Информационная система сопровождения деятельности федеральных инновационных площадок

Инженерные 3D-технологии школьникам

2017

Инженерные 3D-технологии школьникам (из заявки на региональный конкурс инновационных продуктов)

Проблема серьезной нехватки инженерно-технических кадров на промышленных предприятиях России одна из самых острых на сегодняшний день. По данным исследования Общероссийской общественной организации малого и среднего предпринимательства «ОПОРА РОССИИ» нехватка квалифицированных кадров - самое главное препятствие для развития бизнеса для 47% предприятий. Как следует из опроса руководителей компаний, рынок труда не способен удовлетворить потребности производственных предприятий ни в квалифицированных инженерах и технических специалистах, ни в квалифицированных рабочих. Более половины руководителей говорят о том, что найти инженеров и технических специалистов либо сложно (40%), либо практически невозможно (28%). Сложившаяся ситуация обусловлена низким уровнем или полным отсутствием подготовки школьников к выбору будущей профессии технического профиля.

Выполняя свою миссию, для решения этой актуальной проблемы педагогический коллектив Центра детского (юношеского) технического творчества Московского района Санкт-Петербурга разработал проект развития детского технического творчества "Инженерные 3D-технологии школьникам". В рамках проекта были разработаны дополнительные общеобразовательные программы, направленные на освоение наиболее актуальных на сегодняшний день инженерных 3D-технологий, в процессе реализации программ организованы предпрофессиональные пробы школьников в технических видах деятельности. На базе районного учреждения дополнительного образования создана среда (инфраструктура), где школьники района могут познакомиться с 3D-технологиями, получить навыки работы в современных автоматизированных системах проектирования, навыки черчения в специализированных компьютерных программах как международного языка инженерной грамотности, необходимого при обучении в средних и высших инженерно-технических учебных заведениях. Часть разработанных и апробированных в ЦДЮТТ программ прошли профессиональную экспертизу в рамках регионального и Всероссийского конкурсов дополнительных общеобразовательных программ в 2015 и 2016 гг.

Для реализации одного из направлений плана мероприятий на 2015 - 2020 годы по реализации Концепции развития дополнительного образования детей, а именно «Распространение передовых практик реализации дополнительных общеобразовательных программ технической направленности с учетом возрастных особенностей обучающихся, в том числе "Робототехника", "Программирование", "Инженерная графика" и других программ» (п.23) полученный опыт и наработанные методические материалы были положены в основу сайта как методического ресурса для педагогического сообщества Санкт-Петербурга и Российской Федерации.

Интернет-ресурс «Инженерные 3D-технологии школьникам», как инновационный продукт, отражает результат работы педагогического коллектива ЦДЮТТ над проектом «Инженерные 3D-технологии школьникам» в статусе Федеральной инновационной площадки.

В рамках реализации проекта в ЦДЮТТ были разработаны и реализованы дополнительные общеобразовательные программы по 3D-технологиям для предпрофессиональных проб школьников в инженерных видах деятельности и методические материалы к ним; апробирована программа по подготовке педагогических кадров для обучения школьников 3D-технологиям; создана 3D-лаборатория для практического осуществления учащимися и педагогами района их теоретических проектов; подготовлен пакет методических материалов для использования их в учебном процессе; подобрана информация по организации кружка, связанного с 3D-технологиями. Вся перечисленная информация и другие материалы, связанные с обучением учащихся и педагогов в области 3D-моделирования (новости, статьи, видеоролики и т.д.) размещены на сайте «Инженерные 3D-технологии школьникам», предлагаемом в качестве инновационного продукта (http://www.3d-tehnologyschool.com).

Кроме программ дополнительного образования и предпрофильной подготовки, методических и дидактических материалов, на сайте представлен пакет диагностик начального технического и инженерного мышления, информация о программном обеспечении, технике и технологиях 3D-печати, примеры проектной деятельности в данной области, галерея работ учащихся и подборка из всемирной сети о 3D-технологиях. 

Стремясь поделиться наработанным опытом, команда  проекта «3D-технологии школьникам» на сайте дает ответы на вопросы по внедрению 3D-технологий в школьное образование учителю, педагогу дополнительного образования, руководителю образовательного учреждения, готовым погрузиться в эту работу.

 

Глоссарий

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПЕТЕНТНОСТЬ - набор умений, обеспечивающих возможность и готовность использовать технические средства обучения в учебном и общеобразовательном процессе.

ИНЖЕНЕРНОЕ МЫШЛЕНИЕ - организация познавательной деятельности обучающихся, которая направлена на критическое осмысление действительности, инновационное освоение окружающего пространства через формы творческого конструирования, проектирования, исследовательской деятельности.

ТЕХНОСФЕРА ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ – это совокупность содержания образования, ресурсов, технологий, нормативов, а также связанные с ней коммуникации и общественные отношения.

ПРОЕКТ – это совокупность задач или мероприятий, связанных с достижением запланированной цели, которая обычно имеет уникальный и неповторяющийся характер. Продукт деятельности проектирования. 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ – это процесс разработки и создания проекта (прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта или состояния).

ИССЛЕДОВАНИЕ – это процесс выработки новых знаний, один из видов познавательной деятельности человека.

ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ - представляет собой программноаппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном отсутствии таковой: лабораторная установка с удаленным доступом – дистанционные лаборатории; программное обеспечение, позволяющее моделировать лабораторные опыты – виртуальные лаборатории (в узком смысле)

ЦИФРОВАЯ ЛАБОРАТОРИЯ – «натурное» оборудование, обеспечивающее возможность компьютерной обработки результатов.

3D-ЛАБОРАТОРИЯ –  образовательное пространство, оснащенное для реализации дополнительных общеобразовательных программ и образовательных проектов по обучению школьников 3D-технологиям.

РОБОТОТЕХНИКА – это область техники, связанная с разработкой и применением роботов, а также компьютерных систем для управления ими, сенсорной обратной связи и обработки информации.

ОРГАНИЗОВАННЫЕ ГРУППЫ – группы, сформированные по договорам с общеобразовательными организациями.

ГРУППЫ СВОБОДНОГО НАБОРА – группы, набираемые из учащихся общеобразовательных организаций, по их личной инициативе в соответствии с интересами и склонностями обучающихся.

ВХОДНАЯ ДИАГНОСТИКА – диагностика всех обучающихся, имеющих потенциальную возможность обучения по программам дополнительного образования в области информационных технологий для выявления их интересов и склонностей., промежуточная диагностика и итоговая (выходная) диагностика.

ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ДИАГНОСТИКА – диагностика обучающихся по программам дополнительного образования в области информационных технологий в организованных группах и в группах свободного набора для контроля развития их инженерного мышления.

ИТОГОВАЯ ДИАГНОСТИКА - диагностика обучающихся по программам дополнительного образования в области информационных технологий режиме профессиональных проб и на этапе углубленного обучения

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПРОБА - это испытание, моделирующее элементы конкретного вида профессиональной деятельности, имеющее завершенный вид, способствующая сознательному, обоснованному выбору профессии.

КОМПЕТЕНЦИИ - базовое качество обучающегося, включающее в себя совокупность взаимосвязанных качеств личности, необходимых для качественно-продуктивной деятельности в конкретной области.

ТИП МЫШЛЕНИЯ – психологическая характеристика мышления, определяющая способность человека к определенным областям профессиональной деятельности. Различают предметно-действенное, абстрактно-символическое, словесно-логическое, наглядно-образное, креативное мышление. В чистом виде эти типы мышления встречаются редко, можно говорить о преобладающем типе мышления.

КРЕАТИВНОСТЬ – способность человека решать проблемы нестандартными способами.

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МАРШРУТ – это путь получения профессии, последовательный набор учреждений профессионального образования и/или предприятий (организаций) для получения профессии. Например: колледж – ВУЗ – организация/производство; ВУЗ – производство; колледж – производство и т.д.

 

Обоснование инновационного характера предлагаемого продукта

Современная промышленность (практически повсеместно) частично или полностью перешла на автоматизированное производство, электронный документооборот, роботизированные линии. Потребность в создании такой образовательной среды, в которой школьники смогут познакомиться с современными технологиями и освоить азы инженерного образования возникает не только в крупных промышленных городах, но и в местах, где крупные производства отсутствуют.

Организация инженерного образования на стадии школьного обучения позволяет сформировать условия для осознанного выбора школьниками технического профиля обучения. Так 3D-технологии быстро развивающееся направление, которое может быть реализовано как в системе дополнительного образования, так и в рамках учебной деятельности (урочной и внеурочной) в содержании предметов «Технология» и «Информатика». Проблема организации обучения 3D-технологиям школьников заключается в неподготовленности педагогических работников к осуществлению подобных образовательных проектов.

Но профессиональной подготовки педагогов в этом направлении на сегодняшний день не достаточно. Пользовательские курсы существуют, но не во всех районах города и страны. Такие курсы, как правило, не подразумевают подготовку педагогов. Дистанционное обучение, обычно предполагает финансовые затраты. А самообучение затруднено, т.к. учебники, учебные и методические пособия практически отсутствуют. Анализ некоторых интернет-ресурсов (выбраны ресурсы, открывающиеся в верхних строках по запросам в наиболее популярных поисковых системах) по данному направлению показал, что большинство из них узконаправленную специфику.

 

 

 

 

http://3dtoday.ru/

3Dtoday – портал для любителей и профессионалов, заинтересованных в 3D-печати и сопутствующих технологиях. Все самое актуальное о мире 3D-печати: новости, блоги, обзоры и технические описания

http://3dobrazovanie.ru/

Рекламный сайт Ассоциации 3D образования

 

http://3d.globatek.ru/3d-printers/education/

Рекламный сайт компании Globatek.3D — официального дилера ведущих мировых производителей 3D‑оборудования

https://3d-expo.ru/ru/article/3d-pechat-i-prototipirovanie-v-sredney-shkole-ili-kak-vyrastit-3d-inzhenera

Страница выставки передовых технологий 3D-печати и сканирования

http://cybercad.ru/study/dlya-shkolnikov/shkola-tsifrovykh-3d-tekhnologiy/

Школа цифровых 3д технологий

(Ставрополь). Представлен 

Учебно-тематический план занятий по программе «Основы цифрового производства»

https://vk.com/replicator3d

Рекламная страница компании «3DRep» - официального дилера производителей на рынке 3D индустрии.

http://school48.beluo.ru/wp-content/uploads/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D1%8F.pdf

Статья «Инновации в сфере образования на основе технологий 3D прототипирования»

Рабочая программа по элективному курсу «3-Д моделирование»  для 10-11 классов» на сайте МБОУ СОШ №48 Белгорода.

https://www.lektorium.tv/mooc2/28685

Курс-квест Национального исследовательского Томского политехнического университета для знакомства школьников старших классов с разными направлениями современной инженерии и перспективами их развития

https://www.lektorium.tv/mooc2/27403

Курс «2D+3D проектирование в AutoCAD» Видеоуроки для самостоятельного освоения 3D-моделирования и черчения

 

Русскоязычные интернет-ресурсы делятся на три основные категории:

1. Web-странички с отдельными статьями, новостными сюжетами, репортажами, уроками и т.д.
2. Сайты\группы в социальных сетях производителей 3D-оборудования, расходных материалов или сайты предоставления услуг по трехмерной разработке, визуализации и печати.
3. Портал для профессионалов и любителей, содержащий большой объем различной информации.

Ни один из предложенных вариантов не даёт педагогу полного представления о том, как организовать процесс обучения школьников 3D-технологиям.

Таким образом, предложенный продукт практически не имеет аналогов.

Уникальность Интернет-ресурса «Инженерные 3D-технологии школьникам» заключается в том, что сайт предназначен для педагогических работников, стремящихся организовать обучение 3D-технологиям в своей образовательной организации.

 

Обоснование значимости инновационного продукта для решения актуальных задач развития системы образования Санкт-Петербурга

 

В соответствии с Подпрограммой 2 "Развитие дошкольного, общего образования и дополнительного образования детей" Государственной программы Российской Федерации "Развитие образования" на 2013-2020 годы представленный продукт удовлетворяет задаче по "...реализации проектов повышения квалификации педагогов, разработке и распространению учебно-методического обеспечения, консультирования и наставничества в отношении образовательных организаций и педагогов", что в свою очередь способствует реализации одного из основных направлений развития образования - модернизации содержания образования, в том числе в области инженерно-технической направленности.

Предлагаемый продукт соответствует приоритетам и целям государственной политики на 2015 - 2020 годы в сфере "Образование", обозначенным в государственной программе Санкт-Петербурга "Развитие образования в Санкт-Петербурге" на 2015-2020 годы:

«- повышение качества и доступности образования всех уровней (включая дополнительное образование) для жителей Санкт-Петербурга посредством развития сети образовательных организаций с учетом тенденций демографического и территориального развития;

- развитие кадрового потенциала системы образования для решения перспективных задач;

- поддержка развития Санкт-Петербурга как крупнейшего российского и международного научно-образовательного центра…»

 

Изучение 3D-технологий в школьном возрасте позволит будущим выпускникам быть более успешными в процессе профессионального обучения в области технических профессий и наиболее перспективными и конкурентно-способными молодыми специалистами в будущей профессиональной деятельности. Сайт «Инженерные 3D-технологии школьникам» способствует внедрению современных технологий трехмерного моделирования и конструирования в рамках урочной, внеурочной деятельности, дополнительного образования, профессиональному развитию педагогов, работающих со всеми возрастами обучающихся.

 

 

Обоснование готовности инновационного продукта к внедрению в системе образования Санкт-Петербурга

 

Интернет-ресурс «Инженерные 3D-технологии школьникам» (сайт) содержит необходимую информацию для педагогов начинающих "с нуля", а также будет интересен опытным преподавателям.

Жизнеспособность сайта поддерживается за счет проведения ежегодного открытого конкурса методических разработок для педагогов, организуемого совместно с социальными партнерами. По результатам и условиям конкурса методические разработки участников публикуются на сайте в общем доступе. Таким образом, появляется возможность организации профессионального сообщества для обмена опытом.

 

Обоснование актуальности результатов  использования инновационного продукта для развития системы образования Санкт-Петербурга

 

Использование инновационного продукта для развития системы образования Санкт-Петербурга позволит:

• Расширить количество образовательных организаций, реализующих программы обучения в области 3D-технологий.
• Сформировать и расширить профессиональное сообщество педагогов в сфере изучения и реализации 3D-технологий.
• Создать условия для подготовки педагогических кадров с целью реализации учебных программ в области 3D-технологий.
• Увеличить количество и качество методических и дидактических материалов.
• Повысить уровень готовности обучающихся к профессиональному самоопределению в области профессий, связанных с 3D-технологиями.
• Повысить конкурентоспособность потенциальных специалистов в области 3D-технологий из числа выпускников общеобразовательных организаций.
• Популяризировать инженерные 3D-технологии в педагогической среде и среде обучающихся.
• Сократить или предотвратить финансовые затраты на обучение потенциальных педагогов в области 3D-технологий.

 

Использование предлагаемого инновационного продукта позволяет комплексно решать задачи развития образования.

 

Обоснование рисков внедрения инновационного продукта в системе образования Санкт-Петербурга

 

Риски по внедрению продукта минимальны, так как каждый пользователь будет самостоятельно регулировать глубину и ширину погружения в данную тему.  Тем не менее, риск низкой посещаемости ресурса существует в силу отсутствия продвижения сайта в интернете. Решением может стать утверждение сайта (например, на городском методическом объединении) как регулятора и основного информационного портала для педагогов по 3D-технологиям Санкт-Петербурга.

 

Перспективы развития:

Актуализация и продвижение сайта ФИП ЦДЮТТ «Инженерные 3D-технологии школьникам» http://www.3d-tehnologyschool.com/ как ресурс для методической поддержки педагогов по 3D-моделированию, для обмена опытом, для сбора практических заданий по основам 3D-моделирования и методических рекомендаций к ним.

Проведение on-line фестиваля-конкурса на лучшую визитную карточку педагога по 3D-технологиям с последующей публикацией.

Разработка и представление на сайте видеокурса по освоению 3D-технологий для педагогов.

Освещение конкурсного движения для начинающих 3D-моделистов на сайте.

 

 

 

 

Представляя заявку на конкурс, гарантируем, что авторы инновационного продукта:

- согласны с условиями участия в данном конкурсе;

- не претендуют на конфиденциальность представленных в заявке конкурсных материалов и допускают редакторскую правку перед публикацией материалов;

- принимают на себя обязательства, что представленная в заявке информация
не нарушает прав интеллектуальной собственности третьих лиц.

 

Подпись авторов инновационного продукта

 

 

_________________________           Исаева Елена Александровна

_________________________           Огановская Елена Юрьевна

_________________________           Назарова Виктория Геннадьевна

_________________________           Евсеенко Елена Викторовна

_________________________           Бондарь Ольга Святославовна

_________________________           Милькова Екатерина Юльевна

Назад