Проект выступает инструментом воплощения идей НОТ "Профессионалитет" ,
начиная уже с общеобразовательной подготовки,
и посвящен обучению студентов комплексному решению профессионально и регионально значимых задач с помощью математического инструментария и современных цифровых ресурсов
Ключевая идея проекта "ВЕКТОР-РЕГИОН" заключается в создании целостной образовательной среды, в которой математические знания интегрируются со знаниями других дисциплин и с современными технологиями при решении реальных производственных, социально-экономических задач ключевых отраслей Таштагольского района — горнодобывающей промышленности и туристической сферы.
Профессионально-региональная направленность обучения математике является неотъемлемым условием качественной подготовки специалистов для регионального рынка труда, способных к комплексному решению профессиональных задач.
В туристической сфере Таштагольского района математика нужна для проведения экономических расчётов, оптимизации туристических маршрутов, анализа рынка, прогнозирования спроса и эффективного управления ресурсами. С помощью математического инструментария на горных предприятиях региона при огромном многообразии производственных ситуаций с учетом горно-геологических, горнотехнических, организационных, экономических, социальных условий решаются вопросы, связанные с технической и организационной подготовкой производства, технико-экономическим планированием, оперативным управлением основным производством.
Однако профессионализация и регионализация математики затрудняется дефицитом учебных материалов, учитывающих профессиональную составляющую и региональную специфику.
Важно не только обогатить содержание математики заданиями с профессионально-региональным контекстом, но и создать полноценную профессиональную среду через активное использование современных образовательных технологий, которые позволят моделировать реальные производственные ситуации, предоставить доступ к профессиональным инструментам, создать условия для практического применения математических знаний. Без использования инновационных технологий образовательный процесс рискует ограничиться лишь формальным «профессиональным окрашиванием» математических задач, что не будет способствовать результативному формированию необходимых для успешной профессиональной деятельности компетенций.
Основная проблема, которую решает проект «ВЕКТОР–РЕГИОН», заключается в том, что существующая система математической подготовки не обеспечивает достаточного уровня практической готовности выпускников к работе в реальных производственных условиях региона.
«ВЕКТОР–РЕГИОН» представляет собой инновационную образовательную модель математической подготовки, интегрирующую содержание и технологии обучения с профессиональной средой региона. Инновационность подхода обеспечивается погружением студентов в междисциплинарную проектную деятельность, где они в максимально приближенных к реальной профессиональной деятельности условиях решают регионально и профессионально значимые задачи с применением передовых цифровых технологий и математических методов.
Принципы реализации проекта:
принцип профессиональной направленности: решение задач с будущей профессиональной деятельности с использованием математического инструментария, формирование элементов профессиональных компетенций;
принцип региональности: ориентация на специфику регионального рынка труда;
принцип междисциплинарности: комплексное применение математических знаний со знаниями других дисциплин.
принцип научности: освоение проектантами современных научных достижений.
Ключевые особенности образовательной модели «ВЕКТОР–РЕГИОН»:
работа над реалистичными проектами для курорта Шерегеш и Таштагольской шахты;
геймификация образовательного процесса: организация деловой игры, в которой студенты играют роли сотрудников консалтинговой фирмы и разрабатывают проекты для региона;
политехнологичное обучение: внедрение элементов нескольких современных образовательных технологий;
широкое использование в студенческих проектах цифровых инструментов и искусственного интеллекта;
сквозное проектирование (студенты дорабатывают проекты в ходе освоения всех математических дисциплин);
комплексный подход к формированию и оцениванию элементов компетенций.
Цель проекта
Создание условий для овладения обучающимися практическими навыками целостного решения актуальных для Таштагольского района задач.
Задачи проекта
формировать у обучающихся навыки математического моделирования профессионально и регионально значимых ситуаций;
развивать творческие способности, умение работать в коллективе, команде;
воспитывать культуру делового общения, ответственность за результат своей деятельности.
1) проектанты
студенты специальности 43.02.16 Туризм и гостеприимство
студенты специальности 21.02.17 Подземная разработка месторождений полезных ископаемых
студенты специальности 09.02.07 Информационные системы и программирование
обучающиеся профессии 21.01.10 Ремонтник горного оборудования
обучающиеся профессии 43.02.15 Поварское и кондитерское дело
2) педагогическое сообщество, интересующееся вопросом профессиональной направленности математики.
Разработанный в рамках проекта инновационный подход к математической подготовке, основанный на междисциплинарном взаимодействии и практико-ориентированном обучении, успешно тиражируется на всероссийском и международном уровнях.
1) «ВЕКТОР–РЕГИОН» является катализатором позитивных изменений в социально-экономической сфере Таштагольского района, направляя творческий потенциал и энергию студентов на повышение качества жизни местного населения и гостей территории.
Ключевые направления социальной значимости студенческих проектов:
проекты по продвижению туристического потенциала региона призваны повысить туристическую привлекательность Таштагольского района и создать новые рабочие места;
проекты по совершенствованию качества услуг курорта Шерегеш нацелены на повышение уровня удовлетворенности гостей и жителей района;
проекты, связанные с экологическим туризмом, оптимизацией туристических маршрутов ориентированы на сохранение природного и культурного наследия региона, создание доступной среды для разных категорий туристов;
проекты по обеспечению безопасности горного производства содействуют защите здоровья и жизни горнорабочих;
проекты по оптимизации горного производства направлены на стимулирование развития местной экономики и повышение благосостояния населения.
2) Проект «ВЕКТОР–РЕГИОН» обладает высокой социальной значимостью, обеспечивая распространение передового педагогического опыта и повышение качества подготовки специалистов для региона.
1) Проект охватывает студентов техникума, преподавателей, задействованных в подготовке кадров для Шерегеша и Евраза, работодателей.
2) Методическая активность педагога проявляется через регулярное участие в региональных, всероссийских и международных профессиональных конкурсах, что обеспечивает широкий охват педагогического сообщества.
1) Таштагольский район (организация проектной деятельности студентов).
2) Всероссийский и международный уровни (трансляция педагогического опыта, участие проектантов в конференциях и конкурсах).
Подготовительный этап
выявление потенциала профессионально-региональной направленности математических дисциплин в сотрудничестве с преподавателями профессиональных дисциплин и работодателями;
создание банка заданий проектного типа как пропедевтических заданий к выполнению учебных проектов по математике;
формирование базы проектных заданий в виде кейсов с профессионально-региональным контекстом в сотрудничестве с преподавателями профессиональных дисциплин и работодателями;
отбор программных средств исследования математических моделей проектов;
разработка методических материалов для студентов.
Основной этап
формирование проектных команд с учетом интересов и способностей студентов;
распределение ролей внутри команды: менеджер проекта (организует работу команды), аналитики (вычленяют из предоставленных заказчиками документов необходимые для математической модели данные), инженеры-математики (разрабатывают математическую модель), программист (решает модель с помощью программных средств), медиа-дизайнер (создаёт презентационные материалы и рекламный видеоклип для привлечения новых клиентов), консультант (непосредственно работает с заказчиком);
разработка командами проектного решения.
Заключительный этап
организация защиты проектов с привлечением в качестве экспертов преподавателей профессиональных дисциплин и работодателей,
вовлечение студентов в участие в конференциях, конкурсах со своими проектами и формирование проектного портфолио (отзывы работодателей, сертификаты, дипломы);
оценка образовательных результатов.
Проектное задание: разработать проект гостиницы «Космический House» для курорта Шерегеш с номерным фондом, обеспечивающим максимальную доходность .
Проектное решение: разработан проект роботизированного отеля в стиле «Звездных войн». Дарт Вейдер, модели космических кораблей, голограмма в виде звезды смерти здесь не только для декора, но и для выполнения функций, связанных с приемом, размещением и обслуживанием гостей.
Междисциплинарные связи: линейное программирование (максимизация дохода), математика (расчет освещенности, звездчатые многогранники), информатика (создание 3d модели проекта, физика (голограммы), экономика (пропускная способность гостиницы).
Проектные продукты: 3d модель гостиницы, рекламный видеоролик, оптимальный номерной фонда отеля.
Достижения: I место в III областной научно-практической конференции студентов профессиональных образовательных организаций и учащихся основных и средних общеобразовательных школ «Исследовательская деятельность – путь к профессиональной карьере» (ГПОУ АСПК);
III место в XII региональной очно-заочной научно-практической конференции «Открытый мир» (ГПОУ КМТ).
Цель проекта: содействие популяризации летнего туризма в Шорском национальном парке.
Особенности проекта: Стартовой площадкой для постановки проблемы проекта, его цели и задач, выдвижения гипотезы стали экскурсии по Шорскому национальному парку. Авторы изнутри изучали рельеф и рекреационный потенциал Шорского национального парка (достопримечательности, легенды, исторические сведения, географические и геодезические факты), проходили по различным маршрутам.
На основе интеграции ГИС-технологий и онлайн ресурса для работы с графами был создан онлайн-конструктор оптимизации туристических маршрутов под запросы и предпочтения туристов.
Междисциплинарные связи: математика (графы, задачи на оптимальный выбор, расстояние между двумя точками), география, геология (гис-технологии, координаты, сталактиты, сталагмиты, скалы–останцы), физика (средняя скорость), ОБиЗР (безопасность маршрута), информатика (онлайн- сервис graphonline.ru, нейросети для создания рекламного видеоролика)
Проектные продукты: онлайн-конструктор экскурсионных маршрутов по достопримечательностям Шорского национального парка; рекламный проспект, видеоролик.
Достижения: диплом 1 степени в IV внутритехникумовской студенческой научно-практической конференции «Студент – Исследователь – Ученый», межрегиональный заочный конкурс индивидуальных и курсовых проектов (сертификаты участников).
Проектное задание: выполнить заказ «собственника гостиницы» Шерегеша и разработать 3d модель лобби отеля «Кедр», отвечающую требованиям: соответствие дизайна названию гостиницы, экологичность, экономичность проекта, хорошая освещенность.
Проектное решение: вестибюль гостиницы «Кедр» спроектирован в стиле модернизированной классики с использованием не имеющего аналогов в мире экологически чистого материала с оздоровительным эффектом – кедропласта. В его состав входят скорлупа кедрового ореха, шелуха кедровой шишки и смола кедра в качестве связующего элемента.
Междисциплинарные связи: математика (расчет с помощью первой и второй производных стойки администратора, арочного окна, пирамиды) химия, экология (свойства кедропласта), информатика (создание 3d модели проекта), экономика (себестоимость, прибыль), маркетинг (окупаемость проекта, продвижение продукта), история (использование царем Соломоном кедра при строительстве Иерусалимского храма), физика (термодинамика пирамид, освещенность).
Проектный продукт: 3d модель гостиницы
Проектное задание: определить набор продуктов для правильного питания, имеющий минимальную стоимость.
Междисциплинарные связи: математическое моделирование (задача о диете), химия (макронутриенты, микронутриенты), физическая культура (комплекс упражнений).
Проектный продукт: математическая модель, рекламный видеоролик.
Проблемная ситуация. Руды Таштагольского района с течением времени становятся беднее. Стоимость извлечения руды на разных шахтах и их участках различная, вследствие отличающихся глубины и геологических условий. Добываемая на отдельных участках месторождения руда отличатся различным содержанием полезных (железо) и вредных (сера) компонентов. В то же время перерабатывающие предприятия предъявляют к качеству поставляемого сырья достаточно жесткие требования, потому что технологические показатели обогащения повышаются, если на обогатительную фабрику поступает однородная по составу руда (это позволяет строго выдерживать подобранный технологический режим обогащения). От однородности рудного сырья в значительной степени зависит производительность доменных печей и сталеплавильных агрегатов, себестоимость выплавки металла.
Проектное задание: оптимизировать процесс усреднения качества рудной массы.
Междисциплинарные связи: математическое моделирование (задача о смеси), математика (проценты), химия (качество руды), информатика (программные средства решения задач линейного программирования).
Проектные продукты: оптимальный план добычи руды, онлайн-калькулятор решения задач линейного программирования, разработанный студентом А. Тишинским.
Достижения: I место во II Международной научно-практической конференции «Современные тенденции и инновации в науке и производстве» (КузГТУ), отзыв работодателя.
Проблемная ситуация. В результате деятельности горно-обогатительных предприятий Таштагольского района (г. Таштагола, п. Мундыбаш, п. Шерегеш, п. Каз) образуется огромное количество отходов обогащения железных руд, которые загрязняют окружающую среду, занимают большие площади земли, создают уродливые ландшафты.
Проектные решения: Для решения проблемы предложены:
- транспортная задача для рационализации перевозки щебня с различных дробильно-обогатительных фабрик при строительстве автомобильных или железных дорог в Таштагольском районе;
- задачи оптимальной закупки и загрузки различного транспорта, необходимого для перевозки отходов горной промышленности;
- задачи о смесях при производстве асфальтобетонной и бетонной смесей, в состав которых входят отходы обогащения;
- задачи об ассортименте для оптимизации производства строительных материалов (тротуарных плит, керамических кирпичей шлакоблоков и др.) из отходов горно-обогатительных предприятий и др.
Проектные продукты: математические модели
Достижения: II место в областной заочной НПК «Инновации в горной промышленности», направление «Инновационные технологии в горной промышленности» (ГБПОУ ЛКГТТ);
III место в X областной заочной научно-практической и студентов профессиональных образовательных организаций и учащихся основных и средних общеобразовательных школ «Шаг за горизонт (ГБПОУ НГТК).
Проблемная ситуация. Условия труда работников горного производства характеризуются целым рядом факторов, оказывающих вредное влияние на организм человека. К ним относятся: рудничная пыль, шум, вибрация, резкие перепады температур, повышенная влажность воздуха, необходимость работы в вынужденной позе, вредные газы и др. Воздействие указанных факторов вызывает профессиональные заболевания горнорабочих. Кроме того, на горном производстве возникают случаи производственного травматизма.
Проектная деятельность: собраны и проанализированы данные о профессиональных заболеваниях и производственном травматизме горнорабочих, спрогнозировано количество случаев производственного травматизма и профзаболеваний на 2027 год.
Междисциплинарные связи: математика (обработка статистической информации, регрессионный анализ), информатика (сортировка и фильтрация данных в MS Excel, построение диаграмм, линий тренда, создание интерактивного плаката на онлайн-сервисе Genially), охрана труда (производственная безопасность).
Проектные продукты:
1) математические модели прогнозирования количества случаев производственного травматизма и профзаболеваний,
2) интерактивный плакат, содержащий диаграммы, тепловые карты опасных зон производства, графики динамики производственного травматизма.
Достижения: II место в VI международной заочной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы современного общества» (ГПОУ КузТСиД им. Волкова В.А.).
В "ВЕКТОР–РЕГИОН» проектная технология интегрируется с элементами нескольких образовательных технологий: игровой, цифровой, квест-технологией, кейс-технологией.
Проектные задания предлагаются студентам в виде кейсов.
Так, кейс проекта "Гостеприимные горы", предложенный студентам специальности «Туризм и гостеприимство», содержал документы туристического пакета: трансфер, карты маршрутов, буклеты, программы туров, прайс-листы экскурсий и проживания, информацию о скин-пассе. Студентам необходимо было определить оптимальный туристический маршрут по достопримечательностям Шерегеша.
Кейс проекта "Звездные войны" состоял из фото макета гостиницы в форме додекаэдра, генерального плана застройки гостиницы, технического паспорта гостиницы, прайса гостиничного номера. Проектантам нужно было рассчитать, сколько номеров «люкс» и «стандарт» можно разместить на заданной площади для получения максимального дохода.
Проектное задание «Зеленый патруль» заключалось в разработке оптимального маршрута патрулирования территории Шорского национального парка и выполнялось на основе документов: служебной записки от руководителя природоохранного отдела парка и акта обследования маршрутов патрулирования территории.
Кейсы составляются совместно с преподавателями профессиональных дисциплин с ориентацией на содержание модулей чемпионата «Профессионалы», где математика играет значительную роль. Так, в важных для ресторанного бизнеса Шерегеша компетенциях «Виноделие» и «Мастерство приготовления кофе и чая» при расчёте купажа требуется умение решать системы трех линейных алгебраических уравнений с тремя неизвестными.
Решение студентами кейсов формирует способность видеть математическую сущность актуальных для региона проблем, выделять из материалов заказчика необходимые данные, исключать избыточные, находить недостающую информацию, отбирать существенные и несущественные для математической модели параметры и вносит вклад в формирование компетенции ОК 09. Пользоваться профессиональной документацией на государственном и иностранном языках.
Задачи линейного программирования в проектах "Железная логика" и "Рудное тело в дело!" студенты решали с помощью надстройки Solver (Поиск решения) программы Microsoft Office Excel, в системе MathCAD и в разработанном студентом онлайн-калькуляторе.
Табличный процессор MS Excel использовался в проекте "На страже здоровья" для обработки статистической информации о производственном травматизме на Таштагольской шахте. С помощью функции «Сортировка и фильтр» MS Excel проектанты легко распределили пострадавших по признакам:
по стажу выполняемой работы;
по возрасту;
по видам происшествий;
по месяцам года;
по дням недели;
по сменам;
по местам происшествий;
по профессиональному составу .
Интересной авторской находкой является использование в аудиторной самостоятельной работе по математике не только пакетов математических программ, но и программ для создания профессиональных дизайн-проектов. Авторы проектов «Звездные войны» и «Кедр» воплощали проектный замысел с использованием программ для создания трёхмерной компьютерной графики и профессиональных дизайн-проектов (Blender, Sweet Home 3D), возможности которых проектанты освоили самостоятельно, а значит, продемонстрировали способность использовать информационные технологии для выполнения задач профессиональной деятельности (часть компетенции ОК 02).
Для привлечения новых клиентов в консалтинговую фирму медиа-дизайнеры проектов «Звездные войны» и «Правильное питание» разработали цифровые сторителлинги — увлекательные рекламные видеоролики.
В рамках проекта «Гостеприимные горы» был представлен инновационный ролик, подготовленный с помощью передовой нейросети PixVerse. Этот уникальный инструмент открывает безграничные возможности для реализации креативных идей и позволяет создавать впечатляющие видео даже на основе самых фантастических сюжетов. Основным продуктом проекта стал онлайн-конструктор туристических маршрутов, разработанный в сервисе graphonline.ru. Этот сервис предоставляет пользователям возможность самостоятельно планировать путешествия, учитывая все их пожелания и предпочтения.
Интеграция сторителлинга с проектным обучением и деловой игрой «Консалтинговая фирма» позволяет студентам ощущать себя в центре событий и является своеобразным тренажером по отработке навыков публичного выступления (последнее особенно нужно будущим гидам). Дополнительно стоит отметить, что все проекты объединяет использование современных технологий и инновационных подходов к решению маркетинговых задач, что позволяет повышать узнаваемость бренда консалтинговой фирмы.
В процессе организации проектной работы студентов эффективно реализуется игровая технология, нацеленная на развитие компетенции ОК 04 эффективно взаимодействовать и работать в коллективе и команде.
Здесь участники принимают на себя профессиональные роли сотрудников консалтинговой компании. Каждый член проектной команды выполняет строго определённые функции:
менеджер проекта координирует деятельность коллектива и контролирует выполнение задач;
аналитики занимаются обработкой документации и подготовкой данных для математического моделирования;
инженеры-математики разрабатывают математические модели;
программист осуществляет программную реализацию моделей;
медиа-дизайнер создаёт презентационные материалы и рекламные видеопродукты;
консультант обеспечивает коммуникацию с заказчиком.
Защита проводится в формате деловой игры, имитирующей отчётное совещание сотрудников консалтинговой фирмы. Фирменный стиль компании включает оригинальный маскот — Йети в шахтовой каске, что создаёт уникальную атмосферу мероприятия и отражает региональную направленность деятельности фирмы.
Для защиты проектов выбираются интересные даты.
Так, итоговое занятие для студентов специальности 09.02.07 «Информационные системы и программирование» состоялось в особенный «День дюжины» (12.12) .
Символическое значение даты подкрепляется многочисленными культурными и социальными фактами:
12.12 . День Конституции РФ;
12 месяцев в году;
12 знаков зодиака;
12 богов Олимпа;
12 основных делений на часах;
12 присяжных в суде;
12 подвигов Геракла;
12 апостолов;
12 клавиш F на компьютере.
В рамках занятия было представлено 12 сторителлингов, что гармонично вписывалось в тематику «дюжины» и придавало событию особую значимость.
Такая игровая технология способствует развитию командного взаимодействия, презентационных компетенций и практических навыков работы с заказчиками.
В "ВЕКТОР-РЕГИОН" широко используются веб-квесты, созданные на российской платформе Joyteka. Студенты проходят интерактивный квест, открывается дверь и они "переносятся" из учебной аудитории в офис консалтинговой фирмы.
Веб-квесты позволяют не только оценить знания, но и развить навыки критического мышления, решения проблем и работы с информацией. Благодаря современному интерфейсу и разнообразным форматам заданий, веб-квесты делают процесс обучения более увлекательным и эффективным.
Платформа Joyteka предоставляет широкие возможности для создания образовательных квестов различной сложности и направленности. Преподаватели могут адаптировать задания под конкретные учебные цели, включать в них мультимедийный контент, тесты, головоломки и другие интерактивные элементы. Это позволяет создать комплексную систему проверки знаний, которая учитывает индивидуальные особенности и уровень подготовки каждого студента.
Важным преимуществом веб-квестов является их практическая направленность. Студенты не просто воспроизводят теоретические знания, а применяют их в смоделированных ситуациях, что способствует лучшему усвоению материала. Кроме того, такой формат обучения развивает цифровую грамотность и знакомит студентов с современными образовательными технологиями.
Использование веб-квестов также способствует повышению мотивации к обучению. Игровой формат, элемент соревнования и возможность немедленной обратной связи делают процесс проверки знаний менее стрессовым и более привлекательным для обучающихся. Это особенно важно в условиях современного образования, где необходимо поддерживать интерес студентов к учебному процессу и стимулировать их к самостоятельному изучению материала.
студенты 5 специальностей приобрели первичный опыт целостного решения актуальных для региона профессиональных задач и разработали продукты, практическая значимость которых подтверждена положительными отзывами работодателей (содержатся в галерее результатов проекта) ;
создано 5 методических разработок с региональным компонентом, среди которых пособие "Математика в горном деле", содержащее около 50 примеров задач, заданий проектного типа, проектных заданий, веб-квестов, кейсов и деловых игр и изданное в помощь проектантам учебное пособие «Профессионально ориентированные проекты по математике»;
разработаны 4 оценочные процедуры для измерения образовательных результатов: матрица компетенций, показателей и адекватных методов, форм и средств обучения, используемых для формирования и измерения уровня сформированности компетенций, лист самооценки, критерии оценивания, метод портфолио (доступны в методических разработках в галерее результатов проекта);
17 студенческих проектов и 34 работы автора "ВЕКТОР-РЕГИОН" представлены на международных, всероссийских и региональных конкурсах и конференциях;
опыт методической и научно-исследовательской деятельности автора получил отражение в десятках публикациях в авторитетных изданиях, 7 из которых входят в перечень ВАК.
Конкурс проводился при поддержке Российской академии образования и департамента образования Москвы. В состав экспертного жюри конкурса вошли представители совета учителей блогеров при Министерстве просвещения РФ, лекторы Российского общества «Знание», победители всероссийских конкурсов, кандидаты педагогических и филологических наук, почетные работники образования. На конкурс поступило почти 2000 работ.
дипломы победителя конкурсов методических разработок (на конкурсы представлены методические разработки уроков, посвященных защите проектов, методические пособия по организации профессионально ориентированной проектной деятельности студентов);
дипломы победителя конференций;
благодарственные письма за подготовку участников конференций;
библиографические данные авторского пособия «Профессионально ориентированные проекты по математике» из Российской государственной библиотеки;
библиографические данные публикаций в 7 журналах из перечня ВАК.
дипломы;
грамоты;
отзывы работодателей.
расширение целевой аудитории;
внедрение новых цифровых инструментов;
расширение междисциплинарных связей;
развитие партнерских отношений с работодателями;
выстраивание непрерывной траектории от базовых проектов к выпускным квалификационным работам;
создание образовательной платформы для практического обучения студентов через выполнение реальных консалтинговых проектов.