Модульная дополнительная общеобразовательная программа технической направленности Кибермедик. ( От игры до бизнеса)

Департамент образования Администрации города Сургута

Автономная некоммерческая организация

 «Институт развития компетентностей»

Модульная дополнительная общеобразовательная программа

технической направленности

Кибермедик. От игры до бизнеса

Возраст обучающихся: 14-17 лет

Срок реализации: 80 часов

Авторы-составители: Ефремова Элина Анатольевна, педагог дополнительного образования Глухов Владимир Геннадьевич, педагог дополнительного образования Лучик Сергей Григорьевич, педагог дополнительного образования Иванова Татьяна Юрьевна, педагог дополнительного образования

СУРГУТ

2016

Пояснительная записка

Информационные и инженерные технологии прочно входят во все сферы жизнедеятельности человека. Исключением не является и современная медицина. Профилактика, терапия, протезирование и реабилитация - это те области медицины, где использование инженерных и информационных технологий наиболее активно. Еще в начале ХХ века писатели-фантасты заявляли о замене органов и целых систем человеческого организма как возможности, сегодня это стало действительностью.

Двухуровневая система подготовки специалистов была закреплена в Европе в 1999 году Болонской декларацией. Россия присоединилась к Болонской декларации в сентябре 2003 года. Однако, несмотря на необходимость совмещения разных профессиональных умений у одного специалиста, специальность врач-инженер встречается только у врачей-генетиков. А остальным специалистам врачебной практики после получения высшего образования сразу приходится переучиваться на курсах повышения квалификации или пользоваться услугами технических фирм. Ярким примером является стоматология, где при протезировании, врач-стоматолог осуществляет медицинскую часть работы, а техническую часть исполняет технический работник, что несомненно сказывается на качестве лечения.

В основе модульной дополнительной общеобразовательной программы  «Кибермедик. От игры до бизнеса» (далее Программа) реализуется практика, лежащая на стыке двух практик   кибернетики и медицины, так называемой кибермедицины. Идея программы заключается в том, чтобы вовлечь  обучающихся в эту практику средствами игры, показать востребованность специалистов в медицинской области, которые также искусно владеют инженерными технологиями и могут выполнять врачебные задачи "под ключ" от  постановки проблемы до ее решения. Полученный опыт даст обучающимся попробовать спектр новых профессий будущего и поможет самоопределиться при выборе будущей профессии.

Целью программы является освоение обучающимися практики протезирования и реабилитации людей через применение инженерных технологий в медицине.

Задачи:

1.                     Познакомить учащихся с основными направлениями кибермедицины: протезированием и реабилитацией больных после различных травм и заболеваний.

2.                     Научить созданию моделей статичных инплантов с использованием 3D принтера, фрезерного станка ЧПУ, 3D сканера.

3.                     Сформировать опыт организации и управления микро-медицинской организацией через создание схем взаимодействия, карт экономических связей, оргдеятельностную игру.

4.                     Сформировать опыт создания и управления малым инновационным предприятием.

         Основная образовательная задача для обучающихся - создание и осуществление деятельности микро-организаций в сфере кибермедицины.

Программа состоит из двух модулей, в каждом из которых учащийся постепенно осваивает практики протезирования и реабилитации людей через применение инженерных технологий.

Модуль 1. "Киберполиклиника".

Деятельность в первом модуле начинается с изучения потребностей медицинского рынка. Источники: сеть Интернет, личные связи, стомат- и другие поликлиники. Формируется кейс потребностей медицинского рынка. На основе этого командами "Киберполиклиник" разрабатывается и изготовляется изделие, экспертируется специалистами, апробируется. В случае удачного исполнения, ставится на поток. В определенные моменты подключаются сетевые партнеры, грантовая поддержка, в дальнейшем, когда уровень изделий будет высокого качества, Фонд поддержки предпринимателей. Далее цикл повторяется.

Тематические рабочие группы: менеджеры, медики, техники и др.

При численности группы 15 человек, все участники объединяется в три поликлиники по 5 человек и определяются в направлении медицинской деятельности. Это может быть "Киберстоматология", "Киберортопедия" и т.д.

Роли могут распределяться следующим образом:

медик - технолог - за соответствие формы изделия и материалы;

медик - программист - IT-программы для изготовления изделия;

медик - руководитель "Киберполиклиники" - менеджер, координатор, отвечает за взаимодействие с внешними и внутренними партнерами. Ищет тех, кто уже занимается какой-то деятельностью и вписывается в деятельность поликлиники;

медик - физиолог - отвечает за физиологический аспект изделия;

медик - инженер - отвечает за правильность расчетов, если например будет организована "Киберортопедическая поликлиника".

На протяжении модуля ученики исполняют посильные заказы.

Второй модуль "Малое инновационное предприятие".

Основная образовательная задача: Организовать и осуществлять деятельность по исполнению заказов частных и городских медицинских учреждений.

Деятельность учащихся в рамках Малого инновационного предприятия более самостоятельна и осуществляется на базе организаций-партнеров.

Участники рабочих групп изучают запросы клиентов (медицинских организаций), делают прогноз продаж, планируют основную деятельность, потребность в материалах, взаимодействуют с поставщиками, разрабатывают новые продукты, изготавливают и реализуют продукцию.

Ученики,  зарекомендовавшие себя в высоком уровне исполнении заказов медицинских учреждений, исполняют роль ответственных исполнителей, сотрудников в реальном медицинском кабинете.

Все команды между собой обмениваются результатами работы на каждом этапе программы.

Партнеры: медицинский институт СурГУ, стоматологии, городские и частные поликлиники, производители материалов.

Уровень программы – базовый. Программа закладывает у обучающихся аналитические, коммуникационные, информационные, социальные, инженерные компетентности.

Реализация программы осуществляется через два интенсивных модуля по 40 часов, которые проходят в период каникулярных лагерей осенью и весной. Программа рассчитана 80 часов в год.

Формы оценивания

- компетентностные испытания в рамках модуля "Киберполиклиника";

- анализ качества изготовленных продуктов экспертами, клиентами;

- выполнение проектных работ и оценка качества выполнения экспертами.

Образовательные форматы

- иммитационно-деятельностная игра "Киберполиклиника" (киберстоматология, киберортопедия и т.д.);

-          малое инновационное предприятие.

Техническая платформа

1.                     Компьютер (Процессор i5, Win7, видеопроцессор (не ниже GeForce GTX500, ATI HD6000), оперативная память 2 ГБ, HDD 250 ГБ)

2.                     Программное обеспечение КОМПАС-3D

3.                     Проектор

4.                     3D принтер PICASO DESIGNER

5.                     3D ручка

6.                     3D сканер

7.                     PLA пластик

8.                     2D принтер струйный цветной

9.                     Фрезерный станок ЧПУ

Основные образовательные технологии

В данной программе учащимся предлагается пройти практику специалистов в медицинской области, которые также владеют инженерными технологиями, обучиться 3D-проектированию и моделированию, освоить печать на 3D принтерах, научиться создавать собственные проекты в формате имитационных модулей. Программа включает обучающихся в практики создания искусственно-технических объектов, построенных по законам природы и используемых для оздоровления, реабилитации и комфортности жизни человека. Программа предполагает формирование базовых представлений о конструировании, моделировании и техническом воплощении идей. Важная характеристика программы заключается в том, что учащимся предоставляется возможность применить инженерные технологии на благо других людей и реализовать свой творческий потенциал.

Описание содержания и структуры модулей программы

Модуль 1. "Киберполиклиника".

Образовательная задача модуля:

 Придумать и организовать деятельность "Киберполиклиники".

Учебная задача модуля:

Сформировать понятия об основных направлениями кибермедицины: протезировании и реабилитации больных после различных травм и заболеваний, получить опыт создания моделей статичных инплантов с использованием 3D принтера, фрезерного станка ЧПУ, 3D сканера.

Тематические рабочие группы:

Тематические рабочие группы: менеджеры, медики, техники и др.

Формат: иммитационно-деятельностная игра.

Программа модуля.

Образовательная форма	Игровая форма	Тема	Кол-во часов
2-й этап: «Новичок»
Проблемная лекция	Вне игровых форм	Лекция о кибермедицине. Когда человек перестанет быть человеком	2
Формирование тематических групп.	Создание рабочих групп моделирующих работу киберполиклиник	Киберстоматология или...	1
Работа тематических групп	Рабочие совещания работников "Киберполиклиник"	Выделение основных характеристик и направлений работы "Киберполиклиники", разработка схемы деятельности	2
Лекция - презентация	Вне игровых форм	Протезирование и реабилитация. Вчера. Сегодня. Завтра.	1
Экскурсия в медицинский институт СурГУ	Ознакомление с партнерами	Применения имплантантов для человека	1
Практическая работа	Работа в 3D мастерской	Разработку компьютерной модели и изготовление имплантата	3
		Итого:	10
2-й этап: «Профессионал»
Лекция - презентация	Вне игровых форм	Опорно-двигательный аппарат. Протезирование суставов и реабилитация	2
Работа тематических групп	Рабочие совещания работников "Киберполиклиник"	Обсуждение идей выполнения заказа	2
Практическая работа	Работа в 3D мастерской	Изготовление сустава по заданию заказчика. Сборка имплантата.	2
Выставка и выступления команд	Презентация своих разработок, способов и особенностей исполнения заказа.	Использование профессиональных инструментов	2
		Итого:	8
		Всего:	18

Модуль 2: «Малое инновационное предприятие»

Образовательная задача модуля: создание малого инновационного предприятия в условиях современного рынка. Повышение уровня квалификации в области работы с 3D  оборудованием и программами для 3D моделирования.

Учебная задача модуля: Проектирование сложных моделей, работа с профессиональным оборудованием, изучение других программных сред обработки 3D моделей. Изучение свойств материалов для 3D печати.

Тематические рабочие группы:

менеджеры, медики, техники, инженеры, физиологи и др.

Формат: иммитационно-деятельностная игра.

Программа модуля

Образовательная форма	Игровая форма	Тема	Кол-во часов
Установочное сообщение педагога	Принцип работы малого инновационного предприятия. Распределение обязанностей и функций рабочих групп.	Суть работы. Варианты развития. Формирование заказов. Способы увеличения производительности.	3
Работа тематических групп	Организация работы отделов. Прием заказов. Составление технического задания.	Составление технического задания. Подготовка и сбор материалов для составления 3D модели. Проектирование	6
Работа отделов	Семинар по разработке собственных моделей, усовершенствование готовых моделей, новые технические и творческие решения при создании 3D моделей.	Создание и настройка сложных 3D моделей. Вывод на печать.	5
Индивидуальные и групповые консультации		Особенности при печати сложных объектов. Обработка деталей.
Индивидуальная и командная работа	Создание готового объекта от описания идеи до печати .	Анализ полученных моделей. Прайс. Тест усвоения.	3
Проведение опроса клиентов	Проведение исследования мнения о деятельности предприятии	Уровень удовлетворенности партнеров деятельностью предприятия	2
Подведение итогов . Защита проектов.	Создание бизнес-плана. Выступления отделов с собственными проектами	Защита индивидуальных и групповых проектов. Выводы. Перспективы развития.	3
		Итого:	22

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Для учителя

1. ADEM CAD/CAM/TDM. Черчение, моделирование, механообработка./Авторы: Быков А.В., Силин В.В., Семенников В.В., Феоктистов В.Ю. – СПб.: БХВ-Петербург,2003.- 320с.

2.   Документация по модулю ADEM CAD. CD «ADEM 7.0 Super Light» Copyright. 2002 Omega ADEM Technologies Ltd.

3.   Пантюхин П.Я., Быков А.В., Репинская А.В. Компьютерная графика. В 2-х частях. Часть 1: Учебное пособие.- М.:ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2006.-88с.

4.   Селезнев В.А. Оценка эффективности обучения работе с пакетами прикладных программ на персональном компьютере. В сб. Технологическое образование: состояние, проблемы перспективы: материалы международной научно-практической конференции, 20 марта 2007 г. Под общей ред. М.В.Ретивых, Т.А.Николаевой. – Брянск: Изд-во БГУ, 2007 г.  – с. 205-209.

5.  СD. ADEM 7.0 Super Light. Omega ADEM. Technologies Ltd/

6. http://luckyea77.livejournal.com/307509.html

7. http://denta-imidzh.ru/services/protezirovanie/

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Для ученика

1.  Черчение: Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений / Под ред. проф. Н.Г.Преображенской. – М.: Вентана-Граф, 2005. – 336с.

2.   Пантюхин П.Я., Быков А.В., Репинская А.В. Компьютерная графика. В 2-х частях. Часть 1: Учебное пособие.- М.:ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2006.-88с.

3. Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ Учебное пособие, 1999, 278 с.

4. http://luckyea77.livejournal.com/307509.html

5. http://studme.org/49908/marketing/uroven_udovletvorennosti_klientov#502

6. http://vseoperacii.com/oda

7. http://denta-imidzh.ru/services/protezirovanie/

Список использованной литературы:

1.     Летний образовательный отдых детей в рамках компетентностного подхода: Методическое пособие. А.А. Попов, П.П. Глухов, Г.М. Луппа, О.А. Попова, -М.:ЛЕНАНД, 2016

2.     Образовательные программы и элективные курсы компетентностного подхода. А.А. Попов, Изд.3, испр.- М: ЛЕНАНД, 2015

3.     Открытая модель дополнительного образования региона / Коллективная монография  / Под научной редакцией Попова А.А., Прокуровской И.Д. М.: ООО «ДОД», 2008

4.     Информационно-коммуникационные технологии: учебно-методическое пособие / авт.-сост.: П. В. Волков, Е. Е. Григорьева, Л. В. Исламгалеева, Т. А. Орехова. – 4-е изд. – Челябинск: МБОУ ДПО УМЦ, 2014. – 140 с.

5.     Эффективное использование программы 3D-моделирования Google SketchUp в образовательном процессе: учебно-методическое пособие / авт.-сост.: М. Н. Полунина, Ю. Н. Феофанова, Е. А. Антонова, Л. Р. Назырова. – Челябинск: МБОУ ДПО УМЦ, 2013. – 100 с.