Инженеры будущего из Тюмени: как школьников учат с помощью 3D-технологий

Мальчики с помощью 3D-ручки конструируют 3D модель

Фото: Виктор ГУСЕЙНОВ. Перейти в Фотобанк КП

Знать, как устроен 3D-принтер, уметь запроектировать модель в компьютерной программе и тут же создать готовый продукт. Нет, речь идет не об инженерах на производстве, а об обычных мальчишках и девчонках, которые учатся в школе.

ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ

В регионе под патронажем департамента по образованию и науке Тюменской области успешно реализуются многие проекты, но один из приоритетных направлен на развитие дополнительного образования детей в сфере научно-технического творчества, а в частности 3D-моделирования и прототипирования. В рамках программы кружки и секции организованы во многих школах региона, и все их координирует одно учреждение - региональный ресурсный центр по развитию образовательной робототехники и прототипирования.

- Мы отвечаем как за проведение соревнований, так и за отбор детей на соревнования и конкурсы общероссийского уровня. В рамках направления по прототипированию мы уполномочены работать со всеми общеобразовательными организациями Тюменской области. На нашей базе проходят не только региональные соревнования, мы также работаем с педагогами по повышению квалификации, разрабатываем методические рекомендации, ведем кружки для детей, обучаем студентов, - рассказала Лариса Литус, начальник центра.

Тюменские ребята сильны и в робототехнике...

Фото: Лидия Шумкова. Перейти в Фотобанк КП

Она пояснила, что на базе учреждения функционирует клуб «Робокрафт». С конца 2016 года в рамках госзадания там ведется работа с детьми по трем направлениям: кружки «Lego», «Трик и К0» и «3D». Все направления взаимосвязаны, однако наиболее глубокое изучение технологий 3D-моделирования и печати происходит в рамках кружка «3D». Вот уже полтора года туда ходят заниматься дети с 10 лет, которые проявляют недюжие способности к техническим специальностям и пространственному мышлению. Занятия проходят с сентября по май с перерывами на каникулы.

ТВОРЧЕСТВО И ИНЖЕНЕРИЯ

Руководитель учебно-методического отдела и педагог Екатерина Лисина занимается обучением детей в кружке «3D». По ее словам, с детьми заниматься намного проще, чем со взрослыми.

- Изначально у нас стоял серьезный вопрос – детям 10-14 лет освоить тяжелую техническую программу будет сложно. Но оказалось, что объяснять им оказалось проще, чем взрослым. Детям это интересно, для них это ново. Они для себя компьютер видели, в основном, в качестве игрушки и социальных сетей. А тут им показывают, что у него есть другие возможности, - пояснила она.

Вместе с педагогом ребятишки занимаются в Компас-3D, Fusion и успели познакомиться с SolidWorks. Проектирование во всех этих программах достаточно серьезное, потому дети начинают изучение от самых истоков – от типов линий на чертеже и построения геометрических фигур. А затем в программе они разбирают каждую операцию.

- У нас практикуется несколько вариантов работы. Ведь если 12-летнему ребенку просто дать технический чертеж, то он увидит линии, которые ему не интересны. Если же показать ему 3D-модель и подключить к этому измерительный инструмент, то он начинает видеть деталь со всех сторон, изображать ее по-своему на листе, - прокомментировала Екатерина Лисина.

10-14-летних детей, а именно таков основной возраст участников кружка «3D», не только занимают техническими задачами. Им дают возможность реализоваться творчески.

...и в прототипировании и 3D-моделировании

Фото: Лидия Шумкова. Перейти в Фотобанк КП

- На нашем выставочном стенде представлены работы, изготовленные в том числе 3D-ручкой. Они имеют скорее творческую составляющую программы обучения. Но это тоже необходимая часть образовательного процесса, в том числе и потому, что многие конкурсы, в которых участвуют дети, требуют творческого подхода, - прокомментировала педагог.

Она заверила, 3D ручка –такой инструмент, который позволяет развивать воображение, пространственное мышление. Ребенок начинает абстрактно мыслить и видеть предмет совсем с другой стороны. Такие ручки неплохо использовать, уже начиная с подготовительных групп детского сада, чтобы развивать у детей способности.

После того как дети научились базово создавать прототипы, они переходят к следующему этапу.

- Мы изучаем материалы, технологическое оборудование. Начинаем изучать настройку 3D-принтеров и постепенно продвигаемся к тому этапу, что ребенок начинает самостоятельно обслуживать 3D-принтер, но, конечно, под присмотром педагога, - рассказала руководитель учебно-методического отдела.

При 3D-печати используется только безопасный для детей пластик

Фото: Лидия Шумкова. Перейти в Фотобанк КП

Кстати, материал, с которым работают дети, экологически безопасный, биоразлагаемый. Вредных химических испарений не выделяет и безвреден для организма.

- С детьми мы занимаемся много и используем разные подходы. В рамках кружка мы один раз в неделю занимаемся по групповому принципу и еще один раз индивидуально и более углубленно. Это дает больше практики, - добавила Екатерина Лисина.

Пока программа написана на два года, но по мере необходимости она будет корректироваться - в зависимости от знаний ребенка и новых веяний в этой инновационной отрасли.

ПЕРСПЕКТИВЫ

Пока программа обучения младших школьников рассчитана на два года, но в процесс образования постоянно вносятся коррективы, связанные в том числе с появлением в отрасли новых технологий. Так, в перспективе будет вводится новая компетенция – 3D-сканирование, можно сказать, процесс, обратный 3D-печати.

Что касается других учреждений образовательной отрасли, то во многих школах Тюменской области постепенно внедряются новые технологии. Там также проходят занятия по 3D-моделированию в рамках дополнительных занятий, кружковой деятельности. А чтобы учителя были компетентны по предмету, они проходят обучение в ресурсном центре.

В компьютерном классе есть место и для технологий, и для творчества

Фото: Лидия Шумкова. Перейти в Фотобанк КП

- Учителя, которые стремятся освоить новую компетенцию и преподавать ее у себя в школе, могут пройти курсы. Мы даже внедряли подобную программу для воспитателей – в части работы с 3D-ручками, но пока это не так распространено, как с учителями, - пояснила Екатерина Лисина.

А вообще, с учетом того, что на многих предприятиях 3D-оборудование уже внедряется как обязательный компонент производства, возрастает и ажиотаж вокруг кружковой деятельности по прототипированию и 3D-моделированию.

- Робототехника развивается у нас примерно с 2014 года, она более популярна. Прототипирование – менее распространенное направление. Но спустя полтора года можно сказать, что интерес к нему возрос. В сентябре 2017 года у нас был ажиотаж, был даже организован конкурсный отбор детей. Таким же путем мы пойдем и в этом году. Примерные списки детей будут формироваться уже в первую неделю сентября. Для всех подавших заявки будут подготовлены задания на технические творчество, пространственное воображение, логическое мышление. И на основании результатов мы сделаем выводы, - рассказали в ресурсном центре.

Практикоориентированные стенды помогают быстрее усваивать сложный материал

Фото: Лидия Шумкова. Перейти в Фотобанк КП

ДОСТИЖЕНИЯ

- В прошлом году наши дети заняли первые места в JuniorSkills в компетенции «Прототипирование» до 14 лет и в этом году та же история. Мальчишки, которые отличились на уровне региона - Егор Замятин (11 лет) и Данил Федоров (12 лет), а также Илья Даценко и Матвей Доровин. В декабре мы с Егором и Данилом участвовали во Всероссийской олимпиаде по прототипированию, где пришлось соревноваться в старшей возрастной категории. Но у нас получилось выйти на достаточно хороший уровень - из 22 двух команд 6 место. Причем возраст наших ребят – 6 класс, а соперников – 9-10 класс.

Есть у воспитанников клуба по 3D-печати и дипломы финалистов конкурса «ВЗДумай», и дипломы участников в других региональных и не только соревнованиях.

- Во время участия в соревнованиях у детей появляется спортивный интерес. Они видят, как работают другие, и стремятся показать, что знают и умеют сами. В итоге в них подогревается стремление развиваться, познавать новое, самосовершенствоваться и обучаться дальше, - резюмировала Екатерина Лисина.