Разработка курса по дополнительному образованию «3D-моделирование» с практическим применением Arduino для обучающихся 7-9 классов
|
Введение 3
Глава 1. Теоретические основы преподавания курса «ЗД-моделирование» в средней школе 6
1.1 Психолого-педагогические особенности обучающихся средней школы 6
1.2 Особенности преподавания 3д-моделирования в средней школе 12
1.3 Анализ существующих курсов 3Д моделирования для обучающихся
средней школы 21
Глава 2. Разработка курса по дополнительному образованию «3Д- моделирование» направленного на формирование конструкторско- технического мышления обучающихся 7-9 классов 35
2.1 Анализ необходимости разработки обновленного курса 2021-2022 года 35
2.2 Разработка и внедрение обновленного курса 2021-2022 года 42
2.3 Анализ результатов внедрения обновленного курса 61
Заключение 68
Список литературы 71
Глава 1. Теоретические основы преподавания курса «ЗД-моделирование» в средней школе 6
1.1 Психолого-педагогические особенности обучающихся средней школы 6
1.2 Особенности преподавания 3д-моделирования в средней школе 12
1.3 Анализ существующих курсов 3Д моделирования для обучающихся
средней школы 21
Глава 2. Разработка курса по дополнительному образованию «3Д- моделирование» направленного на формирование конструкторско- технического мышления обучающихся 7-9 классов 35
2.1 Анализ необходимости разработки обновленного курса 2021-2022 года 35
2.2 Разработка и внедрение обновленного курса 2021-2022 года 42
2.3 Анализ результатов внедрения обновленного курса 61
Заключение 68
Список литературы 71
В соответствии с требованиями ФГОС - внеурочная деятельность является необходимой частью образовательного процесса в школах, а также особенностью, которая позволяет учащимся получать разностороннее развитие различных компетенций в процессе обучения во внеурочной деятельности.
Исходя из требований федерального государственного образовательного стандарта, очевидно, что обществу в настоящее время необходима личность, которая способна самостоятельно ставить перед собой учебные цели, проектировать и анализировать пути их реализации. Такая личность должна самостоятельно ориентироваться в постоянно меняющемся окружающем мире, быть готова непрерывно получать новые знания и навыки.
Помимо требований ФГОС важно учитывать, что интересы России на этом этапе развития требуют, чтобы особое внимание было обращено на инженерно-техническую деятельность в сфере высокотехнологичного производства. Современных российских школьников необходимо обучить такому уровню владения компьютерными технологиями, который соответствует мировым стандартам, а так же социально-экономическим потребностям общества, в образовании, воспитании и развитии интеллектуальных и творческих способностей поколения в инженерной области.
Таким образом, исходя из вышесказанного, и в соответствии с концепцией развития технологического образования в системе общего образования РФ с содержанием учебных предметов появляется актуальное в настоящее время направление - 3-д моделирование. Поэтому данное
направление должно развиваться, но сделать это на уроках информатики не представляется возможным. Внеурочная деятельность - неотъемлемый компонент образовательного процесса, который способен расширять необходимые возможности образовательной деятельности для формирования у школьников необходимых компетенций. Поэтому формирование у школьников компетенций в области ЗД-моделирования возможно в рамках внеурочной деятельности.
Основной задачей 3Д-моделирования служит представление о будущем объекте или предмете, ведь для того, чтобы выпустить какой-либо объект необходимо чёткое понимание его конструктивных особенностей в мельчайших деталях для последующего воспроизведения в промышленном дизайне или архитектуре.
Однако встает проблема недостаточно разработанной методики обучения школьников 3Д-моделированию. Все вышесказанное и определило актуальность данной работы.
Цель работы - разработка курса по дополнительному образованию «ЗД- моделирование» с практическим применением Arduino для обучающихся 7-9 классов.
Объект исследования - курс по дополнительному образованию «ЗД- моделирование» обучающихся 7-9 классов.
Предмет исследования - курс по дополнительному образованию «ЗД- моделирование» с практическим применением Arduino.
Гипотеза исследования: разработанный курс по дополнительному
образованию «ЗД-моделирование» будет способствовать формированию конструкторско-технического мышления у обучающихся 7-9 классов.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:
• рассмотреть психолого-педагогические особенности обучающихся средней школы;
• рассмотреть особенности преподавания ЗД-моделирования в средней школе;
• провести анализ существующих курсов ЗД-моделирования для обучающихся средней школы;
• провести анализ необходимости разработки обновленного курса 20212022 года направленного на формирование конструкторско-технического мышления обучающихся 7-9 классов;
• разработать и внедрить обновленный курс 2021-2022 года;
• провести анализ результатов от внедрения курса.
Методы исследования:
• теоретические - анализ литературы связанной с кругом проблем, обозначенных задачами исследования;
• эмпирические - наблюдение, сравнение, педагогический эксперимент, анализ полученных результатов.
Практическая значимость исследовательской работы заключается в разработке методического обеспечения, которое могли бы использовать учителя в своей работе.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.
Введение содержит обоснование актуальности данного исследования, а также его цель и задачи.
В первой главе рассмотрены теоретические основы преподавания курса «ЗД-моделирование» в средней школе. Проведен анализ учебников и методических рекомендаций по обучению ЗД-моделированию.
Во второй главе разработан курс по дополнительному образованию «ЗД-моделирование» для обучающихся средней школы и даны методические рекомендации по проведению этого курса.
В заключении подведены итоги проведенного исследования, в обобщенном виде излагаются выводы и результаты выпускной квалификационной работы.
Исходя из требований федерального государственного образовательного стандарта, очевидно, что обществу в настоящее время необходима личность, которая способна самостоятельно ставить перед собой учебные цели, проектировать и анализировать пути их реализации. Такая личность должна самостоятельно ориентироваться в постоянно меняющемся окружающем мире, быть готова непрерывно получать новые знания и навыки.
Помимо требований ФГОС важно учитывать, что интересы России на этом этапе развития требуют, чтобы особое внимание было обращено на инженерно-техническую деятельность в сфере высокотехнологичного производства. Современных российских школьников необходимо обучить такому уровню владения компьютерными технологиями, который соответствует мировым стандартам, а так же социально-экономическим потребностям общества, в образовании, воспитании и развитии интеллектуальных и творческих способностей поколения в инженерной области.
Таким образом, исходя из вышесказанного, и в соответствии с концепцией развития технологического образования в системе общего образования РФ с содержанием учебных предметов появляется актуальное в настоящее время направление - 3-д моделирование. Поэтому данное
направление должно развиваться, но сделать это на уроках информатики не представляется возможным. Внеурочная деятельность - неотъемлемый компонент образовательного процесса, который способен расширять необходимые возможности образовательной деятельности для формирования у школьников необходимых компетенций. Поэтому формирование у школьников компетенций в области ЗД-моделирования возможно в рамках внеурочной деятельности.
Основной задачей 3Д-моделирования служит представление о будущем объекте или предмете, ведь для того, чтобы выпустить какой-либо объект необходимо чёткое понимание его конструктивных особенностей в мельчайших деталях для последующего воспроизведения в промышленном дизайне или архитектуре.
Однако встает проблема недостаточно разработанной методики обучения школьников 3Д-моделированию. Все вышесказанное и определило актуальность данной работы.
Цель работы - разработка курса по дополнительному образованию «ЗД- моделирование» с практическим применением Arduino для обучающихся 7-9 классов.
Объект исследования - курс по дополнительному образованию «ЗД- моделирование» обучающихся 7-9 классов.
Предмет исследования - курс по дополнительному образованию «ЗД- моделирование» с практическим применением Arduino.
Гипотеза исследования: разработанный курс по дополнительному
образованию «ЗД-моделирование» будет способствовать формированию конструкторско-технического мышления у обучающихся 7-9 классов.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:
• рассмотреть психолого-педагогические особенности обучающихся средней школы;
• рассмотреть особенности преподавания ЗД-моделирования в средней школе;
• провести анализ существующих курсов ЗД-моделирования для обучающихся средней школы;
• провести анализ необходимости разработки обновленного курса 20212022 года направленного на формирование конструкторско-технического мышления обучающихся 7-9 классов;
• разработать и внедрить обновленный курс 2021-2022 года;
• провести анализ результатов от внедрения курса.
Методы исследования:
• теоретические - анализ литературы связанной с кругом проблем, обозначенных задачами исследования;
• эмпирические - наблюдение, сравнение, педагогический эксперимент, анализ полученных результатов.
Практическая значимость исследовательской работы заключается в разработке методического обеспечения, которое могли бы использовать учителя в своей работе.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.
Введение содержит обоснование актуальности данного исследования, а также его цель и задачи.
В первой главе рассмотрены теоретические основы преподавания курса «ЗД-моделирование» в средней школе. Проведен анализ учебников и методических рекомендаций по обучению ЗД-моделированию.
Во второй главе разработан курс по дополнительному образованию «ЗД-моделирование» для обучающихся средней школы и даны методические рекомендации по проведению этого курса.
В заключении подведены итоги проведенного исследования, в обобщенном виде излагаются выводы и результаты выпускной квалификационной работы.
В подростковом возрасте способы стимулирования, появившиеся в более ранние годы, сохраняют свою роль, за исключением того, что социальнопсихологические оценки занимают одно из первых мест в иерархии педагогических стимулов. Но главное, что происходит в этом возрасте, состоит в том, что подростки начинают больше реагировать на оценки, даваемые их сверстниками и друзьями, чем на оценки, получаемые от родителей и учителей.
Особое значение имеет познавательное развитие и способностей учащихся. Развивающие программы должны быть нацелены на выявление творческих способностей и мышлений, интеллектуальной инициативы, социальной ответственности, социальной адаптации и лидерства.
Говоря об особенностях организации учебной работы с подростками, следует подчеркнуть, что этот возраст имеет решающее значение для успеха последующего учения и умственного развития. Вот почему так важно, чтобы эта работа осуществлялась педагогически грамотно и эффективно.
Анализируя различные программы по компьютерному моделированию и различные учебники, учитель может сам выбрать наиболее приемлемую для него как учебную программу, так и среды моделирования. Важно отметить, что на уроках информатики, должны присутствовать модели, созданные как на языках программирования, так и в таких прикладных средах, как Excel, графические редакторы и в средах для 3Д моделирования (Blender и Компас). Наличие других тем в учебной программе таких как стохастические модели, модели, созданные с помощью графов, деревья, могут быть выбраны в классах с физико-математической направленностью или в классах с более высокой успеваемостью по информатике.
Использование трехмерной графики позволит смоделировать объект еще до выпуска моделируемого образца, следовательно, появляется возможность заметить погрешности и нестыковки заранее продуманного проектируемого изделия и оценить уровень соответствия ранее продуманной модели с полученным результатом работы.
Для того, чтобы обеспечить системное обучение, в работе рассмотрены наиболее распространенные 3D редакторы.
В работе проведено исследование на базе МБОУ Юрьевская СОШ. В данной школе есть кружок по дополнительному образованию «3Д - моделирование», который рассчитан для обучающихся 7-9 классов. По результатам исследования итогов обучения по программе 2020-2021 года, было выявлено, что из 12 записавшихся на курс обучающихся, по итоге осталось 5 человек. У 5 оставшихся - развито конструкторско-технологическое мышление. Однако, в ходе выполнения заданий на проведенных уроках, было видно, что обучающиеся могут мыслить конструкторски, имеют багаж знаний, но при этом работают только по шаблону.
Причиной является текущая программа обучения для кружка, которая не позволяет эффективно развивать конструкторско-технологическое мышление. В целях устранения данной причины, был разработан и внедрен обновленный учебный план и календарный учебный график на 2021-2022 год обучения с учетом изменений необходимых для отхода от шаблонной работы и формирования конструкторско-технологического мышления.
При сравнении старой и новой программы, выявлены следующие изменения:
• общее количество часов в год не изменилось, однако на теорию с 36 часов увеличилось до 37 часов, на практику со 100 часов уменьшилось до 99 часов;
• добавились новые 9 тем направленные на формирование конструкторского мышления.
Таким образом, обновленные учебный и календарный планы должны способствовать развитию конструкторско-технологического мышления у обучающихся.
По итогу 2021-2022 учебного года обучения по обновленной программе, было проведено выявление уровней развития и показателей сформированности конструкторско-технологического мышления. Из 8 человек, по итогу курса обучающиеся находятся на среднем и большинство на высоком уровне развития конструкторско-технологического мышления. Показатели
сформированности отдельных компонентов конструкторско-технологического мышления обучающихся курса 2021-2022 года также представлены высокими уровнями. Поэтому в целом у обучающихся и по уровням развития и по показателям сформированности наблюдаются высокие значения.
Кроме этого, после завершения обновленного курса 2021-2022 года, был проведен опрос среди обучающихся с целью выявления их мнения об учебной программе. Исходя из результатов опроса видно, что большинство обучающихся ответило положительно. Это означает, что курс отвечает поставленным целям и будет способствовать развитию самостоятельности, конструкторско-технологическому развитию мышления и в целом повышения мотивации к обучению на занятиях.
Таким образом, обновленная программа достигает свои цели и решает поставленные задачи. Обновленный курс подталкивает их думать, моделировать, направляет на достижение цели, позволяет педагогу направлять к тому результату который был задуман.
Особое значение имеет познавательное развитие и способностей учащихся. Развивающие программы должны быть нацелены на выявление творческих способностей и мышлений, интеллектуальной инициативы, социальной ответственности, социальной адаптации и лидерства.
Говоря об особенностях организации учебной работы с подростками, следует подчеркнуть, что этот возраст имеет решающее значение для успеха последующего учения и умственного развития. Вот почему так важно, чтобы эта работа осуществлялась педагогически грамотно и эффективно.
Анализируя различные программы по компьютерному моделированию и различные учебники, учитель может сам выбрать наиболее приемлемую для него как учебную программу, так и среды моделирования. Важно отметить, что на уроках информатики, должны присутствовать модели, созданные как на языках программирования, так и в таких прикладных средах, как Excel, графические редакторы и в средах для 3Д моделирования (Blender и Компас). Наличие других тем в учебной программе таких как стохастические модели, модели, созданные с помощью графов, деревья, могут быть выбраны в классах с физико-математической направленностью или в классах с более высокой успеваемостью по информатике.
Использование трехмерной графики позволит смоделировать объект еще до выпуска моделируемого образца, следовательно, появляется возможность заметить погрешности и нестыковки заранее продуманного проектируемого изделия и оценить уровень соответствия ранее продуманной модели с полученным результатом работы.
Для того, чтобы обеспечить системное обучение, в работе рассмотрены наиболее распространенные 3D редакторы.
В работе проведено исследование на базе МБОУ Юрьевская СОШ. В данной школе есть кружок по дополнительному образованию «3Д - моделирование», который рассчитан для обучающихся 7-9 классов. По результатам исследования итогов обучения по программе 2020-2021 года, было выявлено, что из 12 записавшихся на курс обучающихся, по итоге осталось 5 человек. У 5 оставшихся - развито конструкторско-технологическое мышление. Однако, в ходе выполнения заданий на проведенных уроках, было видно, что обучающиеся могут мыслить конструкторски, имеют багаж знаний, но при этом работают только по шаблону.
Причиной является текущая программа обучения для кружка, которая не позволяет эффективно развивать конструкторско-технологическое мышление. В целях устранения данной причины, был разработан и внедрен обновленный учебный план и календарный учебный график на 2021-2022 год обучения с учетом изменений необходимых для отхода от шаблонной работы и формирования конструкторско-технологического мышления.
При сравнении старой и новой программы, выявлены следующие изменения:
• общее количество часов в год не изменилось, однако на теорию с 36 часов увеличилось до 37 часов, на практику со 100 часов уменьшилось до 99 часов;
• добавились новые 9 тем направленные на формирование конструкторского мышления.
Таким образом, обновленные учебный и календарный планы должны способствовать развитию конструкторско-технологического мышления у обучающихся.
По итогу 2021-2022 учебного года обучения по обновленной программе, было проведено выявление уровней развития и показателей сформированности конструкторско-технологического мышления. Из 8 человек, по итогу курса обучающиеся находятся на среднем и большинство на высоком уровне развития конструкторско-технологического мышления. Показатели
сформированности отдельных компонентов конструкторско-технологического мышления обучающихся курса 2021-2022 года также представлены высокими уровнями. Поэтому в целом у обучающихся и по уровням развития и по показателям сформированности наблюдаются высокие значения.
Кроме этого, после завершения обновленного курса 2021-2022 года, был проведен опрос среди обучающихся с целью выявления их мнения об учебной программе. Исходя из результатов опроса видно, что большинство обучающихся ответило положительно. Это означает, что курс отвечает поставленным целям и будет способствовать развитию самостоятельности, конструкторско-технологическому развитию мышления и в целом повышения мотивации к обучению на занятиях.
Таким образом, обновленная программа достигает свои цели и решает поставленные задачи. Обновленный курс подталкивает их думать, моделировать, направляет на достижение цели, позволяет педагогу направлять к тому результату который был задуман.
