В связи с динамичным развитием цифровой экономики происходят изменения целых форм производства, появляются новые наукоемкие технологии, заменяющие циклы производства, средства, изменяется характер производственных отношений и специфика подготовки специалистов.

Данные процессы обусловлены особенностями инновационной экономики, где значимость сырьевых ресурсов страны снижается в связи с новыми экономичными и экологичными решениями на основе нано иIT-технологий. В этой связи появляется потребность в специалистах высокотехнологичных и естественнонаучных специальностей, в специалистах с инновационным мышлением и потенциалом, способных решать нестандартные проблемы и предлагать современные инженерные решения на основе своих идей и гипотез.

Проблема в высококвалифицированных кадрах технической направленности имеет общемировую тенденцию, которую в рамках образования реализуетSTEM-подход к обучению детей, начиная с дошкольного возраста.

STEM-подход к обучению, технологии STEM внедряются на государственном уровне в странах, ориентированных на выращивание собственной научно-технической элиты. Главное место в STEM (аббревиатура от Science — естественные науки, Technology — технологии, Engineering — инжиниринг, проектирование, дизайн, Mathematics — математика) отводится практике, соединяющей разрозненные естественно-научные знания в единое целое.

По словамПрезидента РФ В. В. Путина, инженерное образование в РФ нужно вывести на новый более высокий уровень.Министр образования и науки Д. Ливановподчеркнул:«В целях повышения конкурентоспособности нашей страны требуется усиление технической подготовки кадров».

Однако государство в лице Правительства требует подготовки высококвалифицированных специалистов из самых разных образовательных областей естественных наук в области высших технологий.

В связи с этим STEM становится приоритетным направлением. Благодаря его повсеместному внедрению в российское образование удастся удовлетворить потребность в научно-инженерных кадрах, которые будут играть ведущую роль в развитии технологического процесса и модернизации био- и нанотехнологий в нашей стране.

Это направление реализуется в условиях нашей области в рамках комплексной программы «Уральская инженерная школа» от 6 октября 2014 года, где предусмотрено создание условий для подготовки специалистов технического профиля, развития естественно-математического, инженерного образования на всех уровнях общего и высшего образования «в целях обеспечения условий для устойчивого экономического роста, развития импортозамещения и промышленного потенциала Свердловской области».

В тоже время образовательные учреждения испытывают трудности на этапе выбора программ и средств обучения для реализации данного направления в условиях практической деятельности с детьми. Новые технологии, которые в настоящее время составляют основу современных форм производства, должны быть в доступной форме представлены детям в рамках ранней профориентации и программ дополнительного образования технической направленности. В теории и практике естественно-математического, раннего инженерного образования детей наблюдаются существенные затруднения и противоречия, выражающиеся в осознании педагогами необходимости отказа от традиционного пути (морально устаревших программ, методик, традиционных технологий обучения и т.п.) и начале поиска нового. В педагогической литературе прежних лет само понятие «инженерное мышление», как правило, рассматривается только как вид познавательной деятельности, направленной на исследование, создание и эксплуатацию новой высокопроизводительной и надежной техники, прогрессивной технологии, автоматизации и механизации производства, повышения качества продукции. Инженерная деятельность рассматривается в неотрывной связи с индустриальным этапом технологичного производства. На современном этапе инженерная деятельность трактуется как понятие шире: включены проектирование материалов, клеток на уровне ДНК, воспроизведение функций живых систем и т.д., что повышает ценность естественнонаучных представлений.

В этих условиях ресурсные центры по ранней профориентации детей дошкольного и школьного возраста должны апробировать новые подходы и средства для развития интереса детей к техническому творчеству и научно –исследовательской деятельности. Особенно актуальными в условиях цифровой экономики и производства становятся технологии, развивающие цифровые компетенции и навыки детей в разных формах деятельности, начиная с дошкольного возраста.

На базе муниципального автономного дошкольного образовательного учреждения детский сад № 43 «Малыш» с 17 апреля 2018 года реализуется проект по апробации парциальной программы дошкольного образования «Играем и моделируем вLigroGame», которая использует программное обеспечение по трехмерному моделированию для обучения детей среднего и старшего дошкольного возраста навыкам проектирования объектов в трехмерной среде с реализацией объекта на 3Dпечать. Данная программа и программное обеспечение разработано отечественной командой специалистов (ООО «АВСПАНТЕРА») и соответствует стандартам и практике отечественного образования.

Данное решение представлено в рамках следующих мероприятий:

§ Всероссийская студенческая научно-методическая конференция с международным участием «Актуальные проблемы образования в период детства» (14.04.2017 г.);

§ XI Всероссийская научно-практическая конференция «Информационные и коммуникационные технологии в образовании» («ИКТО-Екатеринбург-2017») (17.05.2017 г.). Победитель конкурса «ИКТ в образовательной деятельности» в номинации «Учебные занятия с использованием мобильных приложений» Тема: «Развитие исследовательской и проектной деятельности детей старшего дошкольного возраста средствами веб-приложения LigriGame»;

§ IV Международная молодежная научная конференция «Физика. Технологии. Инновации ФТИ-2017 , 15-19 мая 2017 г., г. Екатеринбург

Данное решение является победителем конкурса стендовых докладов конференции в секции «Инновации и социальные технологии»;

§ Национальный чемпионат сквозных рабочих профессий высокотехнологичных отраслей промышленности по методике Worldskills Hi-tech 04.11.2017 г. – 06.11.2017 г.: семинары-практикумы: «Раннее инженерное образование: технологии, IT-инструменты, формы деятельности «Идеи NBIC - технологий в практике дополнительного образования детей: интеграция естественнонаучных представлений с цифровыми технологиями»;

§ V Международная научно-практическая конференция «Инженерное образование: от школы к производству», 15-16 марта, г. Екатеринбург, секция "Инновационные технологии в физико-математическом образовании", мастер-класс «Математическое моделирование и формы конструктивной деятельности с использованием мобильных приложений и веб-платформы LigroGame».

§ Экспонент на стенде Международного центра Свердловского фонда поддержки предпринимательства на международной промышленной выставке ИННОПРОМ 2017.

Решение «Образовательная веб-платформаLigroGame» является финалистом конкурса Hackathon2025 в разделе «образование», где были выбраны лучшие инновационные IT-решения в рамках концепции городабудущего в городе Екатеринбург.

В рамках образовательной деятельности по программе «Играем и моделируем вLigroGame» дети изучают весь цикл современной инженерной деятельности с использованием технологий, применяемых в промышленном дизайне. Программа «Играем и моделируем вLigroGame» реализует концепциюCDIO – стандарты к современному инженерному образованию (Conceive – придумывать, Design – проектировать, Implement –призводить, Operate – применять) в игровом алгоритме – Придумывай – Моделируй – Создавай – Играй. Дети проектируют идею объекта или модели, создают ее прототип в трехмерной среде LigroGame и реализуют проект с использованием технологии 3D печати. Готовая модель может стать объектом игры или познавательной деятельности в группе.

Игровая дидактика программы позволяет детям освоить конструктивную деятельность в цифровой средеLigroGame посредством форм – примитивов, научиться пользоваться инструментами цифровой среды для моделирования объектов, сохранять свои объекты для 3D печати и распечатывать объекты для игровой и познавательной деятельности.

Данный программный продуктнаправлен на формирование элементарных инженерных компетенцийв условиях, актуальных для современных типов производства, развивающихся на пересечении 4 областей:

• вычислительный дизайн, позволяющий посредством кода моделировать сложнейшие формы;

• аддитивное производство, позволяющее изготовлять части, добавлять материал;

• инженерия материалов, позволяющая проектирование поведения материалов при высоком разрешении;

• синтетическая биология, позволяющая создавать новые биологические функции, изменяя ДНК;

Эта технология является инновационной для практики дополнительного образования детей технической направленности и ее апробация на базе ресурсного центра имеет важное значение для масштабирования данного опыта на федеральном и международном уровне современного STEM – образования.

В настоящее время идет апробация решения на баземуниципального автономного дошкольного образовательного учреждения детский сад № 43 «Малыш» и первый опыт педагоги будут демонстрировать в рамкахделовой программы Московского международного форума «Город образования»

с 30 августа по 2 сентября 2018г. в Москве в 75-ом павильоне ВДНХ в кластере «Дошкольное образование».

Молоднякова Алена Валерьевна, директор ООО «АВСПАНТЕРА»