Теоретико-методичні засади формування вмінь 3D-моделювання в учнів закладів загальної середньої освіти у процесі навчання інформатики

У статті порушується проблема теоретико-методичного обґрунтування формування вмінь 3D-моделювання в учнів закладів загальної середньої освіти у процесі навчання інформатики. Наголошено, що в умовах цифрової трансформації освіти та оновлення змісту шкільного курсу інформатики 3D-моделювання набуває важливого значення як засіб розвитку цифрової компетентності, просторового мислення, творчості, технічних навичок і здатності учнів створювати завершені цифрові продукти. Зазначено, що потреба у формуванні таких умінь зумовлена широким застосуванням тривимірних технологій у різних сферах людської діяльності, зокрема в інженерії, архітектурі, дизайні, медицині, анімації, ігровій індустрії, віртуальній і доповненій реальності та 3D-друці. Акцентовано увагу на тому, що навчання 3D-моделювання в школі не повинно обмежуватися засвоєнням окремих інструментів програмного середовища, а має бути спрямоване на формування цілісної системи вмінь, пов’язаних з аналізом об’єкта, плануванням його побудови, створенням і редагуванням 3D-моделі, оцінюванням якості результату та вдосконаленням власної роботи. Розкрито нормативне підґрунтя формування вмінь 3D-моделювання в учнів 5–9 та 10–11 класів, зокрема в контексті Державного стандарту базової середньої освіти, Державного стандарту профільної середньої освіти, модельних навчальних програм з інформатики та навчальної програми для старшої школи. Уточнено сутність поняття «вміння 3D-моделювання», яке розглядається як інтегрована здатність учня створювати, редагувати, аналізувати, удосконалювати й презентувати тривимірні цифрові моделі з використанням відповідних програмних засобів. Визначено структуру вмінь 3D-моделювання, що охоплює когнітивний, операційний, просторово-візуальний, проєктувальний, творчий і рефлексивний компоненти. Обґрунтовано доцільність поетапного формування зазначених умінь: від початкового ознайомлення учнів із базовими поняттями тривимірної графіки та простими операціями над 3D-об’єктами в базовій школі – до поглибленого опанування складніших способів моделювання, роботи з матеріалами, текстурами, анімацією, візуалізацією та рендерингом у старшій школі. Визначено методичні умови ефективного формування вмінь 3D-моделювання, серед яких добір доступного й доцільного програмного забезпечення, поетапна організація навчальної діяльності, використання практичних, проблемних і проєктних завдань, урахування вікових особливостей учнів, забезпечення міжпредметних зв’язків і застосування критеріїв оцінювання, орієнтованих як на процес, так і на результат створення 3D-моделі. Зроблено висновок, що системне формування вмінь 3D-моделювання в процесі навчання інформатики сприятиме розвитку цифрової компетентності школярів, їхнього просторового мислення, творчості та готовності до використання сучасних цифрових технологій в освітній і майбутній професійній діяльності.

The article addresses the problem of theoretical and methodological substantiation of the formation of 3D modeling skills in students of general secondary education institutions in the process of learning informatics. It is emphasized that under the conditions of digital transformation of education and renewal of the content of the school informatics course, 3D modeling acquires significant importance as a means of developing students’ digital competence, spatial thinking, creativity, technical skills, and ability to create complete digital products. It is noted that the need to form such skills is determined by the widespread use of three-dimensional technologies in various spheres of human activity, in particular engineering, architecture, design, medicine, animation, the game industry, virtual and augmented reality, and 3D printing. Attention is focused on the fact that teaching 3D modeling at school should not be limited to mastering individual tools of a software environment, but should be aimed at forming an integrated system of skills related to object analysis, planning its construction, creating and editing a 3D model, assessing the quality of the result, and improving one’s own work. The regulatory basis f or the formation of 3D modeling skills in students of grades 5–9 and 10–11 is revealed, particularly in the context of the State Standard of Basic Secondary Education, the State Standard of Specialized Secondary Education, model curricula in informatics, and the curriculum for upper secondary school. The essence of the concept of “3D modeling skills” is clarified; it is considered as an integrated ability of a student to create, edit, analyze, improve, and present three-dimensional digital models using appropriate software tools. The structure of 3D modeling skills is defined, including cognitive, operational, spatial-visual, design, creative, and reflective components. The expediency of the gradual formation of these skills is substantiated: from the initial familiarization of students with basic concepts of three-dimensional graphics and simple operations with 3D objects in basic school to the in-depth mastering of more complex modeling methods, work with materials, textures, animation, visualization, and rendering in upper secondary school. The methodological conditions for the effective formation of 3D modeling skills are determined, including the selection of accessible and appropriate software, the staged organization of learning activities, the use of practical, problem-based, and project tasks, consideration of students’ age characteristics, ensuring interdisciplinary connections, and the application of assessment criteria focused on both the process and the result of creating a 3D model. It is concluded that the systematic formation of 3D modeling skills in the process of learning informatics will contribute to the development of students’ digital competence, spatial thinking, creativity, and readiness to use modern digital technologies in educational and future professional activities.