Я работаю в частной школе учителем химии и биологии с сентября 2024 года. Первая задачка, которая определила всю мою последующую работу – результаты входной диагностики по химии и биологии, которые получил на первой неделе.
Для каждого класса, с 5 по 11, представлено количественное распределение оценок в процентах. В большинстве случаев мы имеем удовлетворительные оценки, существенное количество неудовлетворительных, реже «хорошо». 5 класс выбивается из общей закономерности в силу специфики образовательной программы. Проработав полгода, используя классические приемы, я понял, что они неэффективны – полугодовая аттестация также выглядела не лучшим образом.
Тогда я задумался – в чем специфика современных студентов? На них лежит серьезный отпечаток современности – результат широкого внедрения цифровых технологий. Фактически, время, которое они не проводят в живом общении друг с другом, они проводят получая зрительную информацию с экранов. Конечно, есть редкие исключения, но большинство из вас, думаю, со мной согласится: сегодняшние дети выросли в цифровом пространстве.
Но так ли это плохо? Природой в нас заложено воспринимать 95 процентов информации через зрение и слух – как через самые эффективные каналы восприятия. Дефицит тактильных взаимодействий с окружающей средой составляет менее 5% от общего потока информации, поступающей в мозг.
Получается, происходит потеря менее 5% необходимых стимулов восприятия. Так ли это много? Ведь жизненно необходимую информацию мы получаем и так в достаточном количестве через зрение и слух. Как вы считаете, можем ли мы безболезненно пожертвовать столь малой величиной?
Оказалось, нет. Медицинские исследования показывают, что столь малая часть также необходима. И ее отсутствие может повлечь серьезные последствия. Мы не можем просто так отказаться от того, что в нас заложила природа. На уроках я нередко обращал внимание на то, что ученики трудно выполняют действия, связанные с мелкой моторикой, некоторые имеют определенную степень заторможенности и как бы находятся «в себе», проявляют мучительную нерешительность.
Оказалось, что для этих и других негативных проявлений учеными была найдена связь с дефицитом тактильных ощущений. Из-за нехватки такого рода взаимодействий с окружением – а под ними имеются в виду физическое взаимодействие с различными материалами, формами – возникает притупление осязания, моторная неловкость, дереализация, трудности с принятием решений и общее повышение уровня стресса. Последний, в конечном счете, как вы знаете, без должного уровня проработки, приводит к депрессии.
Решение пришло, когда я применил свое хобби – 3D-печать - к педагогической деятельности. С 9 классом на тот момент мы изучали анатомию человека, и я подумал, что будет здорово, если студенты не просто зарисуют строение коры головного мозга в тетради, а создадут собственный макет мозга с раскрашенными зонами. Для этого я нашел и распечатал на принтере модели головного мозга размером около 5 см. Эффект от урока был выше всех ожиданий – такой формат вызвал живой отклик. Ученики с удовольствием раскрасили предложенные модели, и у большинства из них они сохранились до конца года.
Эта технология может быть применена для различных предметов и задач, но пока в нашей школе пионерными являются биология и химия. Давайте подробнее поговорим о возможных применениях.
3D-печать позволяет достаточно быстро и гибко изготавливать наглядные пособия, которые по тем или иным причинам невозможно приобрести. Причем, к процессу изготовления можно привлечь самих студентов. С помощью такой печати можно изготавливать пространственный раздаточный материал – в дополнение или взамен бумажных листов с картинками – отличие в том, что объемные модели воспринимаются и познаются тактильно, и ученик сам принимает участие в создании пособия, когда раскрашивает его анатомические части. В рамках проектной работы, для создания продукта 3D-печать – инструмент быстрого прототипирования. Ну и при наличии принтера в школе становится возможным создать программу допобразования – обучение навыкам моделирования и печать на принтере. Далее я хотел бы поделиться конкретными примерами применения, реализованными в нашей школе.
Наглядные пособия по химии – химический конструктор молекул, а также конструктор электронной оболочки атома. Конструирование моделей молекул – обязательный этап изучения химических связей и составления формул. А такая абстрактная тема, как строение электронной оболочки, без вспомогательных средств дается студентам трудно. Поэтому орбитальный конструктор пришелся кстати – чисто абстрактные понятия и структуры приобрели материальное воплощение.
История с распечатанным мозгом получила свое продолжение. В этом году для 9-х классов был подготовлен комплексный раздаточный материал – конструктор тела человека, собираемый из отдельных органов. По мере изучения систем на уроке, студенты раскрашивали входящие в них органы, обменивались интересными фактами о них, и, в конце освоения курса, использовали их для подготовки к итоговой аттестации.
В этом году также был подготовлен проект, включавший изготовление протеза руки, управляемого электромиографическим датчиком на базе платформы Arduino. Механические части протеза, в том числе гибкие суставы, были изготовлены с помощью 3D-принтера.
Во внеурочное время в нашей школе организован кружок, в основе которого – технология 3D-печати. В рамках него ребята могут подготовить к печати и разово напечатать интересную им модель с помощью педагога, так и системно посещать занятия. Учащиеся, посещающие кружок на регулярной основе, уже изучили базовые приемы моделирования в КОМПАС, умеют подготавливать модели к печати и настраивать принтер. Сейчас они осваивают переработку пластиковых бутылок в нить для печати – чтобы подарить им вторую жизнь.
Прежде всего, применение наглядных моделей на уроках проявилось в повышение части показателей успеваемости – и наиболее значимо в тех классах, где данная технология применялась наиболее активно. Здесь на диаграмме вы видите результаты входной диагностики одних и тех же студентов, но в разные годы – в 2024 и 2025. Видна положительная динамика – доля оценок сместилась в сторону хорошо и отлично.
Кроме того, показательно и сравнение результатов полугодовой аттестации по биологии: наиболее активно наглядные макеты внедрялись в старшей школе – результаты подросли, как в среднем по классам, так и по студентам, переходящим из класса в класс.
Похожая динамика наблюдается и для химии: спустя год, как видно на правой диаграмме, средний результат полугодовой аттестации увеличился на балл.
Программа по данным предметам в разных классах обладает разным уровнем сложности, особенно, если учитывать индивидуальные особенности каждого студента. С учетом этого, есть предположения о развитии у ребят метапредметных навыков. Однако, осторожно следует воспринимать данный факт в связи с применением технологии на уроках, т.к., очевидно, не учтено еще множество факторов, влияющих на когнитивное развитие наших студентов, среди которых немало примеров удачных приемов воспитания.