В статье автор рассматривает междисциплинарный подход к развитию пространственного воображения у школьников с использованием сквозных цифровых технологий, таких как виртуальная реальность (VR), 3D-моделирование, пилотируемые дроны и робототехника. Автор обосновывают актуальность темы в контексте требований цифровой эпохи, подчеркивая значимость пространственного мышления для естественнонаучных, технических и творческих дисциплин. Практическая часть включает описание педагогического эксперимента, проведенного в МБОУ «Гимназия № 23», где применение цифровых технологий повысило средний балл по тестам на пространственное мышление и усилило интерес обучающихся к обучению. Обсуждаются организационные и технические сложности внедрения технологий, а также предложены пути их преодоления: использование симуляторов, интеграция модулей в учебные программы и проведение конкурсов.

Ключевые слова : междисциплинарный подход, пространственное воображение, сквозные цифровые технологии, виртуальная реальность (VR), 3D-моделирование, дроны (БПЛА).

Современный образовательный процесс сталкивается с необходимостью формирования у школьников навыков, которые соответствуют требованиям цифровой эпохи. Одним из ключевых аспектов является развитие пространственного воображения — способности мысленно конструировать, анализировать и преобразовывать объекты в трёхмерном пространстве. Этот навык критически важен для освоения дисциплин естественнонаучного, технического и творческого циклов, включая геометрию, физику, инженерию и дизайн. Междисциплинарный подход, объединяющий предметные области через сквозные цифровые технологии, такие как виртуальная реальность (VR), 3D-моделирование, пилотируемые дроны и робототехнику, позволяет преодолеть ограничения традиционных методов обучения. Интеграция этих инструментов в учебные программы создаёт условия для глубокого погружения в материал, усиливая визуальное восприятие и практическое применение знаний.

Теоретической основой для внедрения цифровых технологий служат исследования в области педагогики и психологии. Исходя из исследований Жана Пиаже [3, с. 1] и Льва Выготского [4, с. 2] можно сказать, что когнитивное развитие, включая пространственное мышление, происходит через активное взаимодействие с окружающей средой и социальный опыт. Современные технологии трансформируют этот процесс, предоставляя инструменты для моделирования сложных пространственных отношений. Например, 3D-моделирование в программах типа Blender или Компас-3D позволяет учащимся визуализировать геометрические фигуры, изучать их свойства под разными углами и создавать прототипы для последующей печати. Виртуальная реальность, в свою очередь, имитирует реальные условия, где школьники могут проектировать архитектурные объекты или проводить лабораторные эксперименты, недоступные в физических условиях. Такие методы не только соответствуют возрастным особенностям подростков, находящихся на стадии формально-операционного мышления, но и стимулируют мотивацию через интерактивность.

Практическая реализация междисциплинарного подхода демонстрируется в проектах, объединяющих несколько учебных дисциплин. Примером служит задания проектного типа, «Моя школа», в рамках которой обучающиеся создают 3D-модель зданий и прилегающей территории собственной школы, используя навыки черчения, географии и программирования. Далее модели переносится в VR-среду, где школьники анализируют инфраструктуру, проектируют зоны отдыха или моделируют движение транспорта. В виртуальной среде они имеют возможность протестировать разработанные модели и очутиться в самом проекте, увидеть от первого лица то, что они сами разработали. Заключительный этап предполагает применение пилотируемых дронов для мониторинга реальной территории, что требует понимания пространственной навигации и основ аэродинамики. Подобные задания формируют системное мышление, позволяя обучающимся устанавливать связи между абстрактными концепциями и их практическим воплощением. При комплексном использовании сквозных цифровых технологий у обучающихся будет намного эффективнее развиваться пространственное воображение.

На базе школы МБОУ «Гимназия № 23» в течении года фрагментарно, при изучении такой учёной дисциплины как «Труд (Технология)», применялись цифровые сквозные технологии. В результате педагогического эксперимента, где половина классов обучалась через традиционные методы, а другая с применение этих технологий было выявлено, что присутствует эффективность междисциплинарного подхода (рис. 1). Контрольная группа, обучавшаяся традиционными методами, показала сумму баллов 19 в тестах на пространственное воображение. В экспериментальной группе, где использовались VR, 3D-моделирование и дроны (БПЛА), результаты были лучше, достигнув 33 (рис. 2). Обучающиеся также отметили повышение интереса к предметам: 93 % опрошенных указали, что интерактивные уроки сделали обучение более познавательным (рис. 3). Эти данные согласуются с выводами исследований, подчёркивающих роль визуализации и практико-ориентированных заданий в образовательном процессе.

Рис. 1. QR код на прохождение тестирования

Рис. 2. Результаты тестирования

Рис. 3. Мнение обучающихся

Несмотря на преимущества, внедрение сквозных технологий сталкивается с организационными и техническими сложностями. По приказу Минпросвешения № 838 [1] в школах должны быть «мобильные классы виртуальной реальности» и дополнительное вариативное оборудование, в которых обязано присутствовать оборудование, связанное с VR-технологиями (подпункты 2.22.36–2.22.40), и наборы для радиоуправляемого авиамоделизма (подпункты 2.20.187–2.20.196). Однако согласно данным Министерства просвещения, лишь 17 % российских школ оснащены VR-оборудованием и специализированными классами для изучения беспилотных летательных аппаратов, а педагоги часто не имеют достаточной подготовки для работы с инновационными инструментами. Решением может стать использование симуляторов, таких как «КвадроСим» [2], который имитирует управление дронами и снижает риски повреждения оборудования. Кроме того, модуль по изучению беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), включённый в программу предмета «Труд (Технология)» [5, с. 17], демонстрирует, как даже базовое оснащение позволяет проводить занятия по проектированию и пилотированию. Важную роль играют хакатоны и конкурсы, например «КиберДром», где школьники отрабатывают навыки в соревновательном формате, сочетая теорию с практикой.

Перспективы развития подхода связаны с интеграцией цифровых технологий в федеральные образовательные стандарты и созданием методической базы для педагогов. Ключевым направлением становится проектная деятельность, объединяющая дисциплины: например, разработка экологических карт с помощью дронов или создание VR-реконструкций исторических событий. Такие инициативы не только формируют пространственное воображение, но и готовят школьников к решению реальных задач в условиях быстро меняющегося технологического ландшафта. Для достижения устойчивых результатов необходимо обеспечить равный доступ к ресурсам, организовать обучение педагогов и расширить сотрудничество школ с IT-компаниями, что позволит сделать цифровые технологии неотъемлемой частью современного образования.

Литература:

1. Приказ Министерства просвещения РФ от 28.11.2024 № 838 «Об утверждении требований к оснащению образовательных организаций». — Текст: электронный // legalacts.ru: [сайт]. — URL: https://legalacts.ru/doc/prikaz-minprosveshchenija-rossii-ot-28112024-n-838-ob-utverzhdenii/#102802 (дата обращения: 18.05.2025). (дата обращения: 09.05.2025).
2. Сайт симулятора «Квадросим». — Текст: электронный // квадросим.рф: [сайт]. — URL: https://квадросим.рф/ (дата обращения: 10.05.2025).
3. Сафаргалина Э. И., Харькова Д. Ю. Основы теории когнитивного развития Пиаже / Д. Ю. Харькова, Э. И. Сафаргалина. — Текст: электронный // https://cyberleninka.ru/: [сайт]. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osnovy-teorii-kognitivnogo-razvitiya-piazhe/viewer (дата обращения: 15.05.2025).
4. Тагирова, Р. А. Теория когнитивного развития Выготского / Р. А. Тагирова. — Текст: электронный // https://cyberleninka.ru/: [сайт]. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/teoriya-kognitivnogo-razvitiya-vygotskogo/viewer (дата обращения: 14.05.2025)
5. Федеральная рабочая программа основного общего образования Труд (Технология) (для 5–9 классов образовательных организаций). — Текст: электронный // edsoo.ru: [сайт]. — URL: https://clck.ru/3M7h8n (дата обращения: 11.05.2025).