Современные цифровые технологии обучения школьников на примере использования 3D-моделирования.

Современные цифровые технологии обучения школьников на примере использования 3D-моделирования.

Торохтунова Екатерина Николаевна,

учитель информатики

МКОУ Архиповская СОШ

Россошанского муниципального района Воронежской области

E-mail: Torohtunova@yandex.ru

Телефон: 8(920) 402 18 15

Аннотация: использование современных информационно-коммуникационных технологий, 3D-технологии, приемов трехмерной графики методом 3Dмоделирования в образовательном процессе позволяет развивать современные компетенции учащихся, развивать интерес к техническим профессиям.

Ключевые слова: 3D-моделирование, трехмерная графика, обучение, профориентация, межпредметные связи.

Необходимость в талантливых, хорошо подготовленных кадрах, способных к решению постоянно возникающих новых задач, психологически устойчивых к скорости изменений современного информационно-коммуникационного пространства, становится все более очевидной. По данным Ассоциации инженерного образования дефицит квалифицированных инженерных кадров в России составляет несколько десятков тысяч человек. Подготовка таких специалистов – важнейшая задача современной образовательной системы. Может ли современная образовательная организация решить сложившуюся проблему? Современная школа – это современный учитель, владеющий современными технологиями обучения детей. Использование современных информационных технологий, в том числе 3D-моделирования, может дать дополнительные возможности для профессиональной ориентации школьников и для повышения уровня их готовности к профессиональному самоопределению в области технических профессий. Для развития современных компетенций в нашей школе в 2019 году был открыт Центр образования цифрового и гуманитарного профилей «Точка роста».

Еще К.Д. Ушинский заметил: «Детская природа требует наглядности», поэтому современные компьютерные технологии предоставляют огромные возможности для развития процесса образования.

Мультимедийные, интерактивные, мобильные и 3D-технологии создали Digital мир с новыми видами коммуникаций. Цифровая среда стала привычной для современных детей. Поколение Z с раннего детства интегрировано в цифровую среду. Для них всё физическое существует в цифровом эквиваленте - реальный и виртуальный мир неотделимы. Обучение и развитие напрямую зависят от интернета и учителям важно помнить, что это поколение, которое не только испытает, но и будет пользоваться в обычной жизни нанотехнологиями, трехмерной печатью и беспилотными автомобилями. Они будут владеть профессиями, названия которым еще не придуманы. Они с легкостью осваивают технологии и не представляют мир без digital. Поэтому им нужно не передавать теоретические знания, а научить исследовать и познавать мир. В будущем будет цениться не то, что люди уже знают, а то, что нового они смогут узнать и применить в работе и жизни.

С одной стороны, современные ученики отличаются от обучающихся предыдущих поколений, а значит нужно понимать, что их следует по-другому учить, иначе воспитывать. Понимание необходимости переориентировать детей на продуктивную образовательную деятельность, образовательные потребности учеников побуждают учителя к поиску нового педагогического подхода к обучению.

С другой стороны, обучающимся придется выйти в постоянно меняющуюся жизнь и научиться действовать и меняться вместе с ней. В связи с этим дети уже с первых этапов обучения должны уметь использовать инновационные средства и приемы обучения: интерактивную доску, VR-технологии, 3D-технологии, робототехнику.

Прежде всего, технологическое образование дает широкую возможность использования инновационных технологий. Знакомясь с 3D-технологиями, школьники могут получить навыки работы в современных автоматизированных системах проектирования, навыки черчения в специализированных компьютерных программах, которые являются международным языком инженерной грамотности. Кроме того, школьники могут познакомиться с использованием трехмерной графики в различных отраслях и сферах деятельности современного человека, с процессом создания при помощи 3D-графики виртуальных миров, с современной российской системой трехмерного моделирования. Учащиеся обычно с интересом выполняют задания, наблюдают, как из объемной модели, получается проекционный чертеж. При этом дети знакомятся с различными профессиями, т.е. возможно проводить раннюю профориентацию. Также вызывает интерес у детей работа с разнообразными программами (Автокад, Архикад, 3D-Макс, дизайн интерьера 3D), открываются возможности их использования в проектной деятельности. Проекты дети выполняют не только в классе, но и организуется удаленная работа над групповыми проектами, презентации демонстрируют в классе.

Во ФГОС 3 поколения по информатике только на углубленном уровне (5-9 классы) можно увидеть моделирование и его использование для решения учебных и практических задач. В нашей школе мы выделили 3D-моделирование в дополнительное образование и отвели на его преподавание 4 часа. Дети занимаются во внеурочное время в программе «Blender». «Blender» - это профессиональное свободное и открытое программное обеспечение для создания трёхмерной компьютерной графики, включающее в себя средства моделирования, скульптинга, анимации, симуляции, рендеринга, постобработки и монтажа видео со звуком, компоновки с помощью «узлов» (Node Compositing), а также создания 2D-анимаций.

Обучающиеся самостоятельно строят простейшие модели.

Возможно ли применение этой технологии при изучении других школьных дисциплин? Да, возможно!

На уроках биологии - для наглядности при изучении нового материала. Например, если рассматривать модель желудка в разрезе, то можно выделить несколько слоев: внутренний слой – это слизистая оболочка, а также подслизистая. Они отвечают за выработку ферментов и желудочного сока, всасывание некоторых веществ. Средний слой – это мышечный слой. Его назначение – сокращение стенок, перетирание и перемешивание пищи. Внешний слой желудка называется серозным слоем. Описывая внутреннее строение желудка, учитель ставит проблемный вопрос о значимости каждого слоя, о взаимодействии клеток каждого слоя между собой. Для учеников такие вопросы становятся легкими, так как каждая клеточка модели желудка имеет объем, и взаимозависимость одних клеток от других наглядно прослеживается с помощью 3D модели желудка. Для проверки домашнего задания и закрепления пройденного материала. Таким образом, 3D модель желудка является опорным конспектом для ученика при ответе. Материал, изложенный в такой форме, запоминается быстрее, чем на традиционных уроках и в конечном итоге приводит к более высокому уровню усвоения знаний.

В курсе географии важно сформировать у учащихся точные представления о географических объектах, процессах, происходящих в природе и их последствиях. Так, например, рассматривая тему «Литосфера. Движение земной коры. Землетрясения», учащиеся не могут в полной мере представить эти процессы даже с помощью иллюстраций, слайдов. А такой процесс, как движение земной коры увидеть, возможно, только с помощью 3D моделирования. Объёмная модель позволяет получить ясное представление о процессах, объектах окружающего мира, атмосферных явлениях, извержениях вулканов, цунами. Визуализация местности также возможна с использованием 3D-моделирования.

По геометрии - для визуализации геометрических объектов и решения задач, таких как пересечение линий и плоскостей; по информатике этой теме посвящен целый раздел «Моделирование и формализация».

На сегодняшний день, в сфере образования все шире и шире педагоги внедряют средства ИКТ. Задачи, которые могут быть достигнуты при эффективном использовании ИКТ в обучении:

• принцип наглядности и лучшего восприятия информации;

• принцип индивидуализации образования; расширяет спектр возможностей для интегрирования обучающихся с ОВЗ и разным уровнем подготовки в образовательном процессе, в том числе для развития одаренных детей;

• системность мышления обучаемого (умение видеть связь школьных предметов, систематизировать знания);

• поддержка всех видов познавательной деятельности обучающегося в приобретении знаний, развитии и закреплении навыков и умений.

Что получает ученик от использования 3D-технологий:

1. Развивают пространственное мышление, критическое мышление, творчество;

2. Включают обучающихся в активный процесс изучения;

3. Развитие конструкторских и дизайнерских идей, формирование важных для современного ребенка умений с помощью различных современных компетенций: Soft skills, Sketchfab и World Skills; знакомство с базовыми принципами инженерии;

4. Развитие мотивации и уверенности в себе.

Современное российское образование ориентировано на системно-деятельностный подход в обучении, заключающийся в стремлении научить ребенка учиться, сформировать личность с определенной гражданской и нравственной позицией, определенными ценностными установками.

Освоение 3D-технологий – это новый мощный образовательный инструмент, который может привить школьнику привычку для воплощения собственных конструкторских и дизайнерских идей. Эти технологии позволяют развивать межпредметные связи, открывают широкие возможности для проектного обучения, учат самостоятельной творческой работе. Приобщение школьников к 3D-технологиям «тянет» за собой целую цепочку необходимых знаний в моделировании, физике, математике, программировании. По мере появления новых профессий поколению Z необходимо уметь связывать знания из разных сфер и мыслить системно.

В нашей школе мы только начали осваивать данные технологии, но даже на этом этапе у детей уже неплохие успехи.

Современные учителя должны вдохновлять детей учиться на протяжении всей жизни, развивать и применять предпринимательские способности, создавать учебные задачи, которые найдут реальное применение.

Ученики выступают в роли искателей и создателей решений и ролей, которые помогут в любой профессии будущего.

Список использованной литературы:

1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (5-9 кл.).

2. Выштынецкий, Е. И., Кривошеев, А. О. Вопросы информационных технологий в сфере образования и обучения / Выштынецкий Е. И., Кривошеев А. О. // Информационные технологии. - 2008. - № 2. - С. 32-37.