Информационная система сопровождения деятельности федеральных инновационных площадок

Аддитивные технологии как перспективная составляющая инновационного образовательного процесса

2011

Аддитивные технологии как перспективная составляющая

инновационного образовательного процесса

Бережная Л.В.1, Бирбраер А.В.2

1 beregnay77@mail.ru, 2 arvik.bir@mail.ru,

Частное общеобразовательное учреждение «Лицей-интернат естественных наук», Саратов, Россия;

В последние годы наблюдается повсеместное появление центров молодежного инновационного творчества, реализуются образовательные программы, посвященные развитию информационных и инженерных компетенций школьников. Однако массового внедрения подобных технологий в практику школьного образования пока не происходит. В данной статье рассматривается вопрос включения аддитивных технологий (3D-печати) в образовательный процесс в рамках обычной школьной программы.

Ключевые слова: аддитивные технологии, 3D-печать, моделирование

Человечество вступило в век глобальной технологической революции. Развитие и распространение новых технологий приводит в настоящее время к быстрым изменениям во всех сферах деятельности, в структуре и характере современного производства и экономики. Одним из перспективных направлений развития является внедрение аддитивных технологий в различные сферы науки и производства. Их применение позволяет ускорить процесс производства и освоить выпуск новых, в том числе уникальных, изделий. Возможности использования аддитивных технологий практически безграничны – от изготовления отдельных деталей и предметов, до производства одежды, обуви, продуктов питания, живых тканей и органов, жилого и промышленного строительства.

Современное образование претерпевает изменения в соответствии с меняющимися социально-экономическими условиями и запросами общества. Обучающиеся от преимущественного освоения предметных знаний переходят к овладению практическими навыками и компетенциями разного уровня. Изменение принципов и подходов к образованию ведет к неизбежному поиску новых подходов и приёмов к организации образовательного процесса. Примером подобных инноваций может стать внедрение аддитивных технологий в систему общего образования.

Аддитивные технологии – это комплекс принципиально новых производственных процессов, в которых построение изделия происходит путем добавления материала, в отличие от традиционных технологий, где предметы создаются методом удаления лишнего. В сфере школьного образования 3D-печать предоставляет широкий спектр возможностей – создание макетов, обучающих моделей, моделей для исследований, наглядная демонстрация уменьшенных или увеличенных копий реальных объектов. Работа с 3D-принтером и владение аддитивными технологиями в целом уже становятся важной частью учебного процесса в учреждениях профессионального образования и на промышленных предприятиях, являясь фактором повышения конкурентоспособности специалистов на рынке труда.

В последние годы наблюдается повсеместное появление центров молодежного инновационного творчества, реализуются образовательные программы, посвященные развитию информационных и инженерных компетенций школьников, детям предлагается участие в конкурсах и олимпиадах по данной тематике. Однако массового внедрения данных технологий в практику школьного образования пока не происходит, а перечисленные выше мероприятия ориентированы на мотивированных, уже сделавших свой выбор детей и осуществляются в рамках внеурочной деятельности.

В 2018 году в частном общеобразовательном учреждении «Лицей-интернат естественных наук» началась реализация проекта по внедрению аддитивных технологий в образовательный процесс. Основная идея проекта состоит во включении практики 3D-моделирования и 3D-печати в общеобразовательный процесс не только в качестве инструмента развития инженерного творчества учащихся, но также в плане интеграции данных технологий в изучение предметов естественно-научного, математического и социально-гуманитарного направлений. Глобальной целью проекта является создание в лицее интегрированного инновационного пространства, способствующего развитию метапредметных компетенций школьников, формирования у учащихся понимания востребованности 3D-технологий в самых разных сферах деятельности человека, связанных не только с промышленным производством.

Основным методическим ресурсом реализации проекта является задействование содержания предмета информатика, а именно тематического блока, связанного с моделированием. Моделирование - это построение моделей, предназначенных для изучения и исследования объектов, процессов или явлений, для проектирования новых изделий. Обучающиеся получают навыки и возможность сконструировать будущий предмет материального мира, создавая тем самым интеллектуальный продукт. Творчество – это процесс создания нового продукта, которого еще не было, который полностью придуман, спроектирован и создан автором. Техническое творчество – это сплав современных технологий, знаний и фантазии человека. Аддитивные технологии способствуют развитию данных направлений.

Для школьников важно понимать практическое применение приобретаемым на уроках теоретическим знаниям, получить возможность воплощения своих конструкторских и дизайнерских идей. В ходе работы в лаборатории аддитивных технологий обучающиеся знакомятся с разными способами 3D-моделирования и подготовки трехмерных моделей к печати, изучают принципы работы 3D-принтеров, учатся оценивать свои работы с точки зрения воспроизводимости и практического применения. Внедрение аддитивных технологий также позволяет повысить образовательную мотивацию обучающихся к изучению не только моделирования и информатики, но и других тем и предметов, так как естественным образом стимулирует приобретение необходимых знаний в других дисциплинах: математике, физике, химии, биологии, медицине. 3D-печать – это мощный образовательный инструмент, который может привить ребёнку привычку не использовать только готовое, но и творить самому.