точка Роста» и открытый центр «Уникум», в котором на современном оборудовании  проводятся углубленные занятия с группами учеников по информатике, математике, физике, робототехнике.

Созданы все условия развития технического мышления в основной и средней школе, и есть множество развивающих программ еще в более раннем возрасте, на ступени начального образования. Это формирование у обучающихся интереса к науке и технике; вовлечение обучающихся в исследовательскую и проектно-конструкторскую деятельность, поддержка технической любознательности (активное участие в муниципальном этапе регионального фестиваля «Юные инженеры Арктики», кружок «Шахматы»); формирование основ  конструкторской грамотности с помощью организации моделирования из природного материала на уроках технологии; создание условий для технического творчества (кружки технической направленности, Лего-конструирование).

По нашему убеждению, если подросток в 11—13 лет не любит самостоятельно заниматься с конструктором, не увлечен красивыми и эффективными техническими конструкциями, для будущей инженерной подготовки он, скорее всего, уже потерян. Но если на уроках геометрии, физики проводить групповые исследования, то экспериментируя с простым оборудованием, школьники получают увлекательный опыт творческой, изобретательской деятельности. Систематическое выполнение экспериментов побуждает учеников к дальнейшим исследованиям, открытию или изобретению чего-то нового. Например,

-Определить высоту своего дома, с помощью барометра, с помощью тени и оценить его высоту над уровнем моря.

-Самостоятельно изготовить модель воздушного шара и рассчитать его подъемную силу.

- Изучить устройство и принцип действия индукционной варочной панели, рассчитать ее КПД.

- Создать модель передачи информации на расстояние с помощью лазерной указки.

Для развития технического мышления школьника в 8—11 классах необходима активная позиция учителя физики, математики, информатики или технологии, и это можно назвать первым педагогическим условием, т. к. от этого будет напрямую зависеть развитие инженерных способностей и в конечном итоге осознанный выбор направления профессиональной деятельности юноши или девушки. И это у нас есть. Учителя физики – Конкин Александр Николаевич, Заслуженный учитель России, педагог, увлеченный своим предметом и увлекающий детей и Горюшина Ольга Владимировна, лауреаты премии «Исток», «Учитель для Росатома. Физика» 2023 года. Педагог дополнительного образования  – Шаповал Ольга Леонидовна – педагог, который находится в постоянном развитии, в курсе новейших разработок, сотрудничает с региональным «IT-кубом». Привлекая к занятиям с детьми инженеров КАЭС, создает условия для поддержки и развития у детей способностей и талантов, их профориентации, развития математического, инженерного образования, информационной грамотности. В этом году команда учеников гимназии выступила на Всероссийском конкурсе научно-технического творчества «Код Атома» им. И.В. Курчатова и с проектом «Роботизированная атомная станция» заняла 2 место в номинации «Инженерный Ум». В Москве, на базе Московского Дворца пионеров на Воробьевых горах проходил образовательный курс для финалистов конкурса.

Активно реализуются инженерные идеи и в математическом направлении. Для развития креативного мышления школьников, наблюдательности, внимательности, аналитических навыков, которые являются составляющей инженерного мышления, проводим муниципальные квесты «В поисках сокровищ» для 5-6 классов; инженерные соревнования «СоображариУм», где предлагаются различные задания, требующие конструкторских и командных навыков (например, построить самую высокую башню из бумаги без клея и ножниц, отвечающую определенным требованиям по прочности;  сплести прочную корзинку-сетку из рулона туалетной бумаги для переноса нескольких апельсинов; спроектировать фонтан из бутылок для воды и трубочек для коктейлей). Приложение №1

Ежегодно проводим региональные математические игры «Точка опоры», где одной из ступенью в игре «Колесо Фортуны» является задание «Кот в мешке». Оно предполагает нестандартное решение предложенной ситуации с применением творческого подхода, креативности и инженерной мысли.

В то же время активная позиция учителя не может возникнуть сама по себе, необходимо планомерное и осознанное развитие и обучение педагогов.

Самые передовые курсы для учителей, которые дают возможность переосмысления и развития, проводит фонд «Талант и Успех» в Сириусе. В 2023 году я прошла отбор и в августе и сентябре была слушателем курсов «Геометрическое образование в современной школе» и «Физика для математиков и математика для физиков». В июне 2025 года прошла по конкурсу на курсы «Углублённое изучение математики в школе: традиции, тенденции, возможности». Очень много новых идей о применении в геометрии практических работ, связанных с развитием инженерной мысли учащихся. Например, в теме взаимное расположение окружностей показываю шкивы с ременной или зубчатой передачей, из которых создаю серию геометрически-инженерных задач, в которых расчёты нужно подтвердить реально собранной моделью. Тогда не возникают детские вопросы типа: «А зачем это надо?».

Со старшеклассниками для их профессиональной ориентации организуем развитие исследовательского и проектно-конструкторского мышления с помощью профессиональных проб – встречи с сотрудниками предприятий региона, экскурсии на предприятия области – Кольскую АЭС, завод «РусАл», Ковдорский ГОК, Кировский филиал «Фосагро». Сотрудничаем с полярнозоринским энергетическим колледжем, где наши 10-классники получают дополнительное профессиональное образование параллельно с учебой в школе. Такая форма организации деятельности школьников объединяет учебный процесс в школе с реальной жизнью и обеспечивает учащимся в процессе непосредственного наблюдения знакомство с промышленностью региона, историческими изобретениями, современными техническими достижениями.

Мы создаём условия для формирования у обучающихся заинтересованности в получении инженерно-технического образования с помощью организации предпрофильного и профильного обучения на элективных курсах, например «Компьютерное моделирование» - решение прикладных задач с помощью электронных таблиц, языков программирования. Работа с представление данных в виде графиков, диаграмм. «Наглядная геометрия» - развитие геометрического мышления, геометрической интуиции и пространственного воображения обучающихся с помощью методов геометрической наглядности;  «Элементы алгебры и теории чисел» - знакомство с элементами стохастики, расширения знаний о делимости чисел, развитие комбинаторного мышления, формирования навыков организации перебора, решения олимпиадных задач;  «Функции и графики» - расширение графической культуры обучающихся, развитие математического стиля мышления, формирование алгоритмического мышления; «Задачи с параметром» - развитие логического мышления и навыков исследовательской деятельности; «Решение планиметрических задач» - углубление теоретического и практического содержания курса планиметрии, дополнение курса теоремами прикладного характера, систематизация знаний;  «Графы» - знакомство с понятием и применение графов для решения задач;  «Физика в моей будущей профессии» - курс практического применения знаний по физике, которые пригодятся им в дальнейшей профессиональной деятельности и для осознанного выбора направленности дальнейшего обучения; «Химия вокруг нас» - изучение свойств веществ и материалов и закономерностей их взаимодействия с точки зрения химии. Оценка «экологичности» различных веществ и материалов, изучение компонентов биосистем, как химических соединений.

Формирование инженерной культуры состоит в поиске эффективной модели интеграции урочной и внеурочной деятельности, школьного и дополнительного образования. Характерная особенность подготовки инженера заключается в прочном естественнонаучном, математическом и мировоззренческом фундаменте знаний, широте междисциплинарных системно-интегративных знаний о природе, обществе, мышлении, а также высоком уровне общепрофессиональных и специально-профессиональных знаний. Эти знания обеспечивают деятельность в проблемных ситуациях и позволяют решить задачу подготовки специалистов повышенного творческого потенциала, какими являются наши выпускники, работающие на КАЭС. Кроме этого, очень важно овладение будущим инженером приемами проектно-исследовательской деятельности. При работе над проектом происходит развитие таких важных для будущего инженера качеств, как умение работать в коллективе, разделять ответственность за принятое решение, анализировать полученный результат и оценивать степень достижения поставленной цели. В процессе этой командной деятельности каждый участник проекта должен научиться подчинять свой темперамент и характер интересам общего дела. Ежегодно учащиеся гимназии становятся победителями и призерами на конференциях муниципального, регионального и всероссийского уровней.

У нас есть все основания считать, что маршрут в профессию инженера проложен и мы двигаемся в верном направлении.

 

 

 

Приложение №1

Разработка внеурочного занятия

«Инженерные соревнования «Соображариум»»

Техническое задание – основа в работе инженера.

Цель: Применение креативного инженерного мышления для выполнения заданного технического задания (ТЗ)

Задачи:

-Придумать и обосновать рассчетами и экспериментами будущий объект

-Построить объект из имеющихся материалов

-Выполнить все требования, полученные в ТЗ

-Провести проверку соответствия построенного объекта заданным условиям и улучшить построенный объект

-Провести публичные испытания построенного объекта указанному ТЗ

Участники:

1)несколько команд учащихся по 4 человека в команде (для организации оптимально эффективной работы). Количество команд ограничивается  лишь площадью помещения.

2)жюри (учителя, ученики)

Оборудование: каждой команде – зубочистки (250 штук), мелкие маршмеллоу (200гр), школьная тетрадь 18 листов.

Для испытаний 20-30 школьных тетрадей.

Ход инженерных соревнований:

Познакомить участников соревнований  с общими сведениями о профессии инженера.

Ведущий:

Инженерия – это процесс использования науки для создания или улучшения чего-либо, что помогает людям. Те, кто работает в этой сфере, называются инженерами и улучшают жизнь людей, решая проблемы. Они могут разработать технологию, которая спасает жизни, найти способы сделать дороги безопаснее, а методы ведения сельского хозяйства лучше.

Есть много разных инженеров. Чаще всего они относятся к 4 видам: инженеры-механики, инженеры -электрики, инженеры-химики, инженеры-строители. Но решения часто рождаются на «стыке» областей.

Инженер-строитель, например, может помочь в проектировании автомагистрали, работать с архитекторами в проектировании зданий, способных выдерживать сильные ветры, нагрузки, землетрясения. Инженеры-строители занимаются инфраструктурой.

Процесс инженерного проектирования представляет собой серию шагов, которые нужно пройти для решения проблемы.

Инженеры    

• Расспрашивают
• Придумывают
• Планируют
• Создают
• Улучшают.

Именно этим сегодня и будут заниматься ваши команды. Вы получите техническое задание – это особые требования, которым нужно следовать при выборе материалов, разработке проекта. Отлично поможет «мозговой штурм», затем «планирование» - разработка прототипа и обоснование решения на бумаге, после этого «создание», используя чертежи и идеи, полученные в результате «мозгового штурма», и наконец, испытания, которые помогут убрать ошибки и улучшить результат.

Весь процесс инженерного проектирования – это цикл, с помощью которого можно будет добиться улучшений, меняя проект.

Итак, получите ваши технические задания и лист для обоснования будущего проекта.

Участники получают Техническое Задание (приложение№1.1) и приступают к его изучению, а также заполнению листа Проекта (приложение№1.2).

Регламент соревнований:

1)10-15 минут на разработку и обоснование проекта. Проекты сдаются жюри для их оценки.(приложение№1.3)

2)Постройка объекта и проведение личных(внутренних) испытаний для улучшения объекта -25-30 минут.

3)Публичные слушания с проведением испытаний и выявлением самого лучшего проекта, удовлетворяющего ТЗ. Публичные испытания проводятся участниками команд, результаты вслух фиксируются ведущим и членами жюри.

По итогам проведенных соревнований выявляется самый лучший проект. Команда, которая его выполнила получает возможность рассказать всем присутствующим о том, как они смогли достичь этого результата, т.е. представить свой опыт инженерного проектирования.

 

Приложение№1.1

 

Техническое задание команде инженеров:

Необходимо построить объект из имеющихся материалов (зубочистки и маршмеллоу), удовлетворяющий следующим требованиям:

1. Высота объекта не менее 10см
2. Объект должен выдерживать нагрузки в виде школьных тетрадей (не менее 10).
3. За каждые +5см  к заданной высоте команда  инженеров получает бонусы (+5баллов)
4. За каждую тетрадь(сверх норматива), которую выдержит объект, команда получает +1балл

 

На разработку и ОБОСНОВАНИЕ объекта команде даётся 10 минут.

На сбор и проведение личных испытаний команде даётся 20 минут.

После этого проводятся публичные слушания с проведением испытаний и выявлением самого лучшего проекта, удовлетворяющего техническим заданиям.

 

 

Приложение№1.2

Проект команды ________________________школа_____________

1. Предварительный вид будущего сооружения:
2. Обоснование, что это сооружение позволит реализовать техническое задание (расчеты, ссылки на опыт, проведенные мини-испытания или на свойства используемых в проекте геометрических фигур, физические свойства материалов)

 

Приложение №1.3

Таблица для жюри:

Команда класс школа	Обоснование проекта (есть модель 2б, обоснование на опыте 3б, есть расчеты 2б, есть ссылки на геометрию, физику 3б) макс  10б	Высота 10см (ТЗ)     10 баллов	Доп  баллы за высоту (+1балл за +1 см)	Выдерживает 10 школьных тонких тетрадей(ТЗ)   10 баллов	Доп баллы за доп нагрузку (+1 балл каждая новая тетрадь)	ИТОГО