Научная статья на тему 'ОБРАЗОВАТЕЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕГРАЦИИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И 3D-ПЕЧАТИ В ПРЕДМЕТ «ТЕХНОЛОГИЯ»'

ОБРАЗОВАТЕЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕГРАЦИИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И 3D-ПЕЧАТИ В ПРЕДМЕТ «ТЕХНОЛОГИЯ» Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
2
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
3D-печать / аддитивные технологии / прототипирование в образовательном процессе / подготовка учителей технологии / 3D printing / additive technologies / prototyping in educational process / training of technology teachers

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — С.В. Котов, А.М. Ташлык

В статье говорится о необходимости расширения интеграции 3D-печати и аддитивных технологий в образовательный процесс на всех уровнях. Анализ образовательных программ ведущих вузов, федеральной базы патентов в России указывает на потребность народного хозяйства в специалистах, владеющих технологиями 3D-печати, прототепирования и т. д. Перспективы описываемых в статье технологий основаны на тенденциях мирового рынка и напрямую связаны с возрастающим внедрением технологий 3D-печати в систему образования на уровне высших учебных заведений и общеобразовательных школ в каждом регионе. В статье описывается образовательно-исследовательская концепция учебной практики студентов по направлению подготовки 44.03.05 Технология и изобразительное искусство и программы занятий со школьниками АПП ЮФУ, которая была успешно апробирована в 2022–2023 гг. в Ростове-на-Дону. Основное внимание в исследованиях уделялось расширению знаний в области методики применения компьютерного моделирования и 3D-печати.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — С.В. Котов, А.М. Ташлык

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EDUCATIONAL AND RESEARCH CONCEPT FOR INTEGRATING COMPUTER MODELING AND 3D PRINTING INTO THE SUBJECT OF “TECHNOLOGY”

The article talks about the need to expand the integration of 3D printing and additive technologies into the educational process at all levels. An analysis of the educational programs of leading universities and the federal patent database in Russia indicates the national economy’s need for specialists proficient in 3D printing, prototyping technologies, etc. The prospects for the technologies described in the article are based on global market trends and are directly related to the increasing introduction of 3D printing technologies into the education system, at the level of higher educational institutions and secondary schools in each region. The article describes the educational and research concept of educational practice for students in the field of study 44.03.05 “Technology and Fine Arts” and the program of classes with schoolchildren of the APP SFU, which was successfully tested in 2021-2023 in Rostov-on-Don. The main focus of the research is on expanding knowledge in the field of techniques for using computer modeling and 3D printing.

Текст научной работы на тему «ОБРАЗОВАТЕЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕГРАЦИИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И 3D-ПЕЧАТИ В ПРЕДМЕТ «ТЕХНОЛОГИЯ»»

18. Сорокопуд Ю.В. Подготовка преподавателей высшей школы в процессе реализации ФГОС ВПО нового поколения. Вестник университета. 2012; № 6: 284-287.

19. Rabadanova R.S., Kagosyan A.S., Karmanova Zh.A., Rabadanova Z.M., Titov V. Motivational support as a factor of formation of students' professional competence in the conditions of digitization of education. Política e Gestäo Educacional. 2022; Т. 26, № S2.

References

1. Ob obrazovanii v Rossijskoj Federacii. Zakon Rossijskoj Federacii, 1992. Available at: https://base.garant.ru/5227810/53f89421bbdaf741eb2d1ecc4ddb4c33/

2. O nekotoryh voprosah sovershenstvovaniya sistemy vysshego obrazovaniya». Ukaz Prezidenta Rossijskoj Federacii ot 12 maya 2023 g. № 343. Sobranie zakonodatel'stva RF ot 15.05.2023 № 20, st. 3535. Available at: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202305120005

3. Luneva Yu.B., Vaganova O.I., Smirnova Zh.V. Praktiko-orientirovannyj podhod v professionalem obrazovanii. Innovacionnaya 'ekonomika: perspektivy razvitiya i sovershenstvovaniya. 2018; № 6 (32): 122-126.

4. Zeer 'E.F. Problemy modernizacii professional'nogo i professional'no-pedagogicheskogo obrazovaniya: panoramnyj podhod. Professional'noe obrazovanie i rynok truda. 2022; № 2: 13-21. Available at: https://doi.org/10.52944/

5. Semenko I.E. Modernizaciya sistemy obrazovaniya: osnovnye problemy i perspektivy. Moskovskij 'ekonomicheskijzhurnal. 2021; № 11: 529-535.

6. Zeer 'E.F., Symanyuk 'E.'E. Teoretiko-prikladnye osnovaniya personalizirovannogo obrazovaniya: perspektivy razvitiya. Pedagogicheskoe obrazovanie v Rossii. 2021; № 1: 17-25.

7. Zeer 'E.F., Symanyuk 'E.'E. Formirovanie personalizirovannyh nejroobrazovatel'nyh rezul'tatov uchebnoj deyatel'nosti u obuchayuschihsya v professional'noj shkole. Izvestiya Ural'skogo federal'nogo universiteta. Seriya 2: Gumanitarnye nauki. 2021; № 3: 124.

8. Davletshin R.R. Tendencii razvitiya vysshego obrazovaniya v Rossii. Molodoj uchenyj. 2023; № 42 (489): 94-96. Available at: https://moluch.ru/archive/489/106903/

9. Emec L.G., Solov'eva N.V., Sorokopud Yu.V. Podgotovka pedagogov k primeneniyu nejrodidakticheskogo podhoda pri rabote s det'mi, imeyuschimi trudnosti v obuchenii. Mir nauki, kul'tury, obrazovaniya. 2023; № 6 (103): 405-408.

10. Darinskaya L.A., Molodcova G.I., Dautova O.B., Ignat'eva E.Yu., Os'kina A.N. Pedagogika vysshejshkoly. Moskva: Knorus, 2024.

11. Yarychev N.U., Emel'yanova I.E., Dudaev G.S.H. Specifika pedagogicheskogo obscheniya prepodavatelya vysshej shkoly v usloviyah realizacii gibridnogo obucheniya. Mir nauki, kul'tury, obrazovaniya. 2023; № 3 (100): 298-300.

12. Erina I.A., Pozdnyakova I.R., Sorokopud Yu.V. Sovremennye tendencii razvitiya sistemy obrazovaniya Rossijskoj Federacii. Mir nauki, kul'tury, obrazovaniya. 2021; № 6 (91): 313-315.

13. Igropulo I.F., Semina I.S., Sorokopud Yu.V. i dr. Ispol'zovanie metodologii tyuninga pri proektirovanii magisterskih programm po pedagogicheskomu obrazovaniyu. Vestnik universiteta. 2014; № 2: 235-238.

14. Karaseva L. Pochemu buduschee obrazovaniya - za 'ekosistemami. Available at: https://trends.rbc.ru/trends/education/6027f56f9a794723de4d1b347fromFcopy

15. Erina I.A., Magin V.A., Zhdanova S.N. Specifika organizacii obrazovatel'nogo processa v sovremennyh vuzah v usloviyah cifrovizacii obrazovatel'noj sredy. Mir nauki, kul'tury, obrazovaniya. 2022; № 3 (94): 206-208.

16. Vovk E.V., Savchenko L.V. Innovacionnyj harakter razvitiya izdatel'skogo dela na sovremennom 'etape. 'Ekonomicheskie issledovaniya irazrabotki. 2018; № 9: 6-10.

17. Zeer 'E.F., Rezer T.M., Symanyuk N.V. Transformaciya funkcij prepodavatelej vysshej shkoly v usloviyah neopredelennosti: postanovka problemy. Obrazovanie i nauka. 2023; T. 25, № 5: 12-48.

18. Sorokopud Yu.V. Podgotovka prepodavatelej vysshej shkoly v processe realizacii FGOS VPO novogo pokoleniya. Vestnik universiteta. 2012; № 6: 284-287.

19. Rabadanova R.S., Kagosyan A.S., Karmanova Zh.A., Rabadanova Z.M., Titov V. Motivational support as a factor of formation of students' professional competence in the conditions of digitalization of education. Política e Gestäo Educacional. 2022; T. 26, № S2.

Статья поступила в редакцию 21.03.24

УДК 378

Kotov S.V., Doctor of Sciences (Political Studies), Professor, Head of Department of Technologies and Professional-Pedagogical Education,

Academy of Psychology and Pedagogics, Southern Federal University (Rostov-on-Don, Russia), E-mail: cat0016@yandex.ru

Tashlyk A.M., postgraduate, Academy of Psychology and Pedagogics, Southern Federal University (Rostov-on-Don, Russia), E-mail: elmos161@mail.ru

EDUCATIONAL AND RESEARCH CONCEPT FOR INTEGRATING COMPUTER MODELING AND 3D PRINTING INTO THE SUBJECT OF "TECHNOLOGY".

The article talks about the need to expand the integration of 3D printing and additive technologies into the educational process at all levels. An analysis of the educational programs of leading universities and the federal patent database in Russia indicates the national economy's need for specialists proficient in 3D printing, prototyping technologies, etc. The prospects for the technologies described in the article are based on global market trends and are directly related to the increasing introduction of 3D printing technologies into the education system, at the level of higher educational institutions and secondary schools in each region. The article describes the educational and research concept of educational practice for students in the field of study 44.03.05 "Technology and Fine Arts" and the program of classes with schoolchildren of the APP SFU, which was successfully tested in 2021-2023 in Rostov-on-Don. The main focus of the research is on expanding knowledge in the field of techniques for using computer modeling and 3D printing.

Key words: 3D printing, additive technologies, prototyping in educational process, training of technology teachers

С.В. Котов, д-р полит. наук, проф., зав. каф. технологии и профессионально-педагогического образования Академии психологии и педагогики

Южного федерального университета, г. Ростов-на-Дону, E-mail: cat0016@yandex.ru

А.М. Ташлык, аспирант, Академия психологии и педагогики Южного федерального университета, г. Ростов-на-Дону, E-mail: elmos161@mail.ru

ОБРАЗОВАТЕЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕГРАЦИИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И SD-ПЕЧАТИ В ПРЕДМЕТ «ТЕХНОЛОГИЯ»

В статье говорится о необходимости расширения интеграции 3D-ne4a™ и аддитивных технологий в образовательный процесс на всех уровнях. Анализ образовательных программ ведущих вузов, федеральной базы патентов в России указывает на потребность народного хозяйства в специалистах, владеющих технологиями 3D-пeчати, прототепирования и т. д. Перспективы описываемых в статье технологий основаны на тенденциях мирового рынка и напрямую связаны с возрастающим внедрением технологий 3D-пeчати в систему образования на уровне высших учебных заведений и общеобразовательных школ в каждом регионе. В статье описывается образовательно-исследовательская концепция учебной практики студентов по направлению подготовки 44.03.05 Технология и изобразительное искусство и программы занятий со школьниками АПП ЮФУ, которая была успешно апробирована в 2022-2023 гг. в Ростове-на-Дону. Основное внимание в исследованиях уделялось расширению знаний в области методики применения компьютерного моделирования и 3D-пeчати.

Ключевые слова: 3D-ne4aTb, аддитивные технологии, прототипирование в образовательном процессе, подготовка учителей технологии

Актуальность темы данного исследования определяет ожидающийся мировой рост использования 3D-печати в промышленности и образовании (среднегодовой темп более 11%) за счет массового внедрения технологий 3D-печати и моделирования (С.В. Белов, ПЮ. Кушнерева, РФ. Салахов, Т.Н. Суворова и др.). К настоящему времени в отечественной педагогике проблема целесообразности применения 3D-печати в общеобразовательной школе рассмотрена в работах многих ученых:

- проблеме использования 3D-принтера во внеурочной деятельности школьников посвящены работы И.С. Половко, А.М. Рытова, Е.В. Игониной, Л.А. Липницкого, В.В. Зеленцова, В.С. Заседатель, А.П. Сябренко и др.;

- принцип использования 3D-печати в лабораторных работах школьников и интеграции 3D-печати в подготовку студентов инженерных специальностей и будущих дизайнеров описан в трудах РФ. Салахова [1];

- необходимость применения аддитивных технологий с целью развития наглядности, мотивации и вовлеченности учащихся представлены в трудах М.А. Гриц, И.С. Головко [2; 3];

- 3D-технолоrию Л.А. Липницкий относит к активным методам обучения, направленным на активизацию исследовательской деятельности учащихся [4];

- принцип метапредметности в образовательном процессе также может быть обеспечен 3D-технолоrиями [5].

Вышеприведенный анализ научных исследований и существующие педагогические практики интеграции 3D-технологий в образовательный процесс в вузах и общеобразовательных школах позволил выявить существующие на сегодняшний день противоречия:

- между требованием внедрения элементов цифровизации и робототехники в обучение школьников и студентов вузов;

- между необходимостью развивать навыки прототепирования и моделирования с применением 3D-технологий и готовностью учителей общеобразовательной школы к данному виду образовательной деятельности;

- между необходимостью внедрения 3D-технологий в обучение школьников и отсутствием педагогических условий и достаточно разработанного научно-методического обеспечения интеграции данного процесса в обучение школьников.

За основу исследования был взят успешный опыт российских вузов и образовательных организаций по внедрению описываемых в статье технологий 3D-печати в образовательный процесс.

Цель нашей статьи заключается в презентации разработанной образовательно-исследовательской концепции обучения моделированию и 3D-печати и опыта внедрения в программу обучения школьников в рамках учебной практики студентов по направлению подготовки 44.03.05 Технология и изобразительное искусство.

Задачи исследования: определить 3D-печать как перспективную образовательную стратегию в России в рамках цифровизации и развития новых направлений народного хозяйства; проанализировать внедрения 3D-печати и моделирования в практику образовательных организаций; разработать образовательно-исследовательскую концепцию обучения моделированию и 3D-печати во взаимодействии вуз - школа; провести исследование внедрения концепцию обучения моделированию и 3D-печати во взаимодействии вуз - школа.

В ходе исследования применялись следующие методы: изучение научной и методической литературы по проблематике исследования; анализ опыта применения 3D-печати и моделирования в образовательных организациях и отраслях народного хозяйства; дизайн образовательной программы; технико-технологическая интеграция приборов 3D-печати в образовательный процесс; метод проектов в организации процесса обучения школьников; сбор данных по результатам исследования и статистическая обработка.

Научная новизна статьи заключается в том, что в ней описаны принципы реализации образовательно-исследовательской концепции интеграции 3D-печа-ти во взаимосвязи вуз - школа.

Теоретическая значимость заключается в том, что в статье предложена образовательно-исследовательская модель интеграции 3D-технологий в обучение школьников через подготовку будущих учителей технологии в рамках бакалавриата и реализации разработанной программы обучения школьников: теоретически обоснованы технология, методы и технологические аспекты 3D-моделирования, которые способны влиять на формирование и развитие данной компетенции у школьников.

Практическая значимость состоит в анализе опыта успешного использования 3D-технологий в образовательном процессе на примере взаимодействия конкретного вуза и школы.

Анализ патентных публикаций инновационной 3D-печати показал бурный рост за рубежом в период с 1990-х годов, а настоящий всплеск приходится на последние 5 лет во всех отраслях экономики. Также в рамках исследования была проанализирована база ФИПС Российской Федерации. Категориями поиска стали ключевые слова «аддитивная технология», «Ж-печать», и «31>принтер». За последние 5 лет были выявлены следующие показатели:

- 334 патента РФ на изобретения;

- 110 - о полезных моделях аддитивных технологий;

- 75 - о программах для ЭВМ;

- 11 баз данных АТ [6].

Большинство изобретений, согласно сайту ФИПС, принадлежит крупнейшим инновационным центрам и ведущим вузам страны, среди которых Росатом, Ростех, МГУ, МИФИ, МФТИ, Бауманка и СпбГУ, а также такие университеты, как «Университет Иннополис», Белгородский государственный технологический университет им. В.Г Шухова, Дагестанский государственный технический университет и т. д.

Также анализ патентов на сайте ФИПС позволил выделить следующие направления: технологические процессы и транспортирование; химия и металлургия; текстиль и бумага; строительство и горное дело; машиностроение; освещение; отопление; удовлетворение жизненных потребностей человека» и т. д. [6] Особый интерес вызывают аддитивные технологии (1) в металлах (в аэрокосмической области: например, 3D-печать задействована в изготовлении деталей двигателей из жаростойких сплавов и газотурбинных двигателей, способна создать детали практически любой геометрии); (2) в строительстве (создание конструкционных материалов и композитов); в медицине и стоматологии (персонифицированный подход к изготовлению необходимых корпусов с использованием аддитивных технологий для каждого конкретного пациента) [7].

Перспективы 3D-печати на мировом рынке напрямую связывают с использованием данной технологии в общем и высшем образовании. Предполагают, что в период с 2023 по 2028 гг использование 3D-печати в образовании во всем мире

продемонстрирует среднегодовой темп роста в 11,6%. Основными движущими силами станет растущее внедрение технологий 3D-печати в систему образования, в том числе на платформах онлайн-обучения [8]. Отдельно отмечается, что ожидается более высокий рост использования технологии 3D-печати в учебной программе дошкольного образования, что позволит улучшить творческие способности будущих школьников и студентов, а также их практические знания и умения. В основе такой революционной стратегии образования - государственные инвестиции технологии в 3D-печати для образовательных учреждений в каждом регионе. Самый высокий рост ожидается в области моделирования методом на-плавления, так как этот метод в силу его простоты легче всего использовать для моделирования среди школьников, которые изучают систему автоматизированного проектирования [9].

Вышеприведенный анализ указывает на то, что в ближайшее время актуальность и востребованность 3D-печати и аддитивных процессов будет возрастать в мире и в России, что требует повсеместного внедрения данной технологии в образовательную программу общеобразовательной школы, а следовательно, обеспечение и подготовку учителей технологии необходимыми знаниями и навыками для использования зD-печати в школьной программе, создать необходимую инфраструктуру в школах и вузах, квалифицированный персонал и техническую поддержку, обеспечить аппаратное и программное обеспечение. Использование технологии 3D-печати в школьной образовательной программе позволит развить любознательность и интерес к обучению у школьников, станет необходимым инструментом для воплощения идей школьников в жизнь: учащиеся смогут преобразовать свои идеи в конкретные объекты, развивать свое воображение, креативное и дизайн-мышление, раньше начнут думать о будущей профессии и т. д.

По мнению Кушнеревой ГЮ., внедрение технологии 3D-печати в школьную программу позволит создать современные условия практического обучения, развить у учащихся творческие способности к решению задач, сделают образовательный процесс увлекательным, привнесет в учебу элемент удовольствия от учебной деятельности [10].

В России признается недостаток цифровизации в школах и вузах в отношении применения технологии компьютерного моделирования и 3D-печати [11]. Несмотря на свой высокий потенциал для обучения [12], эти технологии слишком медленно проникают в школьную образовательную среду [13].

Результаты исследований по внедрению технологии 3D-печати показывают, что инновации в образовании успешно применяются и приносят образовательную пользу только в том случае, если они вызывают признание и мотивацию среди учащихся и учителей, последние должны быть достаточно компетентными для реализации инновационных педагогических решений [14].

Общеизвестной проблемой при внедрении образовательных инноваций в обучение является проблема переноса теоретических знаний в учебную практику [15]. Это также относится к компьютерному моделированию и 3D-печати как инновациям в преподавании предмета «Технология». Описываемое далее исследование предлагает тестирование действующей программы обучения школьников на основе полученных данных.

С 2017 года в России существует проект «Кванториум», своего рода технопарк, хайтек-цех и мастерская в одном здании, где есть 3D-принтеры и сканеры, оборудование для лазерной резки, станки с числовым программным управлением и т. д. Здание позволяет проводить занятия со школьниками и студентами, во время которых они могут получить практические навыки в моделировании и изготовлении прототипов, макетов, механических и полноценных частей изделий. Для достижения этой цели в г. Ростов-на-Дону кафедра технологии и профессионально-педагогического образования АПП ЮФУ совместно с Кваториумом г. Ростова-на-Дону разработали концепцию обучения моделированию и 3D-печа-ти, учебные материалы, которые принимаются и воспринимаются школьниками и будущими учителями предмета «Технология» как мотивирующие учащихся школ и студентов к учебному процессу. В рамках исследования перспектив внедрения моделирования и 3D-печати в школьную программу был изучен опыт студентов АПП ЮФУ по направлению подготовки 44.03.05 Технология и изобразительное искусство в отношении мотивации и успешности обучения, а также качества и признания необходимости внедрения данной технологии общеобразовательную школьную программу обучения. С этой целью были сформулирован следующие исследовательские вопросы:

1. Как использование 3D-печати на уроках технологии влияет на мотивацию и самооценку студентами успешности обучения?

2. Какие аспекты концепции обучения с использованием 3D-печати на уроках технологии со школьниками были эффективны (на основе данных оценки студентов и результатов обучения)?

Широко используемая при обучении учащихся школ технология 3D-вклю-чена в курс технических предметов как вспомогательная технология, которая требует процесса компьютерного моделирования как предварительного этапа создания объектов. Анализ применения данной технологии в школах многих стран подтверждает положительное влияние технологий 3D-печати на 1) вовлеченность учащихся [16], 2) эффективность усвоения преподаваемого контента [17], 3) более высокие академические результаты учащихся по сравнению с традиционными методами обучения [18], 4) развитие творческого и инновационного мышления [19], 5) развитие навыков дизайна [20]. Тем не менее в российских школах внедрение технологий 3D-печати все еще находится в зачаточном со-

стоянии и, как правило, реализуется за счет технологических центров ведущих вузов, Кванториумов, а также других технологических организаций. Таким образом, отмечается высокая потребность в квалификации преподавателей школ, наличии оборудования и учебных материалах, которые позволят учителям интегрировать данные технологии в учебный процесс на постоянной основе в рамках предмета «Технология» с выходом на межпредметные проекты (технология + информатика, технология + биология, технология + физика и т. д.). Таким образом, моделирование и 3D-печать представляют собой часть фундаментального естественно-научного образования и важны для понимания науки, работы экономического сектора, развития рынка труда. Следовательно, компетентность моделирования должна закладываться еще в школе [21]. Поскольку успешное применение процессов моделирования в естественно-научном образовании давно доказано (улучшаются когнитивные, метакогнитивные, социальные и эпистемологические навыки), успешность обучения также зависит от их интеграции в обучение в школе: учащиеся лучше понимают сложные явления, развивают глубокое мышление, углубляются в содержание обучения. Учащимся приходится пройти путь от дизайна модели до ее фактического проектирования.

В 2022 году программа внедрения компьютерного моделирования и 3D-печати в учебную практику студентов АПП ЮФУ по направлению подготовки 44.03.05 Технология и изобразительное искусство стартовал в небольшой группе студентов и школьников, посещающих занятия в Кванториуме г. Ростова-на-Дону. Образовательно-исследовательская концепция учебной практики студентов и программы занятий со школьниками была успешно апробирована в магистерских диссертациях и статьях магистрантов кафедры технологии и профессионально-педагогического образования ЮФУ. Основное внимание в исследованиях уделялось расширению знаний в области методики применения компьютерного моделирования и 3D-печати, составлению программы дополнительного обучения в рамках школьной дисциплины «Технология», практической реализации в средних и больших учебных группах. После внесения необходимых корректировок Образовательно-исследовательская концепция инновационного преподавания технологии была впервые интегрирована в обычную школьную программу в 2022-2023 гг. Полученные в ходе выполнения эмпирической части магистерского исследования и последующей интерации описываемой технологии результаты исследования, а также практический опыт реализации позволили получить оптимальные данные.

Цель проекта 2023-2025 гг. - разработать концепцию обучения предмета «Технология» и снабдить ее подробными методическими материалами (для учителей, студентов, учащихся инструкциями, чек-листами и пояснительными видеороликами), чтобы дисциплину могли преподавать студенты-педагоги и учителя обычных школ при наличии необходимого оборудования. Таким образом, результаты предварительного этапа исследования 2021-2023 гг. в аспекте разработки концепции и программы обеспечили внедрение компьютерного моделирования и 3D-печати в школьную программу. В предварительном исследовании приняли участие студенты бакалавриата АПП ЮФУ по направлению подготовки 44.03.05 Технология и изобразительное искусство учебной группе школьников в рамках проектных уроков по технологии для учащихся 9 классов в количестве 23 учеников. Несмотря на то, что некоторые частичные аспекты были изменены в обучении трех групп, основные элементы концепции обучения сохранились в следующей последовательности (рис. 1).

На первом этапе (введение в процесс моделирования) выполнено ознакомление студентов с 3D-принтером и программным обеспечением для моделирования. Затем предлагают ознакомиться с настоящим реальным объектом, после чего создаются визуальные материалы, такие как фотографии с использованием вспомогательных инструментов. На следующем этапе (цифровое моделирова-

Введение в процесс моделирования Морфология объекта моделирования Создание фото прототипа_

•Фаза моделирования •Цифровой конструктор модели •Определение частей объекта

•30-печать

•Последующая обработка •Обсуждение (критика) модели

•Оценка модели •Оценка данных

•Оптимизация образовательной концепции по предмету технология

Рис.1.Модельпроектапоразработкиобразовательно-исследовательской концепциивнедрения процессамоделирования и3D-печати

ние) моделируются части объекта группами студента с опорой на фотографии, а затем они собираются в полноценный цифровой объект. На этапе аналогового моделирования модели объектов распечатываются, и проводится постобработка и критика модели.

Предлагаемая часть концепции рассчитана на 10 занятий продолжительностью 90 минут (занятия 1-3 «Введение в 3D-печать и программное обеспечение», занятие 4 «Подготовка к моделированию», занятие 5-7 «Моделирование объекта», занятие 8 «Сборка частей модели», занятие 9 «Обработка», занятие 10 «Рефлексия»). Также процесс моделирования и 3D-печати снабжается пакетом 3D-графики (включая анимацию, симуляцию, рендеринг композитинг отслеживание движения, редактирование видео и т. д.), разрабатывается руководство и обучающий контент. Учитывая итеративное выполнение заданий проекта концепции в двух разных группах студентов, были использованы количественные методы исследования для прямого сравнения отдельных пунктов анонимного письменного опроса. В качестве исследуемых переменных были выбраны успех обучения, мотивация, а также принятие технологии и качества организации обучения. В данной статье обсуждается переменная внутренней мотивации, которая частично является важным фактором успеха в обучении. Для оценки достоверности данных об этой переменной использовалась краткосрочная шкала внутренней мотивации, для подтверждения соответствия измерению практической направленность была выбрана краткая версия Опроса внутренней мотивации, включающая12 пунктов, каладый изкоторыхотносится к четыремаспектам(ин-терес, пымпетннтпвсть.свободтчо^ора и довоении).сткжчиыролеловался тлро-сттлдлт оцинот олптятияеловоиозтч изтчесллаокгавизыетимбучения,оотоев1Й включал 14 вопросов по каждой схеме преподавания-обучения. Полученные в хтде анкевтровапив о ептолов длнныебылв ллeдстолтeнытoшкопeЛaëкмлы,е, также для каждого пункта были определены среднее значение и стандартное от-кпоноти е.

2,5

0,5

II

Я узнал немного Обучающая Я узнал немного объем мне не

о Зскечати в часть о проессе моделирования интересна

части обучения мотивировала компьютерного с данная

меня больше моделирования использованием технология

узнать о 3с1- на занятиях кмпьтерной

печати программы меня утомил

стало понятно и интересно об использовании рпограмнрго обеспечения для моделирования

Кте.О. ВыЛоркарезулттетевпермого этоыа чтырвенок образовательно-исследовательской концепции в соответствии тысрелсот лтмсениям пошыале Лотыырта

Результаты включали все три этапа занятий студентов со школьниками. Занятия пловодилвсь гюсмйоомотольновнрим ранмых труппок школсникон.Ив-гюнсвум мккетыи оврoтникч,cрyеыетыcaрюcтосрельнo оценпли^поср о ^немоя шоолосикыв, ормомовунил, а также лpиемыымoттьв качество ытгaноеaнпo абр-чения (рис. 2).

Кр aтсaяшкaлaсоyмтемнeйм отаоливи постоим ле<огудет,от-педагогал о ре-нить мотивацию школьников. В области интереса/удовольствия актуальными ртляютсо оовроты, сooсaсмуоcьуиyчaщвеыр загатия (1,71; ч = при 0,85, скорее, согласен) и было ли занятие интересным (1,67; s = 0,89, при 0,83, скорее, coглacенTBcpeднeа ныетрс гртааышгельникoв быот уыощытвовосы аоними учебными результатами на занятиях (1,82; s = 0,69; 0,67, скорее, согласен) и оце-иивалн сттзnaвыои модемкpoмониягак сеeимтщecтвовнo порошка (1,9В;знМ,е; при 0,58, скорее, согласен).

^ ч^мя ие^ого этасаосномнее внкмрниедаелялосп ч.щей nеaoьно-оти конямиоин oетслкся, чонорая paнeeрecяиpипеаacьвкaoлcтоe чтогтаммы дополнителыыге oИыкания.Тепирь, кода даичап йooциоl^г^я лыло внодоснав пpoфтльныenунртот пonexнoлoгиитаенкaтильным стекг■кам, валоым моводым стало то, что группы отметили, что они были рады узнать о 3D-печати и компью-тевиом моделириванои. Это чодтветыдасы (^^ю^г^й интыаеыyчдеиковр кыоcлтк данной технологии и формирует одно из главных условий успешного обучения. Пocлодыыщиeэтачыссэдимиoн обученир ЗО-дечатир колпьютыеoo-

го моделирования в рамках предмета технологии могут показать необходимость остнми зации и методических рекомендаций под потребности индивидуального подхода к обучению.

1,5

0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

мне кое-что

Библиографический список

1. Салахов РФ., Салахова РИ., Гаптраупова З.Н. Возможности 3Э-печаги в образовательном процессе. Филологические науки. Вопросы теории и практики. 2017; № 6-2 (72).

2. Гриц М.А., Дегтярева А.В., Чеботарева Д.А. Возможности 30-технологий в образовании. Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Красноярск: ФГБОУ ВО «Сибирский" государственный университет: науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева». 2015; Т. 2, №11: 925-927.

3. Головко И.С. Инженерное 3Э-моделирование и прототипирование в школе. Наука и образование: векторы развития. Современные тенденции развития школ-интернатов и коррекционных образовательных учреждений России: тезисы докладов Всероссийской конференции. Чебоксары, 2016: 266-271.

4. Липницкий Л.А., Пильгун Т.В. Аддитивные технологии и их перспективы в образовательном процессе. Системный анализ и прикладная информатика. Минск: Белорусский национальный технический университет, 2018; № 3: 76-82.

5. Меренков А.В., Артем О.Я. Потребность в техническом образовании у выпускников школ. Дискуссия. Москва: ООО «Институт современных технологий управления». 2015; № 3 (55): 85-90.

6. Патентная аналитика. Федеральный институт промышленной собственности. Available at: https://patent-analytics.fips.ru

7. Адиитивные технологии в действии. Available at: https://rostec.ru/news/additivnye-tekhnologii-v-deystvii/?ysclid=ltyoh340fx201771679

8. Отчет об исследовании: рынок 3D-печати в секторе образования [Преимущества 3D-печати в секторе образования для стимулирования роста рынка]. Avaialble at: https://www.technavio.com/report/3d-printing-market-in-education-sector-industry-analysis

9. 3D Printing in the Global Education Market: Trends, Opportunities and Competitive Analysis 2023-2028. Available at: https://www.researchandmarkets.com/reports/5874635/3d-printing-in-the-global-education-market#product--toc

10. Кушнерева ГЮ. Использование элементов технологии 3D-моделирования на уроках информатики и во внеурочной деятельности как средство формирования профессиональных компетенций учащихся (из опыта работы). Avaitable at: https://nsportal.ru/shkola/informatika-i-ikt/library/2017/08/08/ispolzovanie-elementov-tehnologii-3d-modelirovaniya-na

11. Жемчугов В.А. Проблемы и перспективы 3d-модeлирования в школьной программе. Студенческий научный форум: материалы XVI Международной студенческой научной конференции. Available at: https://scienceforum.ru/2024/article/2018035649?ysclid=lrausg77wc69261004

12. Белов С.В. Кванториум как инновационная образовательная площадка для организации проектной деятельности студентов и обучающихся. Наука и образование в современном вузе: вектор развития: сборник статей по материалам научной конференции. Шуя, 2023: 16-21.

13. Наумченко Н.В. Необходимость использования 30-технологий в школьной учебной деятельности. Образование и воспитание. 2022; № 1 (37): 21-24.

14. Белов С.В. Опыт реализации программ дополнительного образования в детском технопарке «Кванториум». Шуйская сессия студентов, аспирантов, педагогов, молодых ученых: сборник материалов XVI Международной научной конференции. Москва - Иваново - Шуя, 2023: 76-78.

15. Суворова Т.Н., Михлякова Е.А. Применение технологий 3Э-моделирования для персонализации обучения. Концепт. Научно-методический электронный журнал. 2020; № 05 (май): 110-129.

16. Фаритов А.Т. 3Э-моделирование и прототипирование во внеурочной деятельности учащихся в школе. Педагогика и просвещение. 2019; № 4: 15-21.

17. Сябренко А.П., Сахалтуева Ю.С., Юленков С.Е., Тынченко В.С. Использование технологии 3D-печати в образовании будущих инженеров. Available at: https://naukaip. ru/wp-content/uploads/ 2016/08/K-16.pdf

18. Салахов РФ., Салахова РИ., Гаптраупова З.Н. Возможности 3Э-печати в образовательном процессе. Филологические науки. Вопросы теории и практики. 2017; № 6-2 (72).

19. Машарова Т.В., Перевозчикова М.С. и др. Использование 3Э-технологий для развития инновационного мышления. Проблемы науки и образования. 2020; № 3 (45).

20. Хижняк Е.А., Пилюгин РВ. Аддитивные технологии в профессиональной подготовке дизайнеров. Проблемы современного педагогического образования. 2019; № 63-1.

21. Галацкова И.А., Обласов В.В. Моделирование в процессе обучения как средство повышения творческой активности учащихся. Современные проблемы науки и образования. 2018; № 2.

References

1. Salahov R.F., Salahova R.I., Gaptraupova Z.N. Vozmozhnosti 3D-pechati v obrazovatel'nom processe. Filologicheskie nauki. Voprosy teorii ipraktiki. 2017; № 6-2 (72).

2. Gric M.A., Degtyareva A.V., Chebotareva D.A. Vozmozhnosti 3D-tehnologii v obrazovanii. Aktual'nye problemy aviacii i kosmonavtiki. Krasnoyarsk: FGBOU VO «Sibirskij" gosudarstvennyj" universitet nauki i tehnologii imeni akademika M.F. Reshetneva». 2015; T. 2, №11: 925-927.

3. Golovko I.S. Inzhenernoe 3D-modelirovanie i prototipirovanie v shkole. Nauka i obrazovanie: vektory razvitiya. Sovremennye tendencii razvitiya shkol-internatov i korrekcionnyh obrazovatel'nyh uchrezhdenii Rossii: tezisy dokladov Vserossijskoj konferencii. Cheboksary, 2016: 266-271.

4. LipnickiT L.A., Pil'gun T.V. Additivnye tehnologii i ih perspektivy v obrazovatel'nom processe. Sistemnyi analiz iprikladnaya informatika. Minsk: Belorusskii nacional'nyi tehnicheskii universitet, 2018; № 3: 76-82.

5. Merenkov A.V., Artem O.Ya. Potrebnost' v tehnicheskom obrazovanii u vypusknikov shkol. Diskussiya. Moskva: OOO «Institut sovremennyh tehnologii upravleniya». 2015; № 3 (55): 85-90.

6. Patentnaya analitika. Federal'nyj institut promyshlennoj sobstvennosti. Available at: https://patent-analytics.fips.ru

7. Adiitivnye tehnologii v dejstvii. Available at: https://rostec.ru/news/additivnye-tekhnologii-v-deystvii/?ysclid=ltyoh340fx201771679

8. Otchet ob issledovanii: rynok 3D-pechati v sektore obrazovaniya [Preimuschestva 3D-pechati v sektore obrazovaniya dlya stimulirovaniya rosta rynka]. Avaialble at: https://www. technavio.com/report/3d-printing-market-in-education-sector-industry-analysis

9. 3D Printing in the Global Education Market: Trends, Opportunities and Competitive Analysis 2023-2028. Available at: https://www.researchandmarkets.com/reports/5874635/3d-printing-in-the-global-education-market#product--toc

10. Kushnereva G.Yu. Ispol'zovanie 'elementov tehnologii 3D-modelirovaniya na urokah informatiki i vo vneurochnoj deyatel'nosti kak sredstvo formirovaniya professional'nyh kompetenci!uchaschihsya (iz opyta raboty). Available at: https://nsportal.ru/shkola/informatika-i-ikt/library/2017/08/08/ispolzovanie-elementov-tehnologii-3d-modelirovaniya-na

11. Zhemchugov V.A. Problemy i perspektivy 3d-modelirovaniya v shkol'noj programme. Studencheskij nauchnyj forum: materialy XVI Mezhdunarodnoj studencheskoj nauchnoj konferencii. Available at: https://scienceforum.ru/2024/article/2018035649?ysclid=lrausg77wc69261004

12. Belov S.V. Kvantorium kak innovacionnaya obrazovatel'naya ploschadka dlya organizacii proektnoj deyatel'nosti studentov i obuchayuschihsya. Nauka i obrazovanie v sovremennom vuze: vektorrazvitiya: sbornik statej po materialam nauchnoj konferencii. Shuya, 2023: 16-21.

13. Naumchenko N.V. Neobhodimost' ispol'zovaniya 3D-tehnologij v shkol'noj uchebnoj deyatel'nosti. Obrazovanie i vospitanie. 2022; № 1 (37): 21-24.

14. Belov S.V. Opyt realizacii programm dopolnitel'nogo obrazovaniya v detskom tehnoparke «Kvantorium». Shujskaya sessiya studentov, aspirantov, pedagogov, molodyh uchenyh: sbornik materialov XVI Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii. Moskva - Ivanovo - Shuya, 2023: 76-78.

15. Suvorova T.N., Mihlyakova E.A. Primenenie tehnologij 3D-modelirovaniya dlya personalizacii obucheniya. Koncept. Nauchno-metodicheskij 'elektronnyj zhurnal. 2020; № 05 (maj): 110-129.

16. Faritov A.T. 3D-modelirovanie i prototipirovanie vo vneurochnoj deyatel'nosti uchaschihsya v shkole. Pedagogika i prosveschenie. 2019; № 4: 15-21.

17. Syabrenko A.P., Sahaltueva Yu.S., Yulenkov S.E., Tynchenko V.S. Ispol'zovanie tehnologii 3D-pechati v obrazovanii buduschih inzhenerov. Available at: https://naukaip.ru/wp-content/uploads/ 2016/08/K-16.pdf

18. Salahov R.F., Salahova R.I., Gaptraupova Z.N. Vozmozhnosti 3D-pechati v obrazovatel'nom processe. Filologicheskie nauki. Voprosy teorii ipraktiki. 2017; № 6-2 (72).

19. Masharova T.V., Perevozchikova M.S. i dr. Ispol'zovanie 3D-tehnologij dlya razvitiya innovacionnogo myshleniya. Problemy nauki i obrazovaniya. 2020; № 3 (45).

20. Hizhnyak E.A., Pilyugin R.V. Additivnye tehnologii v professional'noj podgotovke dizajnerov. Problemy sovremennogo pedagogicheskogo obrazovaniya. 2019; № 63-1.

21. Galackova I.A., Oblasov V.V. Modelirovanie v processe obucheniya kak sredstvo povysheniya tvorcheskoj aktivnosti uchaschihsya. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2018; № 2.

Статья поступила в редакцию 20.03.24

УДК 37.378

Kulikova K.M., senior teacher, Financial University under the Government of the Russian Federation (Moscow, Russia), E-mail: kmkulikova@fa.ru

DEVELOPMENT OF OPTIONAL COURSE "FUNDAMENTALS OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE" WITHIN THE FRAMEWORK OF FOREIGN LANGUAGE TRAINING FOR PROFESSIONAL PURPOSES IN A NON-LINGUISTIC UNIVERSITY. The article addresses issues of developing an optional course "Fundamentals of artificial intelligence" in the framework of foreign-language training for professional purposes in a non-linguistic university. The research considers the specifics and features of the AI phenomenon and the need to study it, as well as its importance for socio-economic development. The article outlines the need for a comprehensive introduction of this topic in higher education, especially in line with professional training. Due to the global localization of the research on this topic, teaching this topic in both Russian and English is most effective in order to involve students in the discussion and raise awareness in current trends in the field of artificial intelligence.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.