ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ ДИФЕРЕНЦІАЦІЇ НАВЧАЛЬНИХ ЗАВДАНЬ З 3D-ДРУКУ НА УРОКАХ ТЕХНОЛОГІЙ У ЗАКЛАДАХ ЗАГАЛЬНОЇ СЕРЕДНЬОЇ ОСВІТИ

Abstract

У статті розглянуто проблему теоретичного обґрунтування диференціації навчальних завдань з 3D-друку на уроках технологій у закладах загальної середньої освіти. Актуальність дослідження зумовлена активним упровадженням адитивних технологій у шкільну практику, що відкриває нові можливості для розвитку технологічної грамотності, просторового мислення, проєктних та інженерних умінь учнів, однак водночас виявляє недостатню розробленість методичних засад добору навчальних завдань відповідно до вікових і когнітивних особливостей здобувачів освіти. Метою статті є теоретичне обґрунтування засад диференціації навчальних завдань з 3D-друку на основі аналізу психолого-педагогічних концепцій вікового розвитку та сучасних досліджень у галузі використання адитивних технологій в освіті, а також визначення критеріїв добору завдань і рівнів їх складності. У дослідженні використано методи теоретичного аналізу, синтезу, порівняння, узагальнення наукових джерел і теоретичного моделювання. Установлено, що теоретичним підґрунтям диференціації навчальних завдань з 3D-друку є теорія стадій когнітивного розвитку J. Piaget, концепція зони найближчого розвитку L. Vygotsky та теорія конструкціонізму S. Papert та I. Harel. Визначено, що ефективна організація навчання з 3D-друку потребує врахування вікових особливостей учнів, рівня сформованості просторового мислення, ступеня самостійності, характеру педагогічної підтримки та практичної значущості результату. Обґрунтовано доцільність зосередження на учнях 5–11 класів, для яких застосування 3D-друку може бути педагогічно виправданим за умови відповідного добору змісту й рівня складності завдань. Визначено основні принципи побудови диференційованої системи навчальних завдань: відповідності когнітивному розвитку, оптимального рівня складності, практичної значущості результату, міжпредметної інтегрованості та поступового розширення самостійності. На цій основі визначено критерії добору завдань і обґрунтовано три рівні їх складності: репродуктивний, частково-пошуковий і творчо-дослідницький. Практичне значення результатів полягає в можливості використання запропонованих положень як теоретико-методологічної основи для подальшого розроблення системи практичних завдань і навчальних проєктів з 3D-друку для учнів різних вікових груп.

References

1.  Morze, N. V., Varchenko-Trotsenko, L. O., & Tiutiunnyk, A. (2016). Vprovadzhennia STEAM navchannia z vykorystanniam 3D tekhnolohii: modeliuvannia, skanuvannia ta druk. Vidkryte osvitnie e-seredovyshche suchasnoho universytetu, 2, 200–208. URL:          https://openedu.kubg.edu.ua/journal/index.php/openedu/article/view/31 [in Ukrainian].

2.  Coşkun, T. K., & Deniz, G. F. (2021). The Contribution of 3D Computer Modelling Education to Twenty-First Century Skills: Self-assessment of Secondary School Students. International Journal of Technology and Design Education. DOI: https://doi.org/10.1007/s10798-021-09660.

3.  Fokides, E., & Lagopati, G. (2024). The utilization of 3D printers by elementary-aged learners: A scoping review. Journal of Information Technology Education: Innovations in Practice, 23. URL: http://www.jite.org/documents/Vol23/JITE-IIPv23Art006Fokides10213.pdf.

4.  Novak, E., Brannon, M., Librea-Carden, M. R., & Haas, A. L. (2021). A systematic review of empirical research on learning with 3D printing technology. Journal of Computer Assisted Learning, 37(5), 1455–1478. DOI: https://doi.org/10.1111/jcal.12585.

5.  Papert, S., & Harel, I. (1991). Situating Constructionism. In S. Papert & I. Harel (Eds.), Constructionism: Research Reports and Essays, 1985–1990 (pp. 1–12). Norwood, NJ: Ablex Publishing Corporation.

6.  Pearson, H. A., & Dubé, A. K. (2022). 3D printing as an educational technology: Theoretical perspectives, learning outcomes, and recommendations for practice. Education and Information Technologies, 27(3), 3647–3674. DOI: https://doi.org/10.1007/s10639-021-10733-7.

7.  Piaget, J. (1950). The Psychology of Intelligence. London: Routledge & Kegan Paul.

8.  Vygotsky, L. S. (1978). Mind in Society: The Development of Higher Psychological Processes. Cambridge, MA: Harvard University Press.