Математика и информатика в кейсах: создание архитектурных решений

Автор: Шишкина Екатерина Андреевна

Организация: Филиал РГППУ в г. Нижнем Тагиле

Населенный пункт: Свердловская область, г. Нижний Тагил

Ключевые слова: кейс-технология, критическое мышление, геометрия, информатика, 3D-моделирование, образование, кейс.

Аннотация на русском: в статье рассматривается применение кейс-технологии в образовательном процессе на примере архитектурного проекта, связанного с правильными многогранниками. Кейс-технология, как метод активного обучения, способствует развитию критического мышления, навыков сотрудничества и практического применения теоретических знаний. Проект для 10 класса включает изучение свойств правильных многогранников, создание 3D-моделей и презентацию проектов. Учащиеся работают в группах, что развивает навыки командной работы и творческого мышления. Внедрение кейс-технологии в образовательный процесс повышает уровень вовлеченности студентов и готовит их к реальным задачам в профессиональной деятельности.

Аннотация на английском: the article discusses the application of case technology in the educational process using an architectural project related to regular polyhedra as an example. Case technology, as an active learning method, promotes the development of critical thinking, collaboration skills, and practical application of theoretical knowledge. The project for the 10th grade includes studying the properties of regular polyhedra, creating 3D models, and presenting projects. Students work in groups, which enhances teamwork and creative thinking skills. The implementation of case technology in the educational process increases student engagement and prepares them for real-world challenges in their professional careers.

Кейс-технология, возникшая в начале XX века в Гарвардской школе бизнеса, представляет собой метод обучения, который позволяет студентам анализировать реальные или гипотетические ситуации для решения сложных проблем и принятия обоснованных решений. Этот подход стал неотъемлемой частью образовательного процесса в различных областях, включая бизнес, право, медицину, архитектуру и дизайн. Кейс-технология способствует развитию критического мышления, навыков сотрудничества и практического применения теоретических знаний, что делает обучение более глубоким и осмысленным. В данной статье мы рассмотрим применение кейс-технологии в образовательном процессе на примере архитектурного проекта, связанного с правильными многогранниками.

Применение кейс-технологии в архитектуре

Одним из ярких примеров применения кейс-технологии в образовании является проект для 10 класса, связанный с правильными многогранниками. В рамках этого проекта обучающиеся выступают в роли архитекторов, которые разрабатывают концепцию культурного центра, интегрируя элементы правильных многогранников в архитектурный дизайн. Правильные многогранники — это трехмерные фигуры, у которых все грани являются равными многоугольниками, и они обладают симметрией. К числу правильных многогранников относятся тетраэдр, куб, октаэдр, додекаэдр и икосаэдр. Изучение этих форм позволяет обучающимся понять, как геометрия может влиять на архитектурные решения.

Этапы проекта

Процесс начинается с изучения свойств многогранников и их влияния на пространство. На первом этапе ученики знакомятся с основными характеристиками правильных многогранников, такими как количество граней, рёбер и вершин, а также их симметрией и объемом. Это знание становится основой для дальнейших этапов проекта.

На следующем этапе учащиеся выбирают формы для своего проекта, создают эскизы и 3D-модели, учитывая функциональные требования культурного центра. Например, они могут рассмотреть, как использование кубов и прямоугольных призматических форм может помочь в организации выставочных пространств, а также как использование более сложных форм, таких как икосаэдры, может создать уникальные визуальные эффекты и улучшить акустику в концертных залах.

Исследование и анализ

Учащиеся начинают с исследования свойств многогранников, что включает в себя изучение их объемов, площадей поверхностей и симметрии. Этот этап позволяет учащимся не только узнать о математических характеристиках форм, но и понять, как эти характеристики могут быть применены в реальных архитектурных проектах. Например, они могут провести анализ того, как различные формы влияют на освещение в помещении и восприятие пространства.

Кроме того, учащиеся исследуют исторические примеры использования правильных многогранников в архитектуре. Например, они могут изучить такие здания, как Пантеон в Риме, который представляет собой пример использования геометрии для создания гармоничного пространства, или современные архитектурные проекты, такие как "Кубический дом" в Роттердаме, который использует нестандартные формы для создания уникального визуального стиля. Эти примеры помогают студентам увидеть, как теория может быть применена на практике, и как архитектура может влиять на общественные пространства.

Создание 3D-моделей

Следующим шагом является создание 3D-моделей культурного центра с использованием современных программ для 3D-моделирования, таких как SketchUp, AutoCAD или Revit. Студенты работают в группах, что способствует обмену идеями и совместному решению проблем. Каждая группа должна выбрать несколько правильных многогранников для интеграции в проект и обосновать свой выбор с точки зрения функциональности и эстетики.

Создание 3D-моделей позволяет студентам визуализировать свои идеи и оценивать, как различные формы взаимодействуют между собой. Это дает возможность экспериментировать с дизайном и вносить коррективы, основываясь на обратной связи от одноклассников и учителя. Например, если одна из групп решила использовать октаэдры для создания крыши, они могут протестировать, как это влияет на освещение и восприятие пространства внутри здания. Кроме того, учащиеся могут использовать виртуальную реальность для представления своих проектов, что добавляет элемент интерактивности и позволяет лучше понять пространственные отношения в архитектуре.

Презентация проектов

В финале каждой группы предстоит представить свой проект «заказчику» — другим учащимся и учителю. Презентация включает в себя обоснование выбора многогранников, обсуждение архитектурных решений и демонстрацию 3D-модели. Учащиеся должны объяснить, как их проект отвечает функциональным требованиям и как выбранные формы влияют на общую концепцию культурного центра.

Эта часть проекта развивает навыки публичного выступления и аргументации, что является важным аспектом профессиональной деятельности архитекторов. Студенты учатся не только представлять свои идеи, но и принимать конструктивную критику, что способствует их личностному и профессиональному росту. Кроме того, обсуждение проектов в группе помогает развивать навыки критического мышления и анализа, так как учащиеся учатся задавать вопросы и предлагать альтернативные решения.

Преимущества кейс-технологии

Кейс-технология предоставляет множество преимуществ в образовательном процессе:

1. Развитие критического мышления: учащиеся учатся анализировать сложные проблемы и находить оптимальные решения, что является важным навыком в любой профессии. Они развивают способность рассматривать проблему с разных сторон и оценивать последствия своих решений.
2. Практическое применение теоретических знаний: учащиеся имеют возможность применять свои знания в реальных ситуациях, что делает обучение более осмысленным и эффективным. Например, изучая правильные многогранники, они не только осваивают геометрические понятия, но и учатся использовать их в архитектурном проектировании.
3. Навыки сотрудничества: работа в группах развивает навыки командной работы, что является ключевым аспектом успешной профессиональной деятельности. Ученики учатся делегировать задачи, сотрудничать и находить компромиссы, что важно для работы в команде архитекторов и дизайнеров.
4. Творческое мышление: учащиеся учатся мыслить нестандартно и разрабатывать инновационные решения, что особенно важно в области архитектуры и дизайна. Они могут экспериментировать с формами и материалами, создавая уникальные проекты, которые отражают их индивидуальность и креативность.
5. Углубленное понимание предмета: кейс-технология позволяет учащимся глубже понять материал, так как они активно вовлечены в процесс обучения. Это способствует формированию у них более прочных знаний и навыков, которые они смогут применить в будущем.
6. Подготовка к реальным задачам: кейс-технология помогает учащимся подготовиться к реальным задачам, с которыми они могут столкнуться в своей профессиональной деятельности. Они учатся анализировать ситуацию, принимать решения и предлагать решения, что является важным аспектом работы не только архитектора.

Заключение

Кейс-технология — это мощный инструмент, который делает обучение более глубоким и осмысленным. Применение этого метода на примере проекта по правильным многогранникам демонстрирует, как теория может быть интегрирована в практику, что способствует формированию у учащихся навыков, необходимых для успешной профессиональной деятельности. Важно, чтобы учителя использовали этот метод для подготовки учащихся к реальным задачам, с которыми они могут столкнуться в будущем.

Внедрение кейс-технологии в образовательный процесс может существенно повысить уровень вовлеченности учащихся и их готовность к решению сложных задач в своей будущей карьере. Использование современных технологий, таких как 3D-моделирование и виртуальная реальность, добавляет дополнительный уровень интерактивности и позволяет учащимся лучше понять архитектурные концепции и геометрические формы.

Таким образом, кейс-технология не только обогащает образовательный процесс, но и способствует подготовке учащихся к вызовам, с которыми они могут столкнуться в профессиональной жизни. Она формирует у них уверенность в своих силах, развивает креативность и критическое мышление, что является залогом успеха в любой области. Внедрение таких методов обучения в школьную и высшую образовательную систему может существенно изменить подход к обучению и подготовке будущих специалистов.

Литература

1. Гаджикурбанова, Г. М. Кейс-технологии в профессиональном образовании : учебное пособие / Г. М. Гаджикурбанова. — 2-е изд. — Махачкала : ДГПУ, 2023. — 83 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/406961 (дата обращения: 31.10.2024). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
2. Исаева, М. А. Эвристические технологии решения математических задач : учебное пособие / М. А. Исаева. — Грозный : ЧГПУ, 2022. — 96 с. — ISBN 978-5-00212-123-6. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/342959 (дата обращения: 31.10.2024). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

1. file0.docx (20,4 КБ)

Опубликовано: 13.11.2024