РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ «Инженерные знания»

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение -

средняя общеобразовательная школа №1 имени В.И. Фадеева

станицы Калининской

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

КУРСА ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

«Инженерные знания»

Технологический профиль

для обучающихся 10 классов

ст. Калининская

2025г.

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительнаязаписка

Актуальность программы: в современном мире инженерные знания играют ключевую роль в развитии технологий и инноваций. Они способствуют созданию новых материалов, устройств и систем, которые улучшают качество жизни людей и способствуют экономическому росту. Программа внеурочной деятельности «Инженерные знания» актуальна, поскольку она позволяет учащимся познакомиться с основами инженерных наук, развить творческие способности и подготовиться к осознанному выбору будущей профессии в инженерной сфере.

Всвязисэтим,задачаподготовкивысокопрофессиональныхкадров,способных развивать инженерные технологии и эффективно использовать ихна практике становится стратегически важной для прогресса общества.В указанном контексте очень важна целенаправленная профориентационная деятельность в области инженерного образования, которая должна носить практикоориентированный, комплексный характер.

Представленная программа создает условия для практикоориентированной профориентационной работы, для реализации потенциальныхвозможностейобучающихся,выборакаждымизних индивидуального образовательного маршрута в соответствии с личностными характеристиками и потребностями: мотивом, особенностями, способностями.

Отличительной особенностью программы является явно выраженная направленность программы на формирование мотивации у обучающихся к получению инженерного образования через получение практического опыта в проектной деятельности, развития самостоятельного технического творчества.

Цель программы – формирование у учащихся интереса к инженерным знаниям и развитие их творческих способностей через решение практических задач и проектов в области физики, а также подготовка к осознанному выбору будущей профессии в инженерной сфере.

Задачи программы:

• Познакомить учащихся с основными понятиями и принципами инженерных знаний.

• Развить умение применять физические законы и принципы для решения инженерных задач.

• Сформировать навыки работы в команде и проектной деятельности.

• Стимулировать интерес к научно-техническому творчеству и исследовательской деятельности.

• Развить критическое мышление и умение анализировать сложные системы.

• Подготовить учащихся к участию в конкурсах, олимпиадах и проектах по инженерным направлениям.

Участники программы: обучающиеся 15-17 лет,проявляющие интерес к инженерным знаниям, как объекту познания и имеющие школьный уровень знаний физики и химии. Темы, связанные с изучением инженерных знаний и технологий привлекательны для учащихся любого возраста. Это означает, что её целевая аудитория – школьники, которые планируют связать свою будущую профессиональную деятельность с инженерной специальностью и для которыхвнеурочная деятельность по программе «Инженерные знания» даст возможность саморазвиваться в указанном направлении.

В группы для обучения специального отбора не производится, но для выявления минимального уровня подготовки учащихся, необходимого для успешного усвоения программы,проводится собеседование с каждым адресатом программы.

Используемые педагогические технологии

Для достижения поставленной цели и задач будут использоваться следующие педагогические технологии:

• Проблемное обучение: создание проблемных ситуаций, которые стимулируют учащихся к самостоятельному поиску решений и объяснению физических явлений.

• Проектная технология: разработка и реализация проектов, связанных с применением физических знаний в быту, например, создание моделей простых механизмов или исследование энергоэффективности бытовых приборов.

• Технология сотрудничества: организация групповой работы, в которой учащиеся совместно решают задачи, обсуждают физические явления и проводят эксперименты.

• Информационно-коммуникационные технологии: использование мультимедийных презентаций, видеоматериалов и интерактивных заданий для повышения интереса к предмету и улучшения восприятия информации.

Условия реализации программы :

Материально-техническое обеспечение

Для успешного реализации программы внеурочной деятельности инженерного направления необходимо следующее материально-техническое обеспечение:

• Кабинет физики, оснащённый необходимым оборудованием для проведения демонстрационных опытов и лабораторных работ, связанных с инженерными приложениями физики.

• Набор демонстрационных приборов и оборудования для проведения опытов по механике, электродинамике, оптике и квантовой физике с акцентом на инженерные аспекты.

• Лабораторное оборудование для проведения практических работ, включая измерительные приборы, оптические системы, электрические цепи и другие устройства, применяемые в инженерных системах.

• Компьютеры с доступом к интернету для моделирования физических процессов и решения инженерных задач.

• 3D-принтер и другое оборудование для создания прототипов и моделей инженерных систем.

Информационное обеспечение

Для реализации программы необходимо использовать следующие информационные ресурсы:

• Учебники и учебные пособия по физике для 10 класса с упором на инженерные приложения.

• Сборники задач и упражнений по физике, включающие инженерные задачи и проекты.

• Электронные образовательные ресурсы, содержащие интерактивные модели физических процессов и виртуальные лабораторные работы, связанные с инженерными системами.

• Научные журналы и публикации по физике и инженерным наукам для ознакомления с современными достижениями в области науки и техники.

Кадровое обеспечение

Программу внеурочной деятельности по физике может реализовывать учитель физики, имеющий высшее образование и соответствующий квалификации, с дополнительным опытом или знаниями в области инженерных наук. Учитель должен уметь интересно и доступно объяснять сложные понятия и явления, а также их применение в инженерных системах.

Методические материалы

Для реализации программы необходимо разработать следующие методические материалы:

• Задания для самостоятельной работы учащихся, включающие задачи и проекты с инженерным уклоном.

• Методические рекомендации для учителя по организации внеурочной деятельности по физике с акцентом на инженерное направление.

 Оценка знаний учащихся

Оценка знаний учащихся будет проводиться по следующим направлениям:

• Проектная деятельность: оценка способности разрабатывать и реализовывать инженерные проекты, используя знания физики.

• Командная работа: оценка умения работать в команде, распределять задачи и достигать общих целей.

Для оценки знаний будут использоваться следующие методы:

• Проектная работа: разработка и презентация инженерных проектов.

• Самооценка и взаимооценка: учащиеся оценивают свою работу и работу товарищей по заданным критериям.

Содержаниепрограммы

Раздел 1. Физика (23 часа)

1. 1. . Введение в инженерные знания. Основные понятия и принципы (2часа)

Понятие инженерии и её роль в современном мире: определение инженерии, взаимосвязь с другими науками, влияние на технологический прогресс.

История развития инженерных знаний: от древних времён до современности, ключевые фигуры и открытия.

Основные принципы и подходы в инженерии: системный подход, моделирование, оптимизация, стандартизация.

Примеры инженерных достижений и их влияние на общество: Великая Китайская стена, Эйфелева башня, космические корабли.

1.2. Механика в инженерии. Законы Ньютона (3 часа)

Основные понятия механики: масса, сила, ускорение, импульс, момент силы.

Законы Ньютона и их применение в инженерных задачах: первый закон (закон инерции), второй закон, третий закон (действие и противодействие).

Примеры использования законов механики в технике: расчёт нагрузок на конструкции, динамика машин, проектирование транспортных средств.

Практические задания: решение задач на применение законов Ньютона, лабораторные работы по изучению движения тел.

1.3. Работа и энергия в инженерных системах (3 часа)

Понятие работы и энергии в физике: работа как произведение силы на путь, кинетическая энергия, потенциальная энергия.

Закон сохранения энергии и его применение в инженерии: преобразование энергии, эффективность систем.

Примеры использования энергии в технических системах: гидроэлектростанции, ветряные турбины, тепловые электростанции.

Практические задания: расчёты работы и энергии в различных системах, эксперименты по измерению энергии.

1.4. Электромагнитные явления в технике (3 часа)

Основные понятия электромагнетизма: электрический заряд, электрическое поле, магнитное поле, электрический ток.

Законы электромагнетизма и их применение в технике: закон Ома, закон Фарадея, правило Ленца.

Примеры использования электромагнитных явлений в технических устройствах: электродвигатели, трансформаторы, электромагнитные клапаны.

Практические задания: сборка и тестирование электрических цепей, изучение работы электромагнитных устройств.

1.5. Оптика и её применение в инженерии (3 часа)

Основные понятия оптики: свет, луч, преломление, отражение, фокусное расстояние.

Геометрическая оптика и её применение в технике: линзы, зеркала, оптические системы (телескопы, микроскопы).

Физическая оптика и её использование в инженерных системах: дифракция, интерференция, поляризация, волоконная оптика.

Практические задания: эксперименты с линзами и зеркалами, изучение оптических явлений.

1.6. Акустика и её роль в инженерных системах (3 часа)

Основные понятия акустики: звук, волна, частота, амплитуда, звуковое давление.

Физические основы акустики и их применение в технике: уравнение волны, акустическое давление, звукоизоляция.

Примеры использования акустических явлений в инженерных системах: звукоизоляция, акустическая обработка помещений, ультразвуковые датчики.

Практические задания: эксперименты со звуковыми волнами, измерение акустических параметров.

1.7. Термодинамика и её применение в технике (3 часа)

Основные понятия термодинамики: температура, тепло, энтропия, внутренняя энергия.

Законы термодинамики и их применение в инженерных задачах: первый закон, второй закон, третий закон (абсолютный нуль температуры).

Примеры использования термодинамических процессов в технических системах: двигатели внутреннего сгорания, холодильные установки, тепловые насосы.

Практические задания: расчёты термодинамических процессов, эксперименты с тепловыми системами.

1.8. Современные тенденции в инженерии. Нанотехнологии и робототехника (3 часа)

Понятие нанотехнологий и их применение в инженерии: материалы с уникальными свойствами, наноэлектроника, наномедицина.

Робототехника и её роль в современном мире: промышленные роботы, сервисные роботы, автономные системы, искусственный интеллект.

Перспективы развития нанотехнологий и робототехники: медицинские приложения, космические исследования, экология.

Практические задания: изучение принципов работы наноустройств, программирование роботов.

Раздел 2. Химия (6 часов)

2.1. Основы химии в инженерии (3 часа)

Основные понятия химии: атом, молекула, химическая связь, реакция.

Химические элементы и их свойства: периодическая система элементов, валентность, электроотрицательность.

Примеры использования химических процессов в инженерных системах: коррозия металлов, защита материалов, химические источники энергии.

Практические задания: эксперименты с химическими реакциями, изучение свойств материалов.

2.2. Органическая химия и её применение в инженерии (3 часа)

Основные классы органических соединений: алканы, алкены, алкины, арены.

Функциональные группы и их свойства: спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты.

Примеры использования органических соединений в инженерных системах: пластмассы, резины, синтетические волокна.

Практические задания: синтез органических соединений, изучение их свойств.

Раздел 3. Проектная деятельность (5 часов)

3.1. Проектная деятельность. Разработка и реализация инженерного проекта (5 часов)

Выбор темы проекта: определение области интересов, формулировка цели и задач, анализ существующих решений.

Постановка цели и задач проекта: разработка технического задания, определение критериев успеха, планирование ресурсов.

Разработка плана реализации проекта: этапы работы, распределение обязанностей, график выполнения, контроль качества.

Выполнение проекта и презентация результатов: анализ полученных данных, подготовка отчёта, защита проекта перед аудиторией.

Примерный перечень проектно-исследовательских работ:

1. Исследование влияния массы и силы на ускорение тела.

2. Разработка модели электромагнитного устройства.

3. Экспериментальное изучение законов отражения и преломления света.

4. Анализ акустических свойств различных материалов.

5. Исследование термодинамических процессов в простых системах.

6. Проектирование и сборка простых электрических цепей.

7. Разработка модели робота для выполнения определённой задачи.

8. Исследование принципов работы наноустройств.

9. Коррозия металлов. Факторы, влияющие на коррозию.

10. Сплавы металлов.

11. Исследование электропроводности веществ.

12. Создание модели системы, использующей принципы термодинамики.

13. Разработка проекта по применению оптики в инженерных системах.

Форма проведения занятий – практико-ориентированные учебные занятия.

Планируемые результаты освоения образовательной программы

Личностные результаты:

1. Развитие интереса к инженерным наукам и технологиям.

2. Формирование навыков работы в команде и коммуникации.

3. Развитие творческого мышления и способности к инновациям.

4. Осознание важности инженерных знаний для развития общества и экономики.

Метапредметные результаты:

1. Умение применять теоретические знания для решения практических задач.

2. Способность анализировать и синтезировать информацию из различных источников.

3. Навыки проектной деятельности и управления проектами.

4. Развитие критического мышления и умения аргументировать свою точку зрения.

Предметные результаты:

1. Знание основных понятий и принципов инженерных наук.

2. Умение применять физические законы и принципы для анализа и проектирования инженерных систем.

3. Навыки работы с инженерным программным обеспечением и инструментами.

4. Способность разрабатывать и реализовывать инженерные проекты.

3. Календарно-тематическоепланирование

1. Способы оценки достижения планируемых результатов

Способы оценки достижения планируемых результатов:

А) наблюдение за активностью и участием учащихся в занятиях;

Б) анализ выполненных заданий и работ;

В) защита проектов.

1. Список рекомендуемой литературы

1. Савельев И. В. Курс общей физики: в 3 т. – М.: Наука, 1987.

2. Детлаф А. А., Лебедев А. И., Струков Б. А. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2002.

3. Яворский Б. М., Детлаф А. А., Лебедев А. И. Справочник по физике. – М.: ОНИКС, Мир и Образование, 2016.

4. Ландсберг Г. С. Элементарный учебник физики: в 3 кн. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2020

5. Трофимова Т. И. Курс физики. – М.: Академия, 2018.

Интернет-ресурсы

1. https://resh.edu.ru/

2. http://lib.mexmat.ru/

3. https://physics03.narod.ru/

4. https://www.fizika.ru/

5. https://infourok.ru/assistant/show/235636

6. https://intalent.pro/

7. http://school-collection.edu.ru

8. http://class-fizika.ru/

9. https://www.sites.google.com/site/moyacshkola/idu-na-urok/fizika-v-animaciah

10. https://learningapps.org/index.php?overview&s=&category=0&tool=

11. http://windows.edu/ru

12. all-met.narod.ru

13. experiment.edu.ru

1. Материально-техническое обеспечение

Для успешного проведения занятий по курсу «Инженерные знания» используется следующее материально-техническое обеспечение:

1. Учебные пособия и методические материалы по физике для 10 класса.

2. Лабораторное оборудование для проведения демонстрационных экспериментов: наборы для изучения механики, тепловых явлений, электричества и магнетизма, оптики.

3. Интерактивная панель для демонстрации презентаций и видеоматериалов.

4. Компьютеры или ноутбуки с доступом к интернету для поиска информации и выполнения интерактивных заданий.

5. Электронные образовательные ресурсы и онлайн-платформы для дополнительного изучения физики.

1. Методическое обеспечение

1. Учебно-методические пособия по физике и инженерным дисциплинам;

2. Сборники задач и упражнений по физике;

3. Технические средства обучения (компьютер, проектор, интерактивная доска);

4. Наборы для проведения экспериментов и практических работ;

5. Видеоматериалы и презентации по теме «Инженерные знания».