Конспект. Концепция разработана на основании поручения Президента Российской Федерации от 4 мая 2016 г

• Название: Концепция разработана на основании поручения Президента Российской Федерации от 4 мая 2016 г
• Дата: 20.07.2022
• Размер: 1.24 Mb.
• Имя файла: Конспект.rtf
• Тип: Документы; #633892
• страница: 10 из 16

Аналогичные процессы происходили и в системе образования Российской Федерации. В 1993 году в Базисный учебный план общеобразовательных учебных заведений была введена образовательная область «Технология», которая пришла на смену трудовому обучению, ориентированному на формирование навыков ручного труда и игнорировавшему быстрое развитие наукоемких технологий.

В соответствии с философией постиндустриального общества «Основным предназначением образовательной области «Технология» в системе общего образования является формирование технологической грамотности, технологической компетентности, технологического мировоззрения, технологической и исследовательской культуры школьника, системы технологических знаний и умений, воспитание трудовых, гражданских и патриотических качеств его личности, профессиональное самоопределение в условиях рынка труда, формирование гуманистически ориентированного мировоззрения».

Предметная область «Технология» начинает рассматриваться как метапредмет, сравнимый по своей образовательной значимости с естественнонаучными и гуманитарными областями знаний. Необходимость введения в учебный процесс содержания, связанного с изучением и приобретением опыта применения высоких технологий, привела к возникновению противоречий и вызвала волну дискуссий, инициированных обсуждением проекта общеобразовательной программы предметной области «Технология» (5-9 классы), разработанного в Приволжском филиале ФИРО под руководством Е.Я. Когана. Характерными особенностями данной программы являются отсутствие деления содержания обучения по трем направлениям «Индустриальные технологии», «Технологии ведения дома»,«Сельскохозяйственные технологии», широкое применение конструкторов для сборки различных механизмов, компьютерного моделирования технологических процессов. Полемизируя с авторами программы, Ю.Л. Хотунцев отмечает, что «технология становится гуманитарным предметом, опирающимся на информационные технологии, практическая деятельность по обработке материалов выполняется в часы внеурочной деятельности, т.е. фактически ликвидируется. Отбрасывается российский опыт обработки материалов и вариативного деления направлений технологической подготовки в рамках предмета «Технология». Практически исчезает необходимость иметь мастерские по обработке конструкционных материалов, ткани и пищевых продуктов».

Признавая справедливость данных критических замечаний, следует отметить возникновение глубоких противоречий в области конструирования содержания современного курса предметной области «Технология». С одной стороны, кажется очевидным, что школа должна формировать практические умения, связанные с традиционными методами ведения домашнего и сельского хозяйства, с присвоением традиционных методов обработки материалов. С другой стороны, удовлетворение потребностей постиндустриального общества связывается с овладением современными технологиями производства товаров и услуг, основанных на широком применении станков с ЧПУ, роботов и аддитивных технологий. Е.Я. Коган и др. формулируют это противоречие в достаточно острой форме: «Становится очевидным, что с одной стороны, мы наблюдаем процессы стремительной автоматизации, компьютеризации и роботизации производства, технократизации среды обитания человека, но в то же время общеобразовательная подготовка индивида к существованию в такой среде все менее адекватна изменяющимся условиям».

В проекте концепции развития технологического образования в системе общего образования РФ сделана попытка разрешить это противоречие путем введения модулей обучения по выбору, посвятив некоторые из них изучению современных технологий обработки материалов, но связав основное содержание курса с освоением традиционных технологий. Такое решение следует признать временным.

Ю.Л. Хотунцев совершенно справедливо подчеркивает: «Последняя половина XX века характеризовалась резким увеличением объема общественного производства в мире (в 7 раз с 1950 по 1990 гг.), появлением вычислительной техники и новых, в том числе высоких, материало- и энергосберегающих, наукоемких технологий. Началась третья технологическая революция в истории человечества, появилось постиндустриальное общество с высоким уровнем интеллектуальной составляющей труда – общество «белых воротничков», которое пришло на смену индустриальному обществу конвейерного производства – обществу «синих воротничков». Резкое увеличение объема используемой информации привело к созданию информационного мира». Однако необходимо отметить, что третья промышленная революция связана с принципиально новыми способами производства товаров, основанными на аддитивных технологиях.

Под аддитивным производством понимается «класс перспективных технологий кастомизированного производства деталей сложной формы по трехмерной компьютерной модели путем последовательного нанесения материала (как правило, послойного)». Детали изготавливаются 3D- принтером, работой которого управляет компьютерный файл, содержащий 3D-модель детали, виртуально «нарезанной» на тонкие слои, информация из файла передается в 3D-принтер для послойного формирования конечного изделия.

Методы аддитивного производства противоположны традиционным способам обработки материалов, основанным на удалении лишнего материала из заготовки путем ее механической обработки (резки, сверлении, фрезеровании и т. д.). При аддитивном производстве объект формируется путем послойного добавления материала, что позволяет создавать объекты сложной формы с внутренними пустотами, что приводит к значительному уменьшению отходов (экономия сырья может достигать 75%), снижению массы и времени изготовления изделий.

В статье Холмстрома и др. выделены уникальные возможности аддитивного производства, обеспечивающие следующие преимущества:

сокращение сроков и стоимости запуска изделия в производство благодаря отсутствию необходимости в специализированной инструментальной оснастке;

возможность и экономическая целесообразность мелкосерийного производства;

оперативные изменения в проекте на этапе производства;

функциональная оптимизация продукции;

экономическая целесообразность производства кастомизированной продукции;

сокращение потерь и отходов производства;

возможности для упрощения логистики, сокращения времени поставок;

уменьшение объемов складских запасов; персонализация дизайна.

В настоящее время разработаны несколько различных методов послойного формирования множества разнообразных объектов из самых различных материалов: полимеров, металлов, керамики, гипса, цемента, живых клеток (биопечать), композитов, пищевых материалов и т. д. Благодаря этому 3D печать нашла широчайшее применение в самых различных областях.

Аэрокосмическая промышленность (изготовление и восстановление деталей реактивных двигателей, устройств и их компонентов для авиационной и ракетной техники).

Оборонная промышленность (изготовление военной техники, оружия, снаряжения).

Автомобильная промышленность (изготовление деталей у узлов автомобилей).

Медицина (изготовление протезов тазобедренных и коленных суставов с помощью 3D-печати на основе данных компьютерной томографии, слуховых аппаратов и стоматологических изделий: протезов, коронок, брекетов, имплантов и т.п.; тканевых материалов для замены кожи; создание органов и тканей для трансплантации на основе биопечати клеток, белков, ДНК – практическое применение прогнозируется через 10-15 лет; изготовление лекарств и т. д.). Медицина является одной из отраслей, в которой применение технологий аддитивного производства развивается наиболее быстрыми темпами.

Строительство (возведение коробок зданий и сооружений с помощью строительного 3D-принтера).

Широкое распространение получила 3D-печать в изготовлении малых архитектурных форм, ландшафтном моделировании и архитектурном моделировании зданий, сооружений и городских районов.

Изготовление товаров широкого потребления. С помощью 3D- печати может быть изготовлена одежда и обувь, аксессуары для гаджетов, посуда и кухонная утварь, предметы мебели и детали интерьера и экстерьера, украшения и т. д. Здесь в полной мере проявляются достоинства кастомизации, присущие аддитивным технологиям. В проектировании необходимого объекта может принимать участие конечный потребитель, определяя размер, форму, цвет и другие характеристики изделия.

Пищевая промышленность. 3D-принтер может печатать пищевыми продуктами, создавая кулинарное изделие.

Искусство (создание скульптур и композиций, изделий прикладного и декоративного искусства).

Из приведенного описания видно, что аддитивные технологии в ближайшее время могут полностью вытеснить традиционные методы производства товаров, что нельзя не учитывать при проектировании содержания обучения в предметной области «Технология».

Внедрение 3D-печати в учебный процесс в его урочной и внеурочной частях позволяет реализовать в полном объеме проектную деятельность учащихся, продуктами которой могут являться множество самых разных объектов (модели разнообразных устройств, машин и механизмов, модели роботов, предметы прикладного и декоративного искусства, макеты зданий и сооружений и т.д.). При этом деятельность учащегося моделирует основные этапы работы инженера-технолога, разрабатывающего процедуру 3D-печати какого-либо объекта:

определение требований к конечному продукту (цель создания, назначение, цвет, размер, форма, материал, механические свойства, потребительские качества, оценка стоимости изготовления, время изготовления и др.);

предварительное макетирование (создание рисунков, набросков, эскизов, определение элементного состава и его структуры и др.);

создание виртуального образа (3D-модели) конечного продукта с помощью программ для 3D-моделирования или с помощью 3D- сканирования. Этап завершается созданием файла в формате STL, который распознается большинством современных 3D-принтеров;

обработка STL-файла будущего объекта специальной программой- слайсером, переводящей его в управляющий G-код для 3D-принтера. Программы-слайсеры разрезают 3D-модель на тонкие горизонтальные слои и преобразуют в цифровой G-код, понятный трехмерному принтеру. Этот код задает траекторию движения печатающей головки 3D-принтера при изготовлении изделия;

подготовка 3D-принтера к печати;

печать изделия;

конечная обработка изделия, удаление промежуточных поддерживающих конструкций;

оценка полученного результата, проверка степени его соответствия поставленной цели.

Из приведенного описания видно, что в процессе создания 3D-модели и ее печати на принтере учащиеся не просто знакомятся с аддитивными технологиями, но у них формируется комплекс базовых компетенций, необходимых для их самостоятельного применения в практической деятельности по проектированию и изготовлению различных предметов.

Применение 3D-принтеров в школе и в системе дополнительного образования детей позволяет решить целый комплекс взаимосвязанных задач, большинство из которых тесно связаны с реализацией целей ФГОС ООО:

изучение мира аддитивных технологий, формирование базовых компетенций, необходимых для проектирования и изготовления объектов с помощью 3D-печати;

профессиональная ориентация учащихся в области аддитивных технологий;

овладение проектными и исследовательскими умениями; формирование инженерного стиля мышления;

формирование метапредметных компетенций; личностный рост и самоопределение учащихся; развитие творческих способностей;

развитие пространственного мышления;

повышение уровня сформированности информационной компетентности;

развитие любознательности и познавательных интересов;

повышение уровня усвоения предметных дисциплин, содержание которых связано с проектной деятельностью на основе 3D-моделирования и печати.

Изучение в школе аддитивных технологий позволяет внести существенный вклад в модернизацию отечественного школьного образования и создает основу для подготовки кадров, способных реализовать Национальную технологическую инициативу.

Внедрение концепции в деятельность образовательных организаций невозможно без изменения нормативно-правового поля, создающего юридическую основу для построения современного образовательного процесса в предметной области «Технология» и регламентирующего деятельность педагогических работников и образовательной организации.

Концепция развития технологического образования в системе общего образования базируется на следующих нормативных документах.

3.2. Нормативные документы

Федеральный закон от 29.12.2012 г. №273-Ф3 «Об образовании в Российской Федерации» (с изм., внесенными Федеральными законами от 04.06.2014 г. № 145-ФЗ, от 06.04.2015 г. № 68-ФЗ (ред. 19.12.2016)).

Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 31.03.2014 г. № 253 «Об утверждении Федерального перечня учебников, рекомендуемых к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования» (в ред. Приказов Минобрнауки России от 08.06.2015 г. № 576, от 28.12.2015 г. № 1529, от 26.01.2016 г. № 38. от 21.04.2016 г. №459, от 29.12.2016 г. № 1677).

Приказ Минтруда России от 18.10.2013 г. № 544н (с изм. от 25.12.2014 г., в ред. Приказа Минтруда России от 05.08.2016 г. № 422н) «Об утверждении профессионального стандарта «Педагог (педагогическая деятельность в сфере дошкольного, начального общего, основного общего, среднего общего образования) (воспитатель, учитель)» (Зарегистрировано в Минюсте России 06.12.2013 г. № 30550).

Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 30.08.2013 г. №1015 (в ред. Приказов Минобрнауки России от 13.12.2013 г. 1342, от 28.05.2014 г. №598, от 17.07.2015 г. № 734) «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по основным общеобразовательным программам – образовательным программам начального общего, основного общего и среднего общего образования» (Зарегистрировано в Минюсте России 01.10.2013 г. №30067).

Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 29.12.2010 № 189 (ред. от 25.12.2013 г.) «Об утверждении СанПиН 2.4.2.2821-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях» (Зарегистрировано в Минюсте России 03.03.2011 г. № 19993), (в ред. Изменений № 1, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 29.06.2011 № 85, Изменений № 2, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерацин от 25.12.2013 г. № 72, Изменений № 3, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 24.11.2015 г. № 81).

Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 10.07.2015 г. №26 «Об утверждении СанПиН 2.4.2.3286-15 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения и воспитания в организациях, осуществляющих образовательную деятельность по адаптированным основным общеобразовательным программам для обучающихся с ограниченными возможностями здоровья» (Зарегистрировано в Минюсте России 14.08.2015 г. № 38528).

Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 09.06.2016 г. № 699 «Об утверждении перечня организаций, осуществляющих выпуск учебных пособий, которые допускаются к использованию при реализацииимеющихгосударственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования» (Зарегистрировано в Минюсте России 04.07.2016 г. № 42729).

Нормативные документы, обеспечивающие реализацию федеральных государственных образовательных стандартов общего образования:

Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 06.10.2009 г. №373 (в ред. Приказов Минобрнауки России от 26.11.2010 г.№ 1241, от 22.09.2011 г. № 2357, от 18.12.2012 г. № 1060, от 29.12.2014 г. № 1643, от 18.05.2015 г. № 507, от 31.12.2015 г. № 1576) «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования» (Зарегистрирован Минюстом России 22.12.2009 г.№ 17785).

Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 17.12.2010 г. № 1897 (в ред. Приказов Минобрнауки России от 29.12.2014 г. № 1644, от 31.12.2015 г. № 1577) «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования» (Зарегистрирован Минюстом России 01.02.2011 г. № 19644).

Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 17.05.2012 г. №413 (в ред. Приказов Минобрнауки России от 29.12.2014 г. №1645, от 31.12.2015 г. № 1578) «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования» (Зарегистрирован Минюстом России 07.06.2012 г. № 24480).

Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 19.12.2014 г. № 1598 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования обучающихся с ограниченными возможностями здоровья» (Зарегистрировано в Минюсте России 03.02.2015 г. № 35847).

Нормативные документы, обеспечивающие реализацию Федерального компонента государственного образовательного стандарта:

Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 05.03.2004 г. № 1089 «Об утверждении Федерального компонента государственного образовательного стандарта начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования» (в ред. Приказов Минобрнауки России от 03.06.2008 г. № 164, от 31.08.2009 г. № 320, от 19.10.2009 г. № 427, от 10.11.2011 г. № 2643, от 24.01.2012 г. № 39, от 31.01.2012 г. № 69, от 23.06.2015 г. № 609).

Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 07.07.2005 г. №03-126 «О примерных программах по учебным предметам федерального базисного учебного плана».

Однако для реализации Концепции необходимо разработать и утвердить изменения в следующих нормативных документах:

Федеральных государственных образовательных стандартах начального общего, основного общего и среднего общего образования в контексте изменений: предметных результатов освоения основной образовательной программы (предметная область «Технология»); требований к кадровым и материально-техническим условиям реализации основной образовательной программы.