Условия и возможности использования цифровых технологий в современном отраслевом образовании

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2021-6-12-15

Ю.Н. Малышев, академик РАН, президент ГГМ РАН

А.В. Титова, д-р техн. наук, зам. директора ГГМ РАН

Е.В. Хотченков, канд. техн. наук, руководитель научно-просветительского отдела ГГМ РАН

Г.И. Титов, научный сотрудник ГГМ РАН

Важнейшими в современном образовательном процессе являются инновационные интерактивные приемы, способные расширять кругозор учащегося, помогающие творчески подходить к изучаемому объекту. Фактическими материалами, которые могут представлять интерес как для учащихся, так и для преподавателей и методистов высших и средних образовательных учреждений в области естественнонаучных знаний, является значительный научный и методический материал, накопленный ГГМ РАН, а также академическим сообществом в целом.

В свою очередь новые условия дистанционного взаимодействия и передачи информации требуют новых интерактивных форма с использованием цифровых технологий. Все это помогает усилить научную емкость и интеграцию в образовательную среду, способствует расширению коммуникационной площадки в системе непрерывного отраслевого просвещения и образования.

Торжественное открытие цифрового класса, 3 декабря 2021 г.Торжественное открытие цифрового класса, 3 декабря 2021 г.

Академический статус ГГМ РАН предполагает тесные связи с учеными академических научно-исследовательских институтов соответствующего профиля, а также возможность генерировать и объединять научные знания и опыт в области наук о Земле. Объединение интеллектуального потенциала академического научного сообщества и ученых ведущих отраслевых вузов для совершенствования учебного процесса по естественнонаучному направлению, а также поиск талантливой молодежи для производства и науки послужили основой для создания Межвузовского Академического Центра навигации по специальностям горно-геологического профиля (далее – Центр) [1–3, 5].

На страницах прошлых номеров журнала мы подробно представили цели и задачи Центра, возможности и перспективы его развития. Рассказали, как в рамках Центра осуществляется работа в направлении создания новых образовательных форм и приемов с использованием интерактивных методов и цифровых технологий. Представили, как благодаря современным интерактивным приемам и подходам происходит процесс вовлечения учащейся молодежи в научное сообщество, делает его ближе к современному отраслевому сегменту, определяя перспективы дальнейшей профессиональной деятельности. В этой статье мы хотели бы более подробно остановиться на реализуемых формах и приемах с использованием современных цифровых технологий.

Стремительное развитие информационных технологий меняет подходы и способы использования баз данных. Эти способы осваиваются молодым поколением прежде, чем они научатся читать. Современный дошкольник обычно умеет находить в интернете интересные ему сайты до того, как он получит традиционные академические знания. Эта особенность эпохи не может не учитываться в системе образования. Основные усилия обучения должны направляться не столько на запоминание, сколько на понимание. В современных условиях развития общества требуются новые подходы, адекватные задачам и требованиям, предъявляемым к современной школе, с учетом потребностей обучаемого. В нашем случае очень важны методы и приемы в направлении изучения естественнонаучных предметов.

Одним из наиболее эффективных и рациональных путей является использование цифровых технологий, которые позволяют расширить коммуникационную площадку во взаимодействии с представителями научного, академического и производственного сообщества. Разумеется, речь идет о науках, отвечающих отраслевому направлению: геологии, науках о Земле, горном деле, географии, экологии. Представленная область работы направлена на создание современных подходов к отраслевому горно-геологическому образованию с использованием музейной практики и современных цифровых технологий.

Создавая и расширяя коммуникационную среду в системе непрерывного образования и просвещения учащихся, мы создаем условия для их научного и практического развития. Помогаем ребятам осмыслить выбор профессии через ряд созданных нами научных и творческих проектов. Мы даем, безусловно, возможность проявить свои знания и скрытые, ранее не выявленные, таланты ребят в направлении естественнонаучного профиля.

Сегодня, когда весь мир переходит на новые дистанционные формы передачи знаний и информации, очень важно не потерять целевые образовательные и профессионально ориентированные формы, наполнить их методическим материалом, интересными и важными интерактивными, но глубоко научными и методически направленными приемами. К сожалению, в последнее время, появляются новые формулировки, громкие и звучные, но совершенно лишенные научного содержания и смысла, представленные в виде поверхностных, игровых, ничего не определяющих развлекающих форм.

Наша задача не развлечь, а привлечь, дать, говоря простым языком, «удочку», благодаря которой учащийся может получить необходимые знания и достоверную информацию, выбирая свой профессиональный путь.

И в этом нам активно помогают высокотехнологичные компании, работающие в сфере автоматизации и цифровизации современного производства.

Особо важно, что такими партнерами являются отечественные разработчики – компания ВИОГЕМ, а также компания ООО «Майкромайн Рус». Подобные формы совместной работы с использованием программных продуктов позволяют сделать учебные программы и проекты более содержательными и наукоемкими, способствуют интеграции в профессиональное и научное сообщество, расширяют коммуникационную среду учащейся молодежи в рамках профилирования на горно-геологические профессии.

Занятие по программе Геомикс с учащимисяЗанятие по программе Геомикс с учащимися

На основе разработанных программных модулей компанией ВИОГЕМ подготовлены лекционные и практические занятия по программе ГЕОМИКС для учащихся школ.

Первые занятия прошли апробацию на площадке Межвузовского Академического Центра навигации по специальностям горно-геологического профиля ГГМ РАН для слушателей Клуба юных геологов.

Проведение практических занятий в цифровом классе с учащимися клуба «Юный геолог», 3 декабря 2021 г.

Проведение практических занятий в цифровом классе с учащимися клуба «Юный геолог», 3 декабря 2021 г.Проведение практических занятий в цифровом классе с учащимися клуба «Юный геолог», 3 декабря 2021 г.

Крайне важной особенностью ГГИС, разработанных по материалам, предоставленным компанией ВИОГЕМ и адаптированным впервые по нашим техническим заданиям для учащихся школ, является их выполнение по данным конкретного месторождения. Выполнение самой представленной работы происходит при тесном сотрудничестве прикладных специалистов (взрывников, геологов, маркшейдеров и др.) с программистами. Практические работы включают в себя построение геологических разрезов по данным буровых работ, а также создание моделей контуров рудных тел.

Целесообразно разделы географии и экологии изучать на геоинформационной основе в контексте азов картографии, пространственного представления данных о территориях, ориентировки на местности, используя картографические и геодезические модули.

Практическая работа «Построение картографической модели»Практическая работа «Построение картографической модели»

Практическая работа «Построение каркасов и блочной модели»Практическая работа «Построение каркасов и блочной модели»

Усиление и расширение коммуникационной среды мы предполагаем проводить посредством создания баз данных, цифровых моделей методических материалов для естественнонаучных предметов. Создание цифровых модулей в конечном счете способствует оперативному взаимодействию с образовательными учреждениями. Методологическая особенность почти всех создаваемых нами просветительских и образовательных программ: использование цифровых технологий, реализуемых в различном формате.

Приведем для примера одну из числа созданных нами виртуальных дистанционных программ. Проект предполагает разработку и внедрение виртуальных дистанционных программ и практик на основе экспозиции «Минералы – символы регионов России». Благодаря использованию цифровых технологий, учащийся может самостоятельно ознакомиться с 3D моделью представленного образца и содержательным материалом. В основе лежит концепция Программы – создание методических материалов и виртуальных моделей образцов минералов (горных пород), являющихся символами отдельно взятых регионов РФ, для занятий с учащейся молодежью с использованием современных цифровых технологий.

Действующая интерактивная экспозиция «Минералы – символы регионов России»Действующая интерактивная экспозиция «Минералы – символы регионов России»

Научным заделом и основой для создания виртуальной дистанционной программы для учащихся является действующая экспозиция «Минералы – символы регионов России», разработанная на площадке Межвузовского Академического Центра навигации по специальностям горно-геологического профиля Государственного геологического музея им.В.И. Вернадского РАН (авторы проекта – д-р техн. наук Титова А.В., д-р геол.-минерал. наук Наумов Г.Б.) [8]. Интерактивная экспозиция представляет собой научно-просветительский продукт, связующее звено научно-просветительской деятельности, образовательной системы, обучающего процесса. Экспозиция знакомит с минералами, символизирующими геологические регионы России.

Интерактивные киоски с сенсорными экранами, сопровождающие витрину, позволяют расширить информационное содержание экспозиции, сделать его многоуровневым.

Практическое занятие по программе «Асбест»Практическое занятие по программе «Асбест»

Экспозиция полноценно входит в естественнонаучные предметы образовательных учреждений: регионоведение, химия, физика, природоведение, география. На материалах созданной экспозиции проводятся занятия по предметам, тематические лекции, мастер-классы, квесты, викторины, олимпиады, в том числе и для детей с ограниченными возможностями здоровья. Экспозиция служит дополнительным звеном в процессе интеграции науки в образовательную среду, формирования дополнительной непрерывной системы образования детей и молодежи в сегменте ШКОЛА-ВУЗПРОИЗВОДСТВО. Созданная программа ложится на цифровой модуль, который предоставлен компанией ООО «Макромайн Рус» и благодаря которому стало возможно открытие нового цифрового класса для проведения практических занятий с учащимися образовательных учреждений. На материалах созданной экспозиции планируется разработка отраслевых региональных цифровых программ и практик в дистанционном формате, в том числе и для учащихся общеобразовательных учреждений.Практическое занятие по программе «Апатит»Практическое занятие по программе «Апатит»Практическое занятие по программе «Апатит»

Для углубленного изучения фактического материала на базе цифровых технологий в дистанционном режиме нам потребовалось расширить и материально-техническую базу. На базе ГГМ РАН создана новая студия видеоконференцсвязи (ВКС), которая позволяет вести трансляцию лекций и телемостов в отдаленные уголки РФ, а также ближнего зарубежья, что, в свою очередь, расширяет возможности научно-просветительской работы, способствует интеграции академической науки в образовательную среду.

Благодаря современным интерактивным приемам и подходам происходит вовлечение учащейся молодежи в научное сообщество, сближение ее с современным отраслевым сегментом, определение перспективы дальнейшей профессиональной деятельности.

Открытие студии видеоконференцсвязи, 3 декабря 2021 г.Открытие студии видеоконференцсвязи, 3 декабря 2021 г.

Информационные источники:

1. Малышев Ю.Н., Титова А.В. Роль и задачи естественнонаучных музеев в образовательном процессе по специальностям горно-геологического профиля // Горная промышленность. №2. 2017. С.108-109.

2. Малышев Ю.Н., Титова А.В., Пучков А.Л. Инновации в горно-геологическом образовании // Горный журнал. 10 (2255). 2018. С. 93-98.

3. Малышев Ю.Н., Титова А.В., Пучков А.Л., Титов Г.И. Принципиальная модель создания единой коммуникационной среды для формирования кадрового резерва для производства и науки минерально-сырьевого сектора экономики РФ // Горная промышленность. 2018. №1/137. С.17-20. ISSN 0017-2278.

4. Мирлин Е.Г., Хотченков Е.В., Черевковская И.А. Геологический музей как инновационная площадка просветительской работы с молодым поколением // Инноватика и экспертиза. 2020. 3 (28). С.132-142.

5. Титова А.В. Создание «Межвузовского академического центра навигации по специальностям горно-геологического профиля» на базе ГГМ РАН. Горная промышленность. 2015. 5 (123). С. 34.

6. Малышев Ю.Н. Роль государственного геологического музея им. В.И. Вернадского РАН в популяризации научно-технических знаний // Горный журнал №7. 2015. С. 39-44.

7. Поляков Т.П. Как делать музей методах проектирования музейной экспозиции). М.:1995, 253 с.

8. Титова А.В., Наумов Г.Б. Экология и просвещение // Горная промышленность. 2017. №3. С. 82-86.

9. Полетаева Н.А., Яцкая С.В. Интерактивные экскурсионные программы как основа профориентационной деятельности по специальности «Гидрогеология и инженерная геология » // Современная педагогика. 2016. 11 [Электронный ресурс]. URL: http://pedagogika.snauka.ru/2016/11/6280

Журнал "Горная Промышленность" №6 / 2021, стр.12-15