Россия
В современном цифровом мире развитие пространственного и вычислительного мышления становится ключевым аспектом образования. Статья посвящена изучению влияния создания 3D-объектов с помощью визуальных блочных языков программирования (таких как Tinkercad Blocks, Blockly или Scratch) на формирование этих навыков. В статье рассматриваются связь между визуальным программированием и развитием пространственного мышления; роль блочных кодов в формировании вычислительного мышления (алгоритмизация, декомпозиция, абстракция); практические аспекты применения 3D-моделирования в образовательных целях. Современное образование активно интегрирует цифровые технологии, уделяя особое внимание развитию навыков, востребованных в STEM-дисциплинах. В статье исследуется, как процесс создания 3D-моделей через визуальное блочное программирование (например, в средах Tinkercad Blocks, Blockly или Scratch) влияет на формирование пространственного и вычислительного мышления у школьников и студентов. При этом пространственное мышление определяется как способность обучающегося мысленно представлять, преобразовывать и анализировать объекты в трехмерном пространстве (эти способности играют ключевую роль в инженерии, архитектуре, дизайне и программировании). Аналогично, вычислительное мышление (computational thinking) включает алгоритмизацию, декомпозицию задач, распознавание паттернов и абстрактное мышление, что является основой для изучения информатики и смежных дисциплин. В исследовании рассматриваются механизмы влияния блочного программирования на когнитивные навыки: как работа с 3D-объектами в визуальной среде развивает понимание геометрии, проекций и масштабирования; роль алгоритмических конструкций (циклы, условия, функции) в структурировании пространственного мышления; практические образовательные методики: примеры заданий, сочетающих 3D-моделирование и программирование; анализ сложностей, с которыми сталкиваются учащиеся, и способы их преодоления; сравнение с традиционными подходами: преимущества блочных языков перед текстовым программированием на начальных этапах обучения; эффективность 3D-моделирования по сравнению с 2D-аналогами. Исследование может быть полезно педагогам, методистам и разработчикам образовательных программ, направленных на развитие STEM-навыков у обучающихся.
вычислительное мышление, пространственное мышление, блочное кодирование, TinkerCAD, 3D-дизайн
1. Partnership for 21st Century Skills. (2019). Framework for 21st Century Learning. http://static.battelleforkids.org/documents/p21/P21_Framework_Brief.pdf
2. Arslan Namli, N., & Aybek, B. (2022). Examining the effects of block-based programming... Contemporary Educational Technology, 14(1), Article ep341. https://doi.org/10.30935/cedtech/11477
3. Aydogdu, S. (2020). The effect of block-based programming... Educational Technology Theory and Practice, 10(1), 303-320. https://doi.org/10.17943/etku.649585
4. Atman Uslu, N., Mumcu, F., & Egin, F. (2018). The effect of visual programming activities... Aegean Journal of Educational Technology, 2(1), 19-31.
5. Atmatzidou, S., & Demetriadis, S. (2016). Advancing students’ computational thinking skills... Robotics and Autonomous Systems, 75, 661-670. https://doi.org/10.1016/j.robot.2015.10.008
6. Uttal, D. H., et al. (2013). The malleability of spatial skills. Psychological Bulletin, 139(2), 352-402. https://doi.org/10.1037/a0028446 EDN: https://elibrary.ru/KRVEBV
7. Sorby, S. A. (2009). Developing spatial cognitive skills. International Journal of Science Education, 31(8), 1129-1151. https://doi.org/10.1080/09500690801924756
8. Autodesk Tinkercad. (2023). Official Documentation. https://www.tinkercad.com/learn
9. Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215
10. Grover, S., & Pea, R. (2013). Computational thinking in K-12. Educational Researcher, 42(1), 38-43. https://doi.org/10.3102/0013189X12463051
11. Baz, F. Ç. (2018). Coding education in early childhood: A comparative analysis of national curricula. Journal of Computer Assisted Learning, 34(3), 325-337. https://doi.org/10.1111/jcal.12246
12. Çakır, R., et al. (2021). The impact of block-based programming on algorithmic thinking. Journal of Educational Computing Research, 59(5), 789-812. https://doi.org/10.1177/0735633120973430
13. Korkmaz, Ö., et al. (2017). The effectiveness of Tinkercad in improving spatial visualization skills. Journal of Educational Technology & Society, 20(4), 1-12. https://www.jstor.org/stable/26229203
14. Bers, M. U. (2018). Coding as a Playground: Programming and Computational Thinking in the Early Childhood Classroom. Routledge. https://doi.org/10.4324/9781315398945
