ПРИМЕНЕНИЕ 3D-ТЕХНОЛОГИЙ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ

APPLICATION OF 3D-TECHNOLOGIES IN A GENERAL EDUCATION SCHOOL

Denis Potapov

master's student, department of design, Kazakh National Pedagogical University named after Abai,

Kazakhstan, Almaty,

АННОТАЦИЯ

В данной статье исследуется потенциал применения 3Д-технологий в общеобразовательной школе. В работе представлены различные аспекты использования 3Д-печати и 3Д-моделирования в ходе учебной деятельности и предлагаются способы реализации данных технологий, как средств повышения эффективности образовательного процесса. В исследовании также рассматриваются потенциальные трудности, которые могут возникнуть при организации работы с вышеупомянутыми технологиями в образовательном учреждении.

ABSTRACT

This article explores the potential for 3D-technologies in a comprehensive school. The paper examines various aspects of using 3D-printing and 3D-modeling in educational activities and provides ways to implement data technologies, such as means of increasing the efficiency of the educational process. The review also takes into account potential difficulties that may arise when organizing work with the above-mentioned technologies in an educational institution.

Ключевые слова: аддитивное производство; 3д-печать; прототипирование; 3д-моделирование; образовательная организация; школа.

Keywords: additive manufacturing; 3D-printing; prototyping; 3D-modeling; educational organization; school.

3Д-технологии, такие как 3Д-моделирование и аддитивное производство (3Д-печать, прототипирование), в современных реалиях являются крайне эффективными инструментами, имеющими широкий спектр применения в самых различных сферах [3, с. 24], в том числе и в образовании. С помощью трехмерной графики и 3Д-печати можно значительно разнообразить и упростить образовательный процесс, а также повысить его эффективность.

Одним из способов применения вышеупомянутых технологий является создание наглядных пособий [1, с. 52] по учебным дисциплинам. Аддитивное производство позволяет в кратчайшие сроки и с минимальными затратами создать модель практически любого объекта, который в дальнейшем будет выступать в качестве наглядного пособия. Это, в свою очередь, позволит реализовать на практике принцип наглядности [2, с. 160], задействовать больше типов восприятия обучающихся, а также повысить их интерес к изучаемой теме.

Ученики и сами могут принимать участие в создании и разработке различных материалов, применяемых на уроках, посредством 3Д-технологии [2, с. 161]. Это повысит их вовлеченность в образовательный процесс, что благотворно повлияет обучение. Кроме того, в процессе разработки наглядного пособия, ученики столкнутся с необходимостью тщательного изучения характеристик и особенностей моделируемого предмета [3, с 28]. Это в свою очередь позволит укрепить межпредметные связи между различными дисциплинами, что благотворно скажется на дальнейшем обучении.

Однако вышеупомянутая деятельность учеников требует серьезной организации, так как речь идет о работе со сложным оборудованием, требующем четкого следования техническим предписаниям и технике безопасности. Для этого могут создаваться различные кружки или проводится мастер-классы, основой которых будут являться трехмерная графика и 3Д-печать. В ходе такой внеурочной деятельности обучающиеся смогут ознакомится с теоретической частью данного направления, а также применить приобретенные знания на практике.

Аддитивное производство – сложный, комплексный процесс, требующий определенных знаний в различных областях. Ввиду данного обстоятельства, параллельно с обучением 3Д-печати с учениками можно проводить профориентационную работу.

Прежде всего для печати необходимо создать 3Д-модель. В ходе данной работы, ученики ознакомятся с различным программным обеспечением, предназначенным для трехмерного моделирования. Знания в данной сфере будут крайне полезны, так как 3Д-моделирование на данный момент применятся во многих сферах нашей жизни.

Также учащимся предстоит работа непосредственно с самим 3Д-принтером. В ходе обучения они ознакомятся с различными типами 3Д-принтеров, их преимуществами, недостатками и сферами применения. Будут получены знания о материалах, применяемых для печати, их механических и химических свойствах, а также методах обработки. Данные знания хоть и имеют свою специфику, но все же пересекаются с различными отраслями промышленности и будут крайне полезны для общего кругозора.

3Д-принтер является сложным производственным оборудованием, а значит работа с ним требует четкого следования предписаниям технической документации и технике безопасности. Соответственно, во время работы с данным оборудованием учащиеся будут формировать в себе производственную культуру и дисциплину. Данные качества будут крайне полезны в повседневной жизни и являются необходимыми при организации любой работы.

Еще одним способом применения аддитивного производства в школе может являться его использование в качестве инструмента для реализации различных проектов учеников, касающихся экологии, весьма актуальной в современных реалиях темы. Самый распространенный на данный момент тип принтеров (FDM) использует в качестве расходного материала различные виды пластиковой нити - филамента. С помощью определенного оборудования имеется возможность самостоятельно создавать филамент из пластиковых бутылок, состоящих из PET-пластика [4, с. 31], и печатать из него различные изделия. Таким образом получится реализовать на практике переработку пластика и его повторное использование в качестве материала для печати. Это позволит ученикам принять участие в защите окружающей среды, а также даст возможность по-новому взглянуть на проблемы экологии и пути их решения.

Однако, несмотря на большой потенциал трехмерной графики и 3Д-печати, имеется ряд особенностей, которые необходимо учитывать, так как они могут стать препятствием при организации различной деятельности, связанной с данными технологиями в школе.

Работа в сфере 3Д требует немалого финансирования ввиду того, что для работы необходимы компьютеры средней мощности, 3Д-принтеры и расходные материалы [3, с 26]. Даже с учетом того, что на данный момент на рынке представлено множество моделей всех ценовых категорий как принтеров, так и расходных материалов, оснащение даже небольшого класса требует хорошего финансирования.

Помимо оборудования, для работы с аддитивным производством необходимо помещение с определенными характеристиками. Оно должно иметь хорошее освещение, возможность проветривания (а в некоторых случаях вытяжку) и стабильное электроснабжение.

Однако самым главным препятствием для организации различной деятельности данной сфере является наличие квалифицированных и компетентных кадров [3, с. 26]. 3Д-печать - относительно молодая дисциплина и представлена далеко не во всех учебных заведениях. Ввиду данного обстоятельства, не так много педагогов способных полноценно работать в данном направлении, так как для этого нужно иметь определенные компетенции в педагогике, 3Д-моделировании и работе с оборудованием для 3Д-печати.

Подводя итог, можно сказать, что 3Д-технологии являются отличным инструментом и имеют огромный потенциал в образовательной сфере. Они могут положительно повлиять на весь учебный процесс, разнообразить его и поднять эффективность обучения. Также имея опцию выступать в качестве базы для внеурочной деятельности, 3Д-технологии могут вовлекать учеников в образовательный процесс, строить межпредметные связи и помогать с проведением профориентационной работы. Исходя из всего вышесказанного применение 3Д-технологий позитивно скажется на работе образовательного учреждения и даже несмотря на ряд сложностей при организации работы с ними они имеют отличные перспективы в сфере образования.

Список литературы:

1. Аспекты использования технологий прототипирования и искусственного интеллекта в рамках цифровой трансформации образовательного процесса / О. В. Дружинина, Е. В. Игонина, О. Н. Масина, А. А. Петров // Современные информационные технологии и ИТ-образование. – 2020. – Т. 16, № 1. – С. 50-63.
2. Горбунов Н.А., Чудинский Р.М. Прикладные аспекты применения аддитивных технологий в общеобразовательной организации. // Вестник Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы – 2022. – Т. 3, №1. – С. 159-161.
3. Роль аддитивных технологий в формировании социокультурной среды образовательной организации / В.Б. Клепиков, Е.И. Пономарева, А.В. Чечулова, Н.А. Иваненков // Нижегородское образование. – 2020. – №3. – С. 23–31.
4. Свиридов, А. С. Малогабаритный экструдер для переработки пластиковых отходов // Наука без границ. – 2021. – № 1. –С. 30-35.