Проектно-исследовательская деятельность
проект по технологии

Учитель технологии

МБОУ «Средняя образовательная школа №91»

Арюков Ильмир Наильевич

Проектно-исследовательская деятельность как средство формирования профессиональных компетенций

Обучение никогда не исчерпывает ум   

(Леонардо да Винчи)

Казань, 2022

История развития человечества всегда сопровождалось стремлением улучшить общество, быт и открыть новые границы мироздания. Люди никогда не останавливались на достигнутом и стремительно двигались вперёд, так было во все времена, но развития последних лет забросило историю человечества так далеко вперёд, что прошлое с трудом укладывается в голове - наступил век цифровых технологий, роботизации и автоматизации.Недаром говорят, что 21 век — век информационных технологий.

Развитие инновационных технологий затронуло все аспекты жизни обычного человека и образовательная система не осталась в стороне. Учебная деятельность на всех ступенях (этапах) образовательного процесса интегрировалась с требованиями цивилизованного общества, что ставит перед педагогикой новые задачи. Современное информационное общество обуславливает заметные изменения в требованиях к образованию. Появление новых технологий, меняет саму модель образования обучаемого. Новое поколение воспринимает информацию и формирует знания иначе, чем предыдущие поколения, и задача современной школы предоставить учащимся новые технологические средства и методы образования. На помощь приходят информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) и новые средства обучения (станки ЧПУ, конструкторы для робототехники, и т.д.)

Современная система образования стала неотделимой от информационно-коммуникационных технологий, их распространение глубоко проникло в систему, став её частью, поэтому их использование носит ключевое и значение на всех уровнях, делая образовательный процесс в школах более эффективным. При этом, при отдельном рассмотрении каждого этапа познавательной деятельности такие технологии становятся не только инструментом познания, но и самим объектом практическихи научных исследований. Следовательно, инновации не только обеспечивают революционное развитие внутри отрасли знаний технологии, но и оказывают непосредственное влияние на научно-технический прогресс в сфере образовательного процесса. Таким образом,  проектная деятельность в технологии учащиесяиспользуют быстрое накопление интеллектуального, технологического и экономического ресурсов, которые гарантируют устойчивое. Особенность этих ресурсовв том что они универсальны, являются инструментом, применяемыми во всех отраслях знаний: гуманитарной, естественнонаучной, социально-экономической.

Современные технологии в сфере образования становятся способом организации процесса обучения. Такая организация отличается собственными принципами, средствами и методами, отличными от традиционно принятых способов организации учебного процесса. Применение таких современных подходов в качестве проектной деятельностив рамках учебного процессана уроках технологии позволяют получать больший образовательный эффект, а именно:

● значительно увеличивать объем получаемых знаний;

● обеспечивать возможность учащихся проявлять собственную творческую активность;

● добиваться усвоения большего числа необходимых навыков и умений на практике, а не в теории.

Согласно статье 75 Федерального закона от 29.12.2012 N 273-ФЗ (ред. от 07.03.2018) «Об образовании в Российской Федерации» дополнительное образование детей и взрослых направлено на формирование и развитие творческих способностей детей и взрослых, удовлетворение их индивидуальных потребностей в интеллектуальном, нравственном совершенствовании, а также на организацию их свободного времени. Современный подход к образованию предполагает развитие творческих начал у детей и молодёжи, что обеспечивает не только большую эффективность и результативность образовательного процесса, но и личностный рост самих обучающихся. Именно поэтому сегодня значительно внимание отводится участию обучающихся в различных кружках и секциях, молодёжь активно привлекается в социальные объединения и творческие студии для раскрытия своего творческого потенциала и самосовершенствования. Использование информационных технологий в этой связи крайне необходимо все глубже внедрять в процесс получения образования. Рассматривать весь аспект современных технологией является не возможным из-за обширного предмета исследования, поэтому мы рассмотрим только часть, а именно использованиесовременных технологий в проектной деятельности в рамках предмета технология. Обратимся к рассмотрению сущности проектного метода в целом. Данный метод заключается в организации образовательной деятельности, итогом которой становится разработка конкретного конечного продукта или получение определённого результата. В содержаниесущность школьного проекта можно выразить как образовательную технологию, обеспечивающую получение новых знаний и умений непосредственно в практической деятельности, максимально близкой к реальным жизненным условиям. Характерной чертой этого метода является использование проблемно-ориентированного поиска необходимой информации и разработке на её основе новых решений.

Метод проектов – это такой способ обучения, при котором ученик самым непосредственным образом включён в активный познавательный процесс; он самостоятельно формулирует учебную проблему, осуществляет сбор необходимой информации, планирует варианты решения проблемы, делает выводы, анализирует свою деятельность, формируя «по кирпичикам» новое знание и приобретая новый учебный и жизненный опыт.Еще всеми известный немецкий физик-теоретик Альберт Эйнштейн говорил: “Дети любят искать, сами находить. В этом их сила”. Сегодня проектный метод уже широко используется в системах образования. Все это обуславливается такими преимуществами, так:

 ● приобретение учениками новых знаний и умений не путём получения информации непосредственно от учителей и чтения учебников, а самостоятельная «добыча» этих знаний исходя из решения практических задач;

● умение применения учениками полученных знаний на практике для решения конкретных задач;

● приобретение не только учебных знаний, но и развитие навыков коммуникации, командной работы учащихся, а также исполнение в рамках проектов различных социальных ролей от лидера до исполнителя;

● получение навыков использования базовых методов исследования, таких как сбор и анализ информации, составление гипотез, их доказательство или опровержение, приобретение умений формулировки выводов и заключений.

Иными словами проектная деятельность это создание нового, решения практических задач и проблем и с развитием новых технологий соответственно меняются сами инструменты. В данной статье проектная деятельность рассматривается с точки зрения занятий дополнительного образования технической направленности и предметной области - Технология. Организация учебного процесса с использованием современных технологий кардинально меняет суть подхода к проектной деятельности. Актуальным данную тему делает то, что умения и навыки формируемые у обучающихся на уроках технологии и на занятиях допобразования по классической программе, используемой в большинстве образовательных организаций, становится неэффективным, так как выпускнику негде использовать данные навыки во взрослой жизни и в профессиональной деятельности. В качестве примера может послужить ручная обработка древесинына уроках технологии, хотя существует множество электрических современных инструментов, позволяющих получить наилучший результат с наименьшими усилиями.Современные технологии, согласно педагогическому терминологическому словарю - это набор методов, средств и мероприятий, обеспечивающих инновационную деятельность. В данной статье под современными технологиями будут пониматься те инструменты и средства которые непосредственно используются в современной промышленности и являются базовыми умениями и навыками при подготовке специалистов инженерно-технической направленности. Новых современных технологий множество, рассмотрим некоторые из них: станки ЧПУ (числовое программное управление), образовательные конструкторы для робототехники (Lego - один из самых распространенных и его аналоги), использование программ для трехмерного моделирования (Компас 3Д, Автокад. Мы их условно будем рассматривать по назначению возрастных категорий: основной школы, средней школы. Отличие дошкольного образования от общего состоит в том, что в нем отсутствуют жёсткие и сильно ограничивающие требования. Если общее образование состоит в приобретении базовых знаний школьной программы, то поле деятельности дополнительного образования более широко. Оно направлено на развитие и совершенствование навыков учащихся и расширение их круга знаний.Один из основателей современных персональных компьютеров, американский учёный в области теории вычислительных систем, говорил, что дети должны начинать овладевать компьютером как можно раньше и в юном возрасте обращаться к изучению процессов моделирования и программирования. Исходя из этого становится целесообразной идея создания подготовительного курса информационных технологий в начальных классах, ведь это поможет школьникам на раннем этапе освоить базовые инструменты необходимые для успешного изучения дальнейшего курса программирования в более старших классах. Безусловно в данном случае необходимо сделать поправку на то, что этот подготовительный курс должен соответствовать возрастным возможностям и способностям учащихся.При проведении анализа образовательных программ дополнительного образования было выявлено широкое использование педагогами в этих программах такие инструменты, какКомпас-3D, Red Café,Planner5Dи ряд других. Для исследования выбрана более популярная и эффективная программа, которая называется Компас-3D. Учебная версия системы Компас-3D LT входит в составСтандартного базового пакета программного обеспечения первая помощь, поступившего во все общеобразовательные учрежденияРоссийской федерации в рамках приоритетного национальногопроекта «Образование».Компас-3D — это система моделирования для создания трёхмерных моделей и чертежей, которую удобно использовать как для обучения, так и для творчества,также она открывает новые возможности впонимании черчения, превращая его изучениев увлекательное занятие.Преимущества работы с данной программой заключаются в:

● возможности работы с программой без подключения к интернету, то есть в режиме оффлайн;

● возможности создания собственных проектов;

●существование галереи готовых работ, выполненных другими учениками и возможности ознакомления с ними;

● ориентированности работыв программе учащимися различных возрастов: от средних до старших классов.

Помимо всех вышеуказанных преимуществ Компас-3Dпредоставляет возможность по итогам своей работы ученик может создать собственный чертёж изделия.Все это сохраняется в стандартных форматах,  и можно поделиться проектом даже в интернете при помощи открытия общего доступа к проекту. Компас-3D – бесплатный продукт в свободном доступе, поэтому работать с ним можно как в общеобразовательной школе или дополнительном образовании, так и дома. Следует отметить, что сегодня умение работать в технических программах относится к одним из наиболее востребованных и перспективных направлений технологии, что делает изучение такого направления особенно актуальным. Такая востребованность объясняется широким спектром применения умений работы с чертежамив сфере автомобилестроения, производство мебели и т.д.Однако становление специалиста в этих областях – это длинный, сложный путь и если начать его ещё со школы, то в конечном счёте можно получить гораздо более квалифицированных специалистов. С такой подготовкой школьные дисциплины, в которых косвенным образом закладываются эти самые базовые знания, уже не справляются. Так например физико-математические дисциплины не в силах дать ту необходимую базу знаний. Именно поэтому в современных школах все более значительное внимание следует уделять таким предметам, как технология и информатика, ведь они не менее важны и необходимы. С переходом в более старшее звено учащиеся с расширением своих  знаний и умений, могут расширить предмет исследования, сами смогут создавать и работать над проектами с нуля реализовать свои идеи, обобщая ранее полученные умения и навыки. Для решения данных задач наиболее эффективно использовать станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Такие станки представляют собой высокотехнологичное оборудование, в котором исполнительные устройства (приводы) управляются автоматически. Принцип работы станка заключается в управлении приводами на основе определённой программы, которые, в свою очередь приводят в действие рабочий элемент станка. Оборудование с ЧПУ может иметь несколько различных форматов – это:

● станочный парк (например, специальные станки для обработки металла, древесных материалов или пластмассы)

● приводы асинхронных электродвигателей на векторном управлении;

● система управления современными промышленными роботами;

● периферийные устройства (3D-принтер или сканер).

Неоспоримым преимуществом станков с ЧПУ становится возможность работы с ними без квалифицированного специалиста, то есть станочника, необходимо лишь обучить учителей основам управления программой. Так же такие станки сочетают в себе высокое качество производимых продуктов наравне с не менее высокой производительностью, что позволяет отнести такое оборудование к числу современных. Использование таких станков значительно повышает общий уровень культуры производства. Ещё одним перспективным направлением проектирования становится трёхмерная печать, возможности которой способны заменить стандартные макеты объектов или архитектуры. А 3D-детали можно использовать для создания дизайнерских проектов, элементов искусства, деталей механизмов и машин. Несмотря на то, что трёхмерная печать появилась ещё в 80-х годах прошлого века, именно сейчас данное направление находится на этапе своего стремительного развития. Принцип трёхмерной печати заключается в создании 3D цифровой модели, которую специальный принтер достаточно быстро изготавливает из пресс-формы по слоям.Применение такой технологии печати в силах составить конкуренцию традиционным формам прототипирования и быть использован для создания, например, запасных деталей или полноценных небольших машин, электроники и что самое главное, такой принцип печати не наносит вред окружающей среде. Для использования технологии трёхмерной печати необходим комплекс знаний вразличного спектра дисциплинах, начиная с моделирования и программирования, заканчивая физикой и математикой. В рамках образовательного процесса трёхмерная печать может стать эффективным образовательным инструментам, демонстрирующим учащимся возможности самостоятельного творчества вместо использования готовых продуктов. Внедрение трёхмерной печати в образовательный процесс можно сравнить с внедрением обычных компьютеров ведь ещё некоторое время назад школы не просто не имели компьютерных классов, в них вовсе не было компьютеров. Закупки начинались с нескольких единиц на всю школу, а уже сегодня компьютеры являются неотъемлемой частью учебного процесса, такую же параллель можно провести и с 3D-принтерами. Все рассмотренные выше технологии и инструменты могут стать частью образовательного процесса в обозримом будущем, однако, их применение не принесёт должного результата без существования специальных инструментальных сред моделирования и систем автоматизированного проектирования (САПР). САПР – это целый комплекс технических, алгоритмических, программных и информационных средств, которые способствуют автоматизации и эффективной организации проектной деятельности, что просто необходимо для достижения каких-либо значимых результатов. Неотъемлемая часть САПР – специальное программное обеспечение ComputerAidedDesign (CAD), наиболее известными средами которого являются программы AutoCAD, Inventor (Autodesk), SolidWorks, КОМПАС (АСКОН). Их сравнение уже производилось неоднократно в различных исследованиях, итогом которых стало заключение о том, что все они включают в себя необходимый набор инструментов для проектирования. Исходя из всего сказанного ранее следует сделать вывод о необходимости использования систем проектирования и моделирования в дополнении с технологиями трёхмерной печати для обеспечения разнообразия и снижения сложности образовательного процесса, а также достижения целей, поставленных перед обучающимися. Современные технологии в наше время играют важную роль не только в профессиональных сферах, но и в образовании, ведь именно они позволят вывести школьную проектную деятельность на принципиально новый уровень, модернизировать систему образования в соответствии с потребностями XXI века и стимулировать обучающихся к получению новых знаний и освоению традиционных дисциплин в новом формате на более высоком уровне, что подготовит их к освоению будущих профессий. На сегодняшний день технологии хоть и являются неотъемлемой частью многих отраслей, но в рамках образовательного инструмента они все ещё не достаточнооценены. Но несмотря на это все же современная система образования уже начала оценивать информационные технологии как эффективный инструмент помощи в образовательном процессе, основываясь на том, что практические знания всегда лучше запоминались и легче воспринимались, чем теория. Это может принести пользу практически любой области обучения, позволяя учащимся лучше понять концепции математики, информатики, черчения и физики, путём личного взаимодействия с их собственными реальными проектами.