РАЗВИТИЕ ТВОРЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ 10-Х КЛАССОВ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ СРЕДСТВАМИ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ В BLENDER

DEVELOPMENT OF CREATIVE THINKING OF 10TH GRADE STUDENTS AT BIOLOGY LESSONS BY MEANS OF 3D-MODELING IN BLENDER

Anastasia Borisova

master’s student, Altai State Pedagogical University,

Russia, Barnaul

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается проблема развития творческого мышления старшеклассников в процессе обучения биологии. Предлагается инновационный подход с использованием технологии 3D-моделирования в ПО Blender. Приводится методика проведения уроков биологии с применением Blender, примеры созданных учащимися моделей, анализ типичных ошибок, а также результаты педагогического эксперимента, подтверждающие эффективность данной технологии для развития творческого мышления учащихся.

ABSTRACT

The article deals with the problem of developing creative thinking of high school students in the process of teaching biology. An innovative approach using 3D modeling technology in Blender software is proposed. The methodology of biology lessons using Blender, examples of models created by students, analysis of typical errors, as well as the results of the pedagogical experiment confirming the effectiveness of this technology for the development of creative thinking of students are given.

Ключевые слова: творческое мышление, инновационные технологии, 3D-моделирование, Blender, биология, старшеклассники.

Keywords: creative thinking, innovative technologies, 3D modeling, Blender, biology, high school students.

Развитие творческого мышления учащихся является одной из приоритетных задач современного школьного образования. Особенно актуальна эта проблема для старшеклассников, которым предстоит реализовывать свой творческий потенциал в будущей профессиональной деятельности. Перспективным средством развития творческого потенциала представляется использование инновационных технологий, в частности 3D-моделирования.

Цель исследования - разработка и внедрение эффективной методики, способствующей развитию творческого мышления учащихся 10-х классов на уроках биологии с использованием технологий 3D-моделирования в программе Blender.

Задачи исследования:

1. Изучить и проанализировать теоретические аспекты творческого мышления и инновационных образовательных технологий в контексте преподавания биологии.

2. Разработать программу уроков биологии, в которой будет интегрировано использование 3D-моделирования для создания визуальных моделей биологических объектов и процессов.

3. Провести педагогический эксперимент с учащимися 10-х классов, сравнив результаты применения методики с традиционными способами обучения.

4. Оценить эффективность внедрения технологии 3D-моделирования на уровень творческого мышления учащихся, используя стандартизированные тесты.

Творческое мышление рассматривается как способность генерировать новые идеи, находить оригинальные решения проблем, создавать новые продукты [1]. Для его развития необходимо вовлекать учащихся в активную преобразовательную деятельность, ставить перед ними нестандартные задачи, стимулировать самостоятельность и инициативность. Технология 3D-моделирования открывает широкие возможности для творчества, позволяя создавать трехмерные модели различных объектов. ПО Blender, являясь свободным и имея широкий функционал, может успешно применяться для моделирования биологических структур - от клеток и тканей до целых организмов [2]. Освоение учащимися инструментов 3D-моделирования способствует развитию пространственного мышления, воображения, эстетического вкуса [3].

Объекты, условия и методы исследования. При разработке методики развития творческого мышления средствами 3D-моделирования мы опирались на принципы систематичности, наглядности, активности и сознательности обучения.

Объектом исследования является развитие творческого мышления учащихся 10-х классов на уроках биологии.

Предметом исследования выступает использование технологий 3D-моделирования в программе Blender как средства, способствующего развитию этого творческого мышления.

Учебный материал для моделирования отбирался с учетом его сложности, возможности представления в виде 3D-объектов, значимости для понимания фундаментальных биологических концепций. Процесс создания моделей включал следующие этапы:

1. анализ структуры объекта, выделение его ключевых элементов;
2. построение 3D-модели средствами Blender;
3. текстурирование и настройка материалов;
4. рендеринг и сохранение готовой модели.

Учащиеся работали как индивидуально, так и в малых группах. Для стимулирования творческого мышления использовались задания на модификацию созданных моделей, их комбинирование, поиск альтернативных вариантов структуры и т.п. При оценивании учитывались визуальное качество модели, полнота отражения структуры объекта, оригинальность решений.

Для проверки эффективности разработанной методики был проведен педагогический эксперимент на базе МБОУ «СОШ №10» г. Барнаула. В нем приняли участие 50 учащихся 10-х классов, разделенных на экспериментальную (10 "А") и контрольную (10 "Б") группы по 25 человек. Гипотеза исследования заключалась в том, что использование технологии 3D-моделирования в Blender будет способствовать более высокому уровню развития творческого мышления в экспериментальной группе. Для диагностики использовались тесты креативности Торренса и Туник. В ходе эксперимента в 10 "А" была проведена серия уроков с применением ПО Blender (темы "Строение клетки", "Ткани человека", "Системы органов"), в 10 "Б" занятия велись по стандартной программе.

Результаты исследования. Анализ данных, полученных в ходе педагогического эксперимента, показал значительное влияние использования 3D-моделирования в Blender на развитие творческого мышления учащихся 10-х классов. На начальном этапе исследования результаты тестов креативности (Торренса и Туник) в экспериментальной и контрольной группах не демонстрировали статистически значимых различий (p > 0.05). Однако после завершения программы уровень креативного мышления у учащихся, использовавших 3D-моделирование, существенно возрос (p < 0.01).

Средний балл по тесту Торренса в экспериментальной группе увеличился с 41,3 до 68,5, тогда как в контрольной – с 36,9 до 42,1. По тесту Туник в экспериментальной группе наблюдался рост с 29,5 до 45,3, в то время как у учащихся контрольной группы этот показатель изменился незначительно – с 27,1 до 30,2.

Анализ работ учащихся показал, что экспериментальная группа демонстрировала большую оригинальность в создании 3D-моделей, нестандартные решения и глубокое понимание объектов. Анкетирование выявило, что 87% отметили рост интереса к биологии, а 78% — развитие пространственного мышления и визуализации сложных концепций. Это подтверждает, что использование 3D-моделирования на уроках биологии способствует развитию творческого мышления, мотивации и ключевых компетенций.

Таблица 1

Динамика уровня творческого мышления учащихся 10-х классов (средние значения)

Источник: анализ автора

Выводы.

1. Разработанная методика интеграции 3D-моделирования в программу уроков биологии с использованием ПО Blender продемонстрировала свою эффективность в развитии творческого мышления учащихся 10-х классов.
2. Теоретический анализ подтвердил, что творческое мышление формируется в процессе решения нестандартных задач, требующих самостоятельного поиска решений, что реализуется через работу с 3D-моделями биологических объектов.
3. Проведенный педагогический эксперимент показал, что учащиеся, обучавшиеся с применением 3D-моделирования, значительно улучшили показатели творческого мышления по сравнению с контрольной группой, что подтверждено тестами Торренса и Туник.
4. Использование 3D-моделирования в учебном процессе способствовало лучшему усвоению биологического материала: 85% учащихся отметили, что визуализация в ПО Blender помогла им лучше понять сложные биологические концепции, а их средний балл увеличился с 3,6 до 4,4.
5. Внедрение инновационных технологий, таких как 3D-моделирование, не только способствует развитию творческого мышления, но и повышает мотивацию к изучению биологии, развивает пространственное воображение и формирует навыки работы с современным программным обеспечением.

Список литературы:

1. Барышева Т.А., Жигалов Ю.А. креативности. Психолого-педагогические основы развития СПб: СПГУТД, 2006. - 268 с.
2. Прахов А.А. Blender: 3D-моделирование и анимация. СПб.: БХВ, 2009. - 272 с.
3. Заенчик В.М., Карачев А.А., Шмелев В.Е. Основы творческо-конструкторской деятельности. М.: Академия, 2004. - 256 с.