Интеграция аддитивных технологий в проектное обучение

Интеграция аддитивных технологий в образовательный процесс представляет собой актуальную тему в контексте развития проектного обучения, которая несете важную профориентационную функцию для студентов и школьников.

В парадигме образования проектная деятельность представляет собой метод, который активно применяется для развития критического мышления, коммуникативных и креативных навыков учащихся. Проектное обучение базируется на создании ситуаций, которые имитируют реальные задачи, с возможностью применить полученные знания на практике.

Использование аддитивных технологий в рамках проектных задач предоставляет возможность осуществлять эксперименты, вносить изменения и визуализировать результаты проделанной работы в форме реальных объектов, макетов и прототипов.

Основные преимущества подхода:

улучшение усвоения учебного материала посредством решения реальных практических задач
развитие у обучающихся навыков самостоятельной работы и решения проблем - ключевой аспект для их будущей карьеры в технологической сфере
развития навыка работы в команде и поиска ресурсов для реализации проекта
прикосновение к реальным кейсам, оборудованию и материалам и формирование

Что представляют из себя аддитивные технологии?

Аддитивные технологии предоставляют широкий набор инструментов для создания трехмерных объектов по заданным параметрам с помощью послойного добавления материала (пластик, металл, бетон, смола) с высокой степенью детализации и точности. Их применение уже нашло отклик в различных отраслях, включая инженерное дело, медицину, дизайн и архитектуру. Однако, в контексте образования потенциал аддитивных технологий только начинает осознаваться и эксплуатироваться в полной мере.

Как аддитивные технологии поменяли сферу образования?

Развитие современных технологий оказало значительное влияние на образовательные учреждения, переформировав методику обучения и преобразив привычные классные комнаты в инновационные научные лаборатории. Ранее уроки проводились в традиционных столярных мастерских, где школьники создавали изделия вручную из натурального материала, такого как дерево. С появлением металлообрабатывающих центров в колледжах и школах, обучение приобрело новый уровень технической сложности. Эти центры обеспечивали возможность изготовления более сложных изделий из металла и других материалов, что расширило спектр получаемых навыков и знаний в области машиностроения и инженерии.

Сегодня же компьютеры стали неотъемлемой частью образовательного процесса. Они позволяют учащимся создавать цифровые модели и прототипы, используя специализированные программные продукты. Эти модели могут быть переданы в принтеры трехмерной печати, которые преобразуют виртуальные объекты в реальные физические модели. Внедрение 3D-печати в образовательные процессы, способствует созданию интерактивной среды обучения, развитию креативности и новаторства, развитию пространственного мышления, вовлеченности в цифровые процессы.

Интерактивное обучение с помощью 3D-печати

Аддитивные технологии позволяют создавать интерактивные обучающие материалы, такие как пазлы, игры или модели, с которыми студенты могут взаимодействовать и учиться более эффективно.

Как это реализовано в РНИМУ им. Н.И. Пирогова?

В РНИМУ им. Н.И. Пирогова активно применяются аддитивные технологии для симуляционного обучения врачей: разрабатываются и изготавливаются медицинские учебные тренажеры, анатомические модели костей и органов, например, распечатывается трехмерная пластиковая модель черепа с детализацией повреждений, на ней будущие врачи учатся подбирать пластины и шурупы, которыми можно будет фиксировать костные отломки во время операции. Специалисты используют уже заготовленный фиксирующий материал, который подобрали и проверили на трехмерной модели заранее. Благодаря этому после совершения разреза хирурги не тратят времени на техническую часть.

Аддитивные технологии связаны с развитием креативности?

Использование аддитивных технологий в процессе обучения позволяет развивать навыки креативности у человека, поскольку за короткий промежуток времени он может апробировать несколько прототипов с различными вариантами дизайна и внешнего вида продукта с минимальным затратами ресурсов. Это помогает определить оптимальный вариант, который соответствует требованиям заказчика и предпочтениям конечного пользователя.

Каков уровень подготовки школьников в области инженерии?

Подготовка учащихся в области стереометрии, инженерной графики, теории механизмов и машин, деталей машин на сегодняшний день находится на низком уровне и имеет тенденцию к снижению. Такие выводы сделаны из статистики выполнения стереометрической задачи с развернутым ответом ЕГЭ по математике и дисциплин, вызывающих большее количество трудностей у студентов. Это вызвано отсутствием наглядных моделей. В настоящее время в образовательных учреждениях используются компьютеры, на которых можно предварительно смоделировать нужную деталь, напечатать ее в требующемся размере и наглядно рассмотреть.

Помогают ли аддитивные технологии в эффективном формировании совместной командной деятельности?

Проектная деятельность в области аддитивных технологий основана на командной работе с распределением обязанностей. Взаимодействие и обмен этими знаниями позволяет команде находить инновационные решения и разрабатывать более эффективные стратегии выполнения проекта. Процесс 3D-печати происходит в несколько этапов: создание чертежа, модели и дизайна, печать, постобработка, засветка. В команде каждый участник может взять на себя определенные задачи в соответствии со своими навыками. Это позволяет эффективно распределять работу и достигать лучших результатов.

Коллективное обсуждение и взаимодействие в команде способствуют появлению разнообразия идей и подходов к решению проблем. Это может привести к созданию более креативных и инновационных решений, которые могли бы быть упущены при работе в одиночку. Работа в команде стимулирует участников проекта, так как они чувствуют себя частью целого и видят вклад каждого члена команды в общий успех. В результате получаем повышение мотивации и энтузиазма, а впоследствии производительности.

Подводя итог, можно выделить, что интеграция аддитивных технологий в проектное обучение представляет собой эффективный способ улучшить процесс обучения и подготовку студентов к реальным производственным задачам. Это позволяет студентам развивать не только технические навыки, но и креативное мышление, коммуникацию и умение находить решение в нестандартной ситуации. Это создает более благоприятные условия для подготовки кадров к современным вызовам рынка труда.

Автор статьи Богуш М.М.