Kazanobr.ru | Электронный научно-методический журнал | Выпуск №43

2d- и 3d- моделирование как форма визуализации результатов проектной деятельности учащихся

Сырова Ольга Варсонофьевна
Заслуженный учитель РТ
учитель математики высшей квалификационной категории
МБОУ «Гимназия №94 им. Л.Н.Мурысина»

В настоящее время актуальна исследовательская и проектная деятельность обучающихся в урочное и во внеурочное время. Формирование и развитие исследовательской компетенции учащихся через проекты являются одной и составляющей подготовки потенциальных выпускников к жизни в стремительно развивающемся обществе.

Ученые и педагоги активно рассматривают суть и проблемы развития исследовательской компетенции обучающихся. Так Зимняя И. А. считает, что исследовательские умения – это результат и мера исследовательской деятельности, т.е. как способность к проведению самостоятельных наблюдений, экспериментов, приобретаемые в процессе решения различного рода исследовательских задач [1]. По мнению Андреева В. И. [2], Обухова А. С. [3] и других авторов «исследовательская компетенция проявляется, как правило, в деятельности, в частности, исследовательской». Исследовательскую компетенцию Феськова Е.В. определяет как совокупность знаний, умений, навыков и способов деятельности, позволяющих человеку быть в позиции исследователя по отношению к окружающему миру, выражающейся через чувствительность к проблемам окружающего мира, умение распознавать и разрешать проблемную ситуацию с любым произвольным объектом или явлением окружающего мира, используя для этого различные теоретические и эмпирические источники информации [4].

В современных условиях в огромном потоке информации, быстроразвивающихся информационных и коммуникационных технологий к числу инновационных образовательных технологий целесообразно отнести и технологии 2D- и 3D- моделирования, которые можно применять для визуализации результатов экспедиционной деятельности проектных групп обучающихся.

В предложенном материале представлены проекты, выполненные обучающимися под руководством опытных наставников, с применением 2D- и 3D- моделирования: «Серебряный зал Юрьевской пещеры», «Изучение видового состава зоопланктона и условий его обитания на озерах Залесное и Лебяжье», «Исследование основных морфометрических характеристик русла реки Илеть на участке ее излучины».

В ходе исследования эколого-геологических аспектов Юрьевской пещеры была проведена топографическая съемка входного грота, прохода до первого зала (Серебряный зал). Также были представлены чертежи, планы, расчеты [5]. Для получения представления о геометрии коридоров и зала пещеры выполнили проекции на три плоскости, а для построения продольного профиля участка пещеры и сечений Серебряного зала была проведена высотная съемка. Используя план и результаты, построили развернутый продольный профиль – разрез на вертикальную плоскость. По результатам проведенных исследований нами был проведен первый этап построения 3D-модели Серебряного зала в программе Blender, что позволило получить большую наглядность изучаемого объекта. На основе полученных данных в программе Unity был разработан виртуальный гид по Серебряному залу пещеры. Используя различные карты нормалей, фотографии доломита и гипса, сделанные нами в пещере, мы смогли достичь максимальной реалистичности изучаемого объекта.

В исследовательском проекте «Изучение видового состава зоопланктона

и условий его обитания на озерах Залесное и Лебяжье» изучили видовой состав зоопланктона на озерах с разными источниками водного питания [6]. Знание глубин в промерных точках позволило создать картину рельефа дна на каждой станции. По этим данным построены чертежи поперечных сечений створов в масштабе 1:50 каждой станции. Для большей наглядности выполнена 2D- визуализация створов с помощью графического планшета, что позволило создать детальную картину условий существования зоопланктона в исследуемых озерах.

Во время реализации исследовательского проекта «Исследование основных морфометрических характеристик русла реки Илеть на участке ее излучины» обработали, систематизировали и обобщили географическую информацию, полученную в результате экспедиционных исследований. Провели математические расчеты и анализ замеров на точках створов излучины реки Илеть. Также выполнили необходимые математические построения и вычисления (профили поперечных сечений русла в створах, площади поперечных сечений, расход воды). Чтобы нагляднее представить характер поперечного сечения в створах, мы выполнили модели поперечного профиля при помощи 3D- ручки по чертежам в масштабе 1:100. Данные модели позволили нам наиболее полно отобразить картину поперечного сечения русла в пределах параметров излучины реки Илеть [7].

Таким образом, применение технологии 2D- и 3D- моделирования позволяет обучающимся рассмотреть проблемное поле и выявить подпроблемы исследования, повысить результативность и успешность решения проблемы проекта, представить результаты своей исследовательской деятельности и хода работы через презентацию в различных формах, научиться практически применять полученные школьные знания в различных, в том числе и нетиповых, ситуациях во время проведения исследования, что позволяет вырабатывать и развивать специфические умения и навыки, в том числе и исследовательские компетенции.

Литература

1. Зимняя И.А. Научно-исследовательская работа: методология, теория, практика, организация, проведение. Москва: ИЦПКПС, 2000, 28 с.

2. Андреев В.И. Значение творческого воображения в научно-

исследовательской деятельности // Интеграция образования. 2006, №1. С. 110-114.

3. Обухов А.С. Исследовательская позиция и исследовательская деятельность: что и как развивать? // Исследовательская работа школьников. 2003, №4. С. 18-23.

4. Феськова Е.В. Становление исследовательской компетентности

учащихся в дополнительном образовании и профильном обучении: дисс…канд. пед. наук. Красноярск. 2005. 210 с.

5. Сергеева Е.А., Сырова О.В. Стратегия проектной деятельности учащихся // Обеспечение практической направленности обучения в общеобразовательных организациях в контексте международных исследований PISA, TIMSS: Материалы обучающего семинара. Казань. 2019. С. 102-106.

6. Сергеева Е.А., Сырова О.В. Измерительные работы на местности при решении экологических кейсов (программа внеурочной деятельности учащихся 6-10 класса в рамках естественнонаучного направления): метод. материалы. Казань. 2020. 29 с.

7. Сергеева Е.А., Сырова О.В. Программа внеурочной деятельности учащихся 8–9 классов «Разработка и реализация эколого-туристских проектов с использованием математических методов исследования» // Материалы конкурса «Пятьдесят инновационных идей для Республики Татарстан», номинация «Инновации в образовании». Казань. 2016. 57 с.