Современные программные модули в отраслевом образовании с использованием цифровых технологий
Ю.Н. Малышев,, академик РАН, президент ГГМ РАН
А.В. Титова, д.т.н., зам. директора ГГМ РАН
Г.И. Титов, научный сотрудник ГГМ РАН
Введение
Инновационные подходы и возможности научно-просветительского направления в образовательном процессе представляют проекты на основе цифровых технологий.
Наши цели: во-первых, поделиться опытом, накопленным при использовании методологии Государственного геологического музея им. В.И. Вернадского РАН, и, во-вторых, обсудить и представить реализацию проектов на технологической основе. Принципиально важная методологическая особенность, объединяющая все наши программы, – это их ориентирование на использование цифровых технологий, реализуемых нами в разных форматах. В нашем случае очень важны методы и приемы в направлении изучения естественнонаучных предметов, позволяющие в дальнейшем сформировать интерес к профессиям минерально-сырьевого сектора экономики РФ. Преподавательское сообщество, работая именно в «цифровом» социуме, сталкивается с избытком информации, которая обрушивается на учащуюся молодежь.
В результате учителям и преподавателям вузов становится все труднее сосредоточить внимание слушателей на принципах и содержании преподаваемой ими науки в области естественнонаучных знаний. Поиски инновационных методов и подходов в образовательном процессе становятся актуальной задачей в равной степени для средней и высшей школы. Вся представленная работа, разумеется, направлена на создание современных подходов к отраслевому горно-геологическому образованию с использованием музейной практики и современных цифровых технологий.
Условия и технологические основы использования цифровых технологий
Основой в современном образовательном процессе являются инновационные интерактивные приемы, способные расширять кругозор учащегося, помогающие творчески подходить к изучаемому объекту. Важнейшими фактическими материалами, которые могут представлять интерес как для учаоснащенная самым современным оборудованием. Она позволяет вести «on-line» трансляции лекций, телемостов с участием ведущих ученых РАН, представителей органов власти, а также специалистов крупных сырьевых компаний. «On-line» лекции охватывают огромную аудиторию: от крупнейших вузов геологического и горно-геологического профиля до удаленных поселков полевых геологических партий и горнодобывающих предприятий. Особо ценно то, что налажен тесный контакт с сырьевыми вузами ближнего зарубежья.
Лекции, проводимые на площадке Межвузовского академического центра навигации по специальностям горногеологического профиля для всех отраслевых образовательных учреждений РФ, вносят неоценимый вклад в продвижение научных знаний и высоко оценены на всех уровнях. Благодаря дистанционным формам работы с участием ведущих ученых – академиков РАН, происходит процесс социализации детей и молодежи из отдаленных регионов посредством расширения научного пространства в области наук о Земле. Ключевым является тот факт, что таким образом происходит интеграция отечественной отраслевой науки в образовательную среду (фото 1-4).
Фото 1-4 Телемост-лекция президента ГГМ РАН, президента Академии горных наук, академика РАН Малышева Юрия Николаевича «Горнодобывающий комплекс. Современное горное образование (Диалог академика со студентом)»
Студия обеспечивает обратную связь с аудиториями, где располагаются слушатели. Связь осуществляется оперативно, причем тематика конкретной лекции и время ее проведения согласовываются заранее. Тем самым обеспечивается оптимальный уровень присутствия на лекциях слушателей, максимально заинтересованных в их тематике.
Тематика уже проведенных телемостов весьма разнообразна. Они охватывают проблемы, весьма актуальные для настоящего этапа развития современного общества и экономики страны. К ним, в частности, относятся: проблемы цифровизации отраслей экономики и ее устойчивого развития, подготовка кадров для горной промышленности, роль государства и бизнеса в геологическом изучении недр, использование гидротермальных ресурсов и беспилотных летательных аппаратов в народном хозяйстве. Накопленный к настоящему времени опыт проведения видео лекций по разнообразной тематике с участием деятелей науки и техники свидетельствует о высокой заинтересованности слушателей и об эффективности этой методологии для достижения основной цели Центра (фото 5-7).
Фото 5 Телемост – Лекция академика РАН Нигматулина Роберта Искандеровича «Теплофизика и экономика климата»
Фото 6 Участие в телемостах студентов высших и средних специальных учебных заведений России и стран СНГ
Фото 7 Участие Российского государственного геологоразведочного университета имени Серго Орджоникидзе в Телемосте с академиком РАН Нигматулиным Р.И.
В прошлых статьях, опубликованных на страницах журнала, мы познакомили вас с тем, как в рамках Межвузовского академического центра навигации по специальностям горногеологического профиля ГГМ РАН совместно с ведущими отраслевыми вузами создана и расширяется коммуникационная среда посредством внедрения просветительских продуктов и популяризации научных достижений в области наук о Земле среди учащейся молодежи. Как ведется научнопросветительская работа в непрерывной системе просвещения и образования естественнонаучного направления современными интерактивными музейными средствами, с использованием современных цифровых технологий.
Использование цифровых технологий позволяет расширить коммуникационную образовательную площадку, делает ее более доступной для взаимодействия академического и производственного сообщества с учащейся молодежью через разрабатываемые программные образовательные модули, расширяя географию аудитории учащейся молодежи [1].
В основе разрабатываемых программ и проектов стоят науки о Земле, отраслевое направление которых: геология, горное дело, география, химия, экология. Все это определяет направления подготавливаемых научно-просветительских продуктов с использованием музейной практики, натурных материалов и современных цифровых технологий [7].
Мы хотели бы представить новые программы и проекты, внедренные и реализованные в последнее время на площадке нашего Центра ГГМ РАН с использованием современных цифровых технологий, которые осуществляются в рамках проекта № 22-1-005976, реализуемого при поддержке Фонда президентских грантов (фото 8).
Фото 8 Знакомство с дистанционными программами, разработанными на основе экспозиции «Минералы – символы регионов России»
На страницах журнала мы представляли открытие цифрового класса при поддержке разработчика – крупнейшей компании ООО «Майкромайн Рус» (фото 9, 10).
Фото 9, 10 Проведение практических занятий в цифровом классе по представленным дистанционным программам
Также рассказали, как в просветительском отраслевом сегменте нам активно помогают высокотехнологичные компании, работающие в сфере автоматизации и цифровизации современного производства. Таким партнером для нас стал отечественный разработчик – компания ВИОГЕМ. Благодаря тесному сотрудничеству стало возможным создать учебные программы и проекты, которые становятся существенным образом научно и практически содержательными, более наукоемкими. Это расширяет коммуникационную среду учащейся молодежи в рамках профилирования на горногеологические профессии.
На сегодняшний день наша профессиональная задача – наполнить методический материал интересными и важными интерактивными, глубоко научными и методически направленными приемами.
В этой статье мы подробно представим вам новые дистанционные научно-просветительские программы из числа уже созданных нами виртуальных дистанционных программ. На новом этапе проекта на основе экспозиции «Минералы – символы регионов России», где уже ранее были разработаны и внедрены программы по конкретным регионам, мы подготовили новые виртуальные дистанционные программы и практики с 3D-моделями представленных образцов и содержательным натурным материалом [7, 9].
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.), представляет собой научно-просветительский продукт обучающего процесса. Экспозиция знакомит с минералами, символизирующими геологические регионы России.
Созданная программа ложится на цифровой модуль, который предоставлен компанией ООО «Майкромайн Рус». В настоящее время уже проводятся занятия в цифровом классе по представленной программе.
Уже сам интерьер цифрового класса располагает к мечте о полевой практике и экспедиционной работе, помогает прикоснуться к профессии геолога. На стене создана объемная картина с сюжетом геологической практики. Все минералы и горные породы на картине составляют исключительно образцы, привезенные с геологической практики юными геологами Центра.
Рис. 1 Дистанционная научно-просветительская программа «Минералы – символы регионов России. Асбест»
Важным фактором подготовленных программ является их дистанционная форма. Учащимся из разных уголков страны и ближнего зарубежья предоставляется доступ к изучению материалов программы «Минералы – символы регионов России» (рис. 2). Онлайн-занятия подготовлены так, что учащийся может самостоятельно работать с материалом на базе созданной цифровой платформы, где, помимо изучения фактического материала по программе, он может работать с 3D-моделями образцов, а также пройти итоговое тестирование, проверив степень усвоения материала.
Рис. 2 Уроки дистанционной научно-просветительской программы «Минералы – символы регионов России. Асбест»
Ценным в методическом плане является тот факт, что создание цифровых научно-просветительских программ ведется по материалам проведения геологической практики в рамках развития экспозиции. На сегодняшний день по Уральскому региону, в котором осуществлялся сбор материала, разработаны и внедрены цифровые научно-просветительские программы – «Золото» и «Асбест» (см. рис. 1). Таким образом, происходит интеграция реальных полевых материалов, собранных учащимися, в виртуальную научно-просветительскую среду.
В рамках подготовки научно-просветительской программы «Минералы – символы регионов России» проведена геологическая практика на территории Уральского региона (окрестные месторождения г. Нижнего Тагила и г. Екатеринбурга).
Проведение выездной практики в выбранном регионе РФ (Уральский регион) позволило школьникам познакомиться с культурой, историей развития региона в привязке к его природным богатствам. В результате геологической практики осуществлен подбор образцов и материалов для дальнейшей разработки цифровой научно-просветительской программы «Минералы – символы регионов России» в привязке к Уральскому региону.
Рис. 3 Виртуальная модель малахита, созданная для дистанционных программ по Уральскому региону
Рис. 4 Виртуальная модель асбеста, созданная для дистанционных программ по Уральскому региону
В основе разработок лежит концепция Программы – создание методических материалов и виртуальных моделей образцов минералов, являющихся символами отдельно взятых регионов РФ для занятий с учащимися по естественнонаучным предметам (рис. 3, 4). Проект объединяет общеобразовательные учреждения и отраслевые вузы. Подобная системная форма работы определяет идею расширения возможностей детей и молодежи в рамках созданной коммуникационной площадки к восприятию материала, определению в выборе профессии, их адаптации в социуме, возрождению интереса к естественнонаучным предметам.
Объединение отраслевых вузов и образовательных учреждений в едином просветительском проекте с научным и производственным сообществом РФ по отраслевому признаку сформирует принципиально новую коммуникационную образовательную среду учащейся молодежи.
Очень важно, чему уделяется особое внимание, – зародить уважение и любовь к профессии у младших и средних школьников, сформировать в сознании ребенка интерес и желание освоить специальности горного инженера, геолога, золотодобытчика.
Вовлечение в проект музейной практики по естественнонаучному направлению, генерирующей достойный научный потенциал, является гарантом фундаментальных знаний и практических навыков. Мотивацией в решении поставленных задач проекта является комплекс методических подходов, приемов, разработок, которые в совокупности формируют непрерывную систему в сегменте ШКОЛА– ВУЗ–ПРОИЗВОДСТВО, адаптированную к требованиям и условиям современного образования.
Проект предусматривает дальнейшую работу в направлении расширения аудитории, обеспечения доступа к участию отдаленных образовательных учреждений, а также детей и молодежи с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ).
Журнал "Горная Промышленность" №5 / 2022, стр.42
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. – С.108-109.
2. Малышев Ю.Н., Титова А.В., Пучков А.Л. Инновации в горно-геологическом образовании // Горный журнал. – 2018. – № 10 (2255). – 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. – 2015. – № 7. – С. 39-44.
7. Малышев Ю.Н., Титова А.В. Создание новых образовательных форм и приемов с использованием интерактивных методов и цифровых технологий в рамках Межвузовского академического центра навигации по специальностям горно-геологического профиля // Горная промышленность «Юниор». – 2021. – № 4 (6). – С. 18-21.
8. Титова А.В., Наумов Г.Б. Экология и просвещение // Горная промышленность. – 2017. – №3. – С.82-86.
9. Малышев Ю.Н., Титова А.В., Черкасов С.В. Современные подходы в отраслевом образовании посредством цифровых технологий и музейной практики // Геофизический вестник. – 2021. – № 4. – С.14-23.
