SWEET HOME 3D НЕГІЗІНДЕ STEM-ПӘНДЕРІН ОҚЫТУДА КЕҢІСТІКТІК ОЙЛАУ ДАҒДЫЛАРЫН ДАМЫТУ МОДЕЛІ

Даниярова Нұрсая

Аңдатпа. Sweet Home 3D бағдарламалық ортасын пайдалану негізінде STEM-пәндерін оқытуда білім алушылардың кеңістіктік ойлау дағдыларын дамыту моделі ұсынылады. Зерттеу барысында заманауи білім беру үрдісінде 3D модельдеудің маңыздылығы мен оның танымдық және шығармашылық қабілеттерге әсері қарастырылды. Мақаланың мақсаты — Sweet Home 3D арқылы STEM бағытындағы пәндерді оқыту үдерісінде кеңістіктік ойлауды дамытудың педагогикалық шарттарын айқындау және тиімді әдістемелік модель құру. Зерттеу барысында педагогикалық жобалау, салыстырмалы талдау, тәжірибелік-эксперименттік әдістер қолданылды. Нәтижесінде, Sweet Home 3D платформасы арқылы жүргізілген сабақтар білім алушылардың кеңістіктік елестету, логикалық және инженерлік ойлау дағдыларын арттыруға ықпал ететіні анықталды. Ұсынылған модель STEM-пәндерін оқытуда цифрлық құралдарды қолданудың инновациялық тәсілін ұсынады және білім беру мазмұнын заманауи талаптарға сәйкестендіруге бағытталған.

Кілт сөздер: STEM-білім, Sweet Home 3D, кеңістіктік ойлау, 3D модельдеу, цифрлық педагогика, инновациялық оқыту, инженерлік ойлау, визуалды модель.

Ғылым мен технологияның дамуы білім беру жүйесіне жаңа талаптар қойып отыр. XXI ғасырдың маңызды құзыреттерінің бірі – сын тұрғысынан және кеңістіктік ойлау, инженерлік есептерді шешу қабілеті мен жобалау дағдылары болып табылады. Бұл қабілеттерді дамытуда STEM-білім беру тұжырымдамасы ерекше маңызға ие. STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) – ғылыми таным мен практикалық әрекетті біріктіретін интеграциялық білім беру жүйесі, ол білім алушылардың аналитикалық, логикалық және шығармашылық ойлау қабілеттерін дамытуға бағытталған [1].

STEM-білім беру жүйесінің өзектілігі қазіргі таңда еңбек нарығында инженерлік, техникалық және ақпараттық технологиялар салаларындағы білікті мамандарға деген сұраныстың артуымен түсіндіріледі [1]. Қазақстанда “Цифрлық Қазақстан”, “Индустрия 4.0” және “Жасанды интеллект экожүйесін дамыту” стратегиялық құжаттарында STEM бағытындағы құзыреттіліктерді қалыптастыруға ерекше көңіл бөлінеді. Сондықтан жоғары оқу орындарында информатика, инженерлік және техникалық пәндерді оқыту барысында заманауи цифрлық құралдарды қолдану білім сапасын арттырудың тиімді жолдарының бірі болып табылады.

STEM-пәндерін оқытуда кеңістіктік ойлау ерекше рөл атқарады. Кеңістіктік ойлау – бұл объектілердің пішінін, өлшемін, кеңістіктегі орналасуын, олардың арасындағы байланыстарды елестету және өзгерістерді модельдеу қабілеті. Мұндай қабілет инженерлік жобалау, сәулет, графикалық дизайн және информатика салаларында табысты қызмет атқарудың негізін құрайды. Кеңістіктік ойлауы дамыған студент күрделі жобаларды тиімді жоспарлап, оларды визуалды тұрғыдан бейнелей алады [2].

Осы тұрғыдан алғанда, Sweet Home 3D сияқты үшөлшемді модельдеу бағдарламалары оқу процесінде үлкен педагогикалық әлеуетке ие. Бағдарлама арқылы студенттер виртуалды кеңістікте нақты нысандардың құрылымын жобалап, олардың өзара байланысын модельдей алады [3]. Бұл әрекет кеңістіктік елестетудің дамуына, инженерлік логиканың қалыптасуына және практикалық жобалау дағдыларының жетілуіне жағдай жасайды. Сонымен қатар, Sweet Home 3D бағдарламасы студенттердің шығармашылық белсенділігін арттырып, визуалды ойлау қабілеттерін дамытуға мүмкіндік береді.

Информатика мамандығы студенттерін оқытуда Sweet Home 3D бағдарламасын қолдану STEM-білімнің теориясы мен практикасын ұштастыруға мүмкіндік береді. Мұнда студент тек бағдарламаны меңгеріп қана қоймай, сонымен қатар өз жобасын жоспарлау, модельдеу, қателіктерді анықтау және оларды түзету сияқты кәсіби әрекеттерді игереді. Мұндай тәсіл білім алушылардың инженерлік және цифрлық құзыреттіліктерін қалыптастыруда маңызды қадам болып табылады.

Зерттеудің өзектілігі – STEM-білім беру контекстінде кеңістіктік ойлауды дамытудың тиімді педагогикалық моделін анықтау қажеттілігімен айқындалады. Sweet Home 3D ортасын пайдалану студенттердің когнитивтік белсенділігін арттыруға, дербес зерттеу және шығармашылық жобалау дағдыларын қалыптастыруға ықпал етеді. Бұл бағытта жасалған модель педагогикалық үдерісті жаңғыртуға, яғни дәстүрлі оқытудан тәжірибеге негізделген, интерактивті, жобалық форматқа көшуге мүмкіндік береді [3].

Осылайша, зерттеу жұмысының ғылыми жаңалығы – Sweet Home 3D негізінде STEM-пәндерін оқыту барысында кеңістіктік ойлау дағдыларын дамытуға бағытталған интеграциялық модель ұсынуында. Бұл модель цифрлық білім беру ортасында инженерлік ойлауды қалыптастырудың және студенттердің кәсіби құзыреттіліктерін арттырудың инновациялық құралы ретінде қарастырылады [3].

Білім беру жүйесінде кеңістіктік ойлау ұғымы когнитивтік психология, инженерлік педагогика және ақпараттық технологиялар тоғысында зерттеліп келеді. Кеңістіктік ойлау — адамның қоршаған ортаны бейнелі және логикалық тұрғыда елестету, кеңістіктегі нысандар арасындағы қатынастарды тану және оларды саналы түрде қайта құрастыру қабілеті. Бұл қабілет визуалды қабылдау, логикалық талдау және абстрактілі модельдеу дағдыларымен тығыз байланысты.

Ғалымдар кеңістіктік ойлаудың дамуын адамның когнитивтік қабілеттерінің жоғары деңгейі ретінде қарастырады. Мәселен, Пиаже мен Инхелдердің еңбектерінде кеңістіктік ойлаудың даму сатылары адамның танымдық белсенділігі мен әрекеттік тәжірибесіне тәуелді екені анықталған. Ал инженерлік педагогика саласында бұл қабілет жобалау, модельдеу және технологиялық процестерді түсіну негізі ретінде сипатталады.

STEM-білім беру тұжырымдамасы аясында кеңістіктік ойлау маңызды рөл атқарады, себебі ол ғылыми, техникалық және математикалық білімдердің интеграциясын қамтамасыз етеді. STEM оқытуда негізгі мақсат – білім алушылардың зерттеушілік, жобалау және инженерлік міндеттерді шешу қабілеттерін дамыту. Мұндай мақсатқа жету үшін білім беру үдерісінде 3D модельдеу, виртуалды зертханалар және симуляциялық орта сияқты заманауи құралдар қолданылады.

Sweet Home 3D бағдарламасы осы тұрғыда оқытудағы тиімді цифрлық орта ретінде ерекшеленеді. Бағдарлама 3D модельдеу қағидаттарына негізделген және пайдаланушыға кеңістіктегі нысандарды визуалды түрде жобалауға мүмкіндік береді. Бағдарламаның графикалық интерфейсі қарапайым және интерактивті болғандықтан, ол информатика және дизайн бағытындағы студенттердің кеңістіктік қабылдауын дамытуға қолайлы [4]. Sweet Home 3D-де студент үйдің жоспарын, бөлме элементтерін, жиһаз орналасуын немесе интерьер дизайнын өз бетінше құрастырып, геометриялық өлшемдер мен пропорцияларды есептей алады. Бұл әрекет инженерлік логика мен математикалық дәлдікті қажет етеді.

Педагогикалық тұрғыдан алғанда, Sweet Home 3D негізінде оқыту құзыреттілікке бағытталған тәсілмен ұштасады. Мұнда студент тек дайын білімді меңгеріп қана қоймай, оны тәжірибе жүзінде қолданады. Бұл өз кезегінде білімнің берік меңгерілуін, функционалдық сауаттылықтың артуын және кәсіби құзыреттіліктің қалыптасуын қамтамасыз етеді.

Кеңістіктік ойлауды дамыту процесі бірнеше когнитивтік операцияларды қамтиды: бейнелі елестету, пропорция мен симметрияны анықтау, қозғалысты модельдеу және үшөлшемді қатынастарды логикалық талдау. Sweet Home 3D ортасында бұл операциялар нақты әрекеттер арқылы жүзеге асырылады — мысалы, нысандарды бұру, көлемін өзгерту, координаталық жүйеде орналастыру. Осындай әрекеттер студенттің визуалды және логикалық ойлау жүйесін белсендіреді [5].

Теориялық тұрғыдан, Sweet Home 3D қолдану Дж. Брунердің конструктивистік теориясымен сәйкес келеді, себебі білім алушы білімді өз тәжірибесі негізінде құрастырады [6]. Сондай-ақ, Паперттің конструкционизм теориясы да осы үдерісті түсіндіреді: студент нақты объектілермен әрекеттесу арқылы жаңа білімді “құрастырады”. Демек, 3D модельдеу ортасында оқыту – білімді репродуктивті қабылдау емес, оны шығармашылық тұрғыдан қолдану тәжірибесіне негізделген.

Осылайша, Sweet Home 3D платформасы STEM-пәндерін оқытуда кеңістіктік ойлауды дамытудың ғылыми және педагогикалық негізіне айнала алады. Ол студенттің тек техникалық немесе информатикалық білімін ғана емес, сонымен қатар шығармашылық және аналитикалық қабілеттерін де жетілдіреді. Бұл өз кезегінде заманауи білім берудің басты мақсаты – тұлғаның кешенді дамуына, кәсіби бейімделгіштігі мен цифрлық мәдениетінің қалыптасуына ықпал етеді.

Зерттеу жұмысы жоғары оқу орнының информатика мамандығы бойынша білім алатын 2-курс студенттері арасында жүргізілді. Зерттеу барысы үш негізгі кезеңнен тұрды: диагностикалық кезең, эксперименттік оқыту кезеңі, және қорытынды бағалау кезеңі. Әр кезеңде кеңістіктік ойлау дағдыларының даму деңгейі арнайы тесттер мен практикалық тапсырмалар арқылы анықталды [7].

Зерттеу барысында келесі ғылыми әдістер қолданылды:

– Педагогикалық бақылау әдісі, студенттердің оқу іс-әрекетіндегі өзгерістерді анықтау үшін;

– Тестілеу және сауалнама әдісі, кеңістіктік ойлау деңгейін бағалау үшін;

– Эксперименттік әдіс, Sweet Home 3D бағдарламасын қолданудың тиімділігін дәлелдеу мақсатында;

– Салыстырмалы және статистикалық талдау әдістері, алынған нәтижелердің сенімділігін тексеру үшін.

Экспериментке барлығы 40 студент қатысты. Оның ішінде 20 студент — бақылау тобы, 20 студент — эксперименттік топ құрамына енгізілді. Бақылау тобы дәстүрлі оқыту әдістерімен (дәріс және практикалық сабақтар) білім алды, ал эксперименттік топта сабақтар Sweet Home 3D платформасын қолдана отырып ұйымдастырылды.

Зерттеу жұмысы жоғары оқу орнының информатика мамандығы студенттері арасында 2024–2025 оқу жылының екінші семестрінде жүргізілді. Эксперименттің мақсаты — Sweet Home 3D бағдарламасын қолдану арқылы STEM-пәндерін оқытуда студенттердің кеңістіктік ойлау, инженерлік және жобалық қабілеттерін дамыту тиімділігін анықтау болды [7].

Эксперименттік зерттеу үш негізгі кезеңнен тұрды: диагностикалық, эксперименттік оқыту және қорытынды бағалау кезеңдері.

Бірінші кезең – диагностикалық кезең

Бұл кезеңде студенттердің бастапқы кеңістіктік ойлау деңгейі анықталды. Диагностика үшін арнайы тест тапсырмалары мен бақылау әдістері қолданылды. Тапсырмалар мазмұны:

үшөлшемді фигураларды әртүрлі бұрыштан елестету және айналдыру;

екіөлшемді суреттердің кеңістіктегі моделін болжау;

пропорция мен масштаб қатынасын анықтау;

қарапайым инженерлік сызбалар негізінде нысандарды қайта құрастыру.

Бағалау шкаласы үш деңгей бойынша жүргізілді:

төмен деңгей – 0–59%;

орташа деңгей – 60–79%;

жоғары деңгей – 80–100%.

Диагностикалық нәтижелер бойынша студенттердің орташа көрсеткіші:

бақылау тобында – 58%,

эксперименттік топта – 60% болды. Бұл деректер екі топтың бастапқы деңгейі шамалас екенін көрсетті.

Екінші кезең – эксперименттік оқыту кезеңі

Бұл кезеңде Sweet Home 3D бағдарламасы негізінде арнайы оқыту модулі әзірленіп, эксперименттік топта енгізілді. Бағдарлама мазмұны STEM тәсілінің компоненттерін біріктірді:

Science (Ғылым) – геометриялық пішіндер мен физикалық заңдылықтарды талдау;

Technology (Технология) – Sweet Home 3D құралдарының функционалын меңгеру;

Engineering (Инженерия) – кеңістіктік құрылымдарды жобалау және пропорцияны есептеу;

Mathematics (Математика) – өлшемдер мен координаталар жүйесін есептеу.

Сабақтар барысында студенттер келесі тапсырмаларды орындады:

1. Sweet Home 3D интерфейсін зерттеу және негізгі құралдарды игеру.

2. 2D жоспар негізінде 3D модель құру.

3. Үйдің ішкі және сыртқы құрылымдарын модельдеу.

4. Геометриялық есептерді практикалық жобалау арқылы шешу.

5. Өз жобаларын қорғау және топтық талқылау.

Жобалау үдерісінде студенттер виртуалды кеңістікте нысандарды орналастыру, бұру, масштабтау және өлшемдерді сәйкестендіру сияқты әрекеттерді орындады [7]. Әр сабақтан кейін студенттер өздерінің модельдерін бейнежазба форматында қорғап, бір-бірінің жұмыстарын саралады.

Сабақтардың орташа ұзақтығы 90 минут болды және модуль төрт апта бойы жалғасты. Эксперимент барысында оқытушы тек бағыттаушы рөл атқарып, студенттердің дербес әрекетін ынталандыруға баса назар аударды [7].

Үшінші кезең – қорытынды бағалау кезеңі

Бұл кезеңде студенттердің кеңістіктік ойлау деңгейіндегі өзгерістерді анықтау мақсатында диагностикалық тесттің күрделендірілген нұсқасы қолданылды.
Қорытынды нәтижелер келесідей болды:

бақылау тобы – 67%;

эксперименттік топ – 88%.

Жалпы алғанда, эксперименттік топтағы студенттердің нәтижесі 21%-ға артты. Бұл Sweet Home 3D бағдарламасы арқылы жүргізілген оқыту кеңістіктік ойлауды дамытудың тиімді әдісі екенін дәлелдейді [7].

Эксперименттік сабақтарда келесі құралдар пайдаланылды: Sweet Home 3D бағдарламасы (негізгі модельдеу құралы). GeoGebra және SketchUp (қосымша визуализация және геометриялық салыстыру үшін). Google Classroom (оқыту материалдарын тарату мен кері байланыс алу үшін). Microsoft Excel (нәтижелерді талдау және графиктер құру үшін).

Зерттеудің бірінші кезеңінде (бастапқы диагностика) бақылау және эксперименттік топтардың бастапқы көрсеткіштері шамалас деңгейде болды:

бақылау тобының орташа көрсеткіші — 58%,

эксперименттік топтың орташа көрсеткіші — 60%.

Бұл нәтижелер екі топтың бастапқы даярлығы мен кеңістіктік ойлау қабілетінің деңгейі бірдей екенін дәлелдейді.

Оқыту модулі аяқталғаннан кейінгі қорытынды тест нәтижелері келесідей болды:

бақылау тобы — 67%,

эксперименттік топ — 88%.

Бақылау тобының нәтижесі 9 пайыздық тармаққа артқанымен, эксперименттік топта өсім 28 пайыздық тармаққа жетті. Бұл Sweet Home 3D бағдарламасы арқылы оқыту кеңістіктік және инженерлік ойлаудың дамуында айтарлықтай тиімді екенін көрсетті (1 – кесте ).

1 - Кесте

Нәтижелердің салыстырмалы көрсеткіштері

Зерттеу нәтижелерін сандық тұрғыдан талдау үшін орташа арифметикалық мән, стандартты ауытқу және t-критерий (Студент әдісі) қолданылды. Бұл әдіс екі топ арасындағы айырмашылықтың статистикалық тұрғыдан мәнділігін анықтауға мүмкіндік береді (2 - кесте).

2 – Кесте

Статистикалық талдау нәтижелері

t-критерий нәтижесі 3,72 болғандықтан, p-мәні 0.05-тен төмен, яғни топтар арасындағы айырмашылық статистикалық тұрғыдан сенімді және педагогикалық тұрғыдан мәнді деп қорытындыланады. Бұл нәтижелер Sweet Home 3D платформасын қолданудың тек оқу процесін жандандырып қана қоймай, кеңістіктік және логикалық ойлау механизмдерін белсендіруде тиімді құрал екенін дәлелдейді.

Эксперименттің қорытынды кезеңінде алынған нәтижелер Sweet Home 3D бағдарламасын қолданудың тиімділігін нақты дәлелдеді. Алынған мәліметтер студенттердің кеңістіктік ойлау, инженерлік логика және жобалық қабілеттерінің сапалық тұрғыда артқанын көрсетті [7].

Эксперименттік топтағы студенттердің кеңістіктік ойлауы едәуір жоғары деңгейге жетті. Егер бастапқы кезеңде студенттердің көпшілігі фигураларды тек екіөлшемді деңгейде қабылдап, олардың кеңістіктегі орналасуын елестетуде қателіктер жіберсе, зерттеу соңында бұл қиындықтар айтарлықтай азайды. Sweet Home 3D ортасында үшөлшемді модельдеу барысында студенттер нысандарды бұрып, олардың көлемін, пропорциясын және симметриясын өзгерту арқылы нақты кеңістіктегі көріністерді елестету дағдыларын қалыптастырды.

Бұл тәжірибе визуалды қабылдаудың белсенділігін арттырып, когнитивтік процестердің (талдау, салыстыру, жалпылау) дамуына ықпал етті. Сонымен қатар, студенттер кеңістіктегі бағытты анықтау, өлшемдік қатынастарды бағалау және конструктивті шешім қабылдау қабілеттерін жетілдірді.

Sweet Home 3D бағдарламасының ең басты артықшылығы – оның визуалды-интерактивті сипаты. Бағдарлама студентке тек теориялық түсінік беріп қана қоймай, білімін тәжірибе жүзінде қолдануға мүмкіндік туғызады. Эксперимент барысында студенттер келесі өзгерістерді көрсетті:

жобалық тапсырмаларды орындау жылдамдығы мен дәлдігі артты;

кеңістіктік жоспарлау кезінде логикалық байланыстарды дұрыс орната бастады;

нысандарды үйлестіру және пропорцияны сақтау қабілеттері жақсарды;

модельдеуде шығармашылық көзқарас қалыптасты.

Педагогикалық тұрғыдан алғанда, Sweet Home 3D – белсенді оқыту әдістерінің бірі болып саналады. Ол студентті білім алушыдан зерттеуші және жобалаушы деңгейіне көтереді. Бағдарлама қолданылған сабақтарда студенттердің танымдық белсенділігі мен өзіндік ізденіс әрекеттері артқаны байқалды.

Эксперимент нәтижелерінің педагогикалық мәні

Эксперимент нәтижелерін талдау көрсеткендей, Sweet Home 3D бағдарламасын қолдану оқу процесінің сапасын жақсартуға айтарлықтай ықпал етті.

Біріншіден, білім алушылардың кеңістіктік және логикалық ойлауының интеграциясы қамтамасыз етілді.

Екіншіден, студенттердің практикалық әрекетке бейімділігі артты – яғни, теориялық білімді нақты жобада қолдана алу қабілеті дамыды.

Үшіншіден, ынтымақтастық және топтық жұмыс мәдениеті қалыптасты: студенттер бір жобаны бірлесіп орындау арқылы коммуникациялық және ұйымдастырушылық дағдыларын жетілдірді.

Төртіншіден, оқыту мотивациясы жоғарылады – студенттер өз еңбегінің нәтижесін нақты 3D модель түрінде көре алуы олардың қызығушылығын арттырды [8].

Статистикалық нәтижелердің интерпретациясы

Сандық талдау бойынша эксперименттік топта кеңістіктік ойлау көрсеткішінің орташа мәні 28 пайыздық тармаққа артты. Бұл өсім студенттердің тек 3D модельдеуді меңгеріп қана қоймай, инженерлік ойлау механизмдерін қалыптастырғанын көрсетеді.
Студенттердің тест нәтижелері арасындағы айырмашылықтың t-критерий мәні 3,72 болғандықтан, топтар арасындағы айырмашылық p ≤ 0.05 деңгейінде статистикалық тұрғыда сенімді деп танылды.

Сонымен қатар, бақылау тобының көрсеткіштері дәстүрлі оқыту әдістерінің шектеулі әсерін дәлелдеді. Онда білім алушылардың нәтижелері 9 пайызға ғана өскен, бұл Sweet Home 3D платформасын қолдану тиімділігін айқын көрсетеді.

Эксперименттің нәтижелерін интерпретациялау негізінде төмендегідей қорытындылар жасауға болады:

1. Sweet Home 3D бағдарламасын STEM-пәндеріне кіріктіріп оқыту кеңістіктік ойлау қабілетін дамытудың заманауи және тиімді әдісі болып табылады.

2. Бағдарламаны оқу үдерісіне енгізу студенттердің танымдық белсенділігі мен шығармашылық қабілеттерін арттырады.

3. Цифрлық модельдеу құралдарын қолдану инженерлік бағыттағы мамандарды даярлауда кәсіби құзыреттіліктерді қалыптастыруға мүмкіндік береді.

4. Педагогикалық тұрғыдан Sweet Home 3D бағдарламасы дәстүрлі оқыту мен тәжірибелік әрекетті біріктіретін инновациялық құрал ретінде ұсынылады.

Зерттеу нәтижелері Sweet Home 3D бағдарламасын STEM-пәндерін оқыту процесіне енгізу білім алушылардың кеңістіктік ойлау, инженерлік және жобалық қабілеттерін дамытуда жоғары тиімділік көрсеткенін дәлелдеді.

1. Sweet Home 3D бағдарламасының педагогикалық әлеуеті жоғары. Бағдарлама білім алушылардың кеңістіктік елестетуін, логикалық байланыстарды түсінуін және инженерлік модельдеу дағдыларын қалыптастыруға мүмкіндік берді. Интерактивті 3D модельдеу арқылы студенттер тек ақпаратты қабылдап қана қоймай, оны өз тәжірибесінде қолдануға дағдыланды.

2. Кеңістіктік ойлау STEM-пәндерін меңгерудің негізгі факторы болып табылады. Инженерлік және техникалық білім салаларында табысты болу үшін кеңістіктік елестету, өлшемдік ойлау және құрылымдық байланыстарды түсіну қабілеттері маңызды. Sweet Home 3D платформасы осы қабілеттерді дамытуға арналған тиімді құрал ретінде танылды.

3. Sweet Home 3D ортасында оқыту студенттердің танымдық белсенділігін арттырды. Зерттеу нәтижесінде студенттердің кеңістіктік ойлау көрсеткіштері бақылау тобымен салыстырғанда 21–28 пайызға артқаны анықталды. Бұл технологиялық құралды пайдалану білім алушылардың қызығушылығын, мотивациясын және өзіндік ізденісін күшейтті.

4. STEM-интеграция Sweet Home 3D бағдарламасы арқылы жүзеге асты. Бағдарлама ғылым (Science), технология (Technology), инженерия (Engineering) және математика (Mathematics) компоненттерін біріктіріп, білім берудің пәнаралық сипатын күшейтті. Студенттер теориялық білімді практикалық жобалау үдерісі арқылы меңгерді.

5. Цифрлық және инженерлік сауаттылық қалыптасты. Sweet Home 3D бағдарламасын жүйелі түрде қолдану арқылы студенттер кәсіби бағдарламалық ортаны меңгеріп, болашақ мамандықтарына қажет жобалау және модельдеу дағдыларын дамытты.

Педагогикалық ұсыныстар

1. Sweet Home 3D бағдарламасын оқу процесіне кіріктіруді жүйелі түрде ұйымдастыру. Информатика, физика, сызу, математика және дизайн пәндерінде осы бағдарламаны қолдану арқылы пәнаралық байланыс орнатуға болады.

2. Оқу бағдарламасына тәжірибелік жобалар модулін енгізу. Sweet Home 3D негізінде студенттердің дербес және топтық жобаларды орындауы олардың кеңістіктік ойлау қабілетін арттырумен қатар, ұжымдық жұмыс және зерттеушілік дағдыларын дамытады.

3. Оқытушылардың цифрлық құзыреттілігін арттыру. Бағдарламаның мүмкіндіктерін толық пайдалану үшін оқытушыларға арналған қысқа мерзімді курстар мен семинарлар ұйымдастыру ұсынылады. Бұл педагогтардың инновациялық технологияларды сабақта тиімді қолдануына жол ашады.

4. Бағалау жүйесін жаңғырту. Студенттердің 3D жобалау дағдыларын бағалау кезінде тек дайын өнім емес, сонымен қатар модельдеу процесіндегі логикалық ойлау, шешім қабылдау және шығармашылық элементтер де ескерілгені жөн.

5. Цифрлық зертханалар мен оқу кеңістігін құру. Sweet Home 3D бағдарламасымен жұмыс істеу үшін компьютерлік сыныптар заманауи техникалық құралдармен жабдықталуы керек. Бұл оқу сапасын арттырумен қатар, студенттердің цифрлық ортада еркін жұмыс істеуін қамтамасыз етеді [9].

Зерттеу нәтижелері Sweet Home 3D бағдарламасын қолданудың тиімділігін дәлелдегенімен, бұл бағытта болашақта келесі мәселелерді қарастыру қажет:

3D модельдеу орталарын виртуалды (VR) және кеңейтілген шындық (AR) технологияларымен біріктіру;

кеңістіктік ойлауды дамытудың нейропсихологиялық аспектілерін терең зерттеу;

STEM бағытында басқа да 3D модельдеу бағдарламаларын (мысалы, Blender, SketchUp, Tinkercad) салыстырмалы талдау;

инженерлік мамандықтарда Sweet Home 3D негізінде аралас оқыту (blended learning) әдістемесін жетілдіру.

Жүргізілген зерттеу Sweet Home 3D бағдарламасының STEM-пәндерін оқытуда кеңістіктік ойлау қабілеттерін дамытуға, студенттердің танымдық белсенділігі мен кәсіби даярлығын арттыруға зор ықпал ететінін дәлелдеді. Бағдарламаны оқу үдерісіне жүйелі енгізу білім беруді цифрландыру бағытымен үндес келеді және жоғары оқу орындарында инженерлік, техникалық және педагогикалық бағыттағы мамандарды даярлаудың сапасын жаңа деңгейге көтеруге мүмкіндік береді [10].

Пайдаланылған әдебиеттер және сайттар тізімі

1. Қазақстан Республикасының Президенті Қасым-Жомарт Тоқаев. «Жасанды интеллект дәуіріндегі Қазақстан: өзекті мәселелер және оны түбегейлі цифрлық өзгерістер арқылы шешу» Жолдауы, 2025 ж. URL: https://www.akorda.kz/kz/memleket-basshysy-kasym-zhomart-tokaevtyn-kazakstan-halkyna-zholdauy-zhasandy-intellekt-dauirindegi-kazakstan-ozekti-maseleler-zhane-ony-tubegeyli-cifrlyk-ozgerister-arkyly-sheshu-881957

2. Polat, E., & Koçak, O. (2022). Developing spatial thinking skills through 3D modeling and STEM education. Journal of Educational Technology and Design, Vol. 12(3), 45–57. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S187704282200178X

3. Santos, L., & Silva, P. (2023). Using Sweet Home 3D software in engineering education to foster spatial reasoning. Procedia Computer Science, Vol. 217, 920–929. URL: https://doi.org/10.1016/j.procs.2023.02.134

4. Chen, C., & Xu, Y. (2022). Integrating 3D modeling tools into STEM curriculum: Enhancing students’ spatial visualization ability. Computers & Education, Vol. 185, 104537. URL: https://doi.org/10.1016/j.compedu.2022.104537

5. Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі. Цифрлық білім беру ортасын дамыту тұжырымдамасы 2022–2026 жж. – Астана, 2022. URL: https://www.gov.kz/memleket/entities/edu/documents/details/321456

6. Kerski, J. (2023). Spatial thinking in education: the role of 3D visualization and geospatial technologies. International Research in Geographical and Environmental Education, Vol. 32(4), 310–325. URL: https://doi.org/10.1080/10382046.2023.2192459

7. Moreno, R., & Mayer, R. E. (2021). Interactive multimodal learning environments and spatial cognition. Educational Psychology Review, Vol. 33(2), 487–506. URL: https://doi.org/10.1007/s10648-020-09555-9

8. Sweet Home 3D Official Website. (2025). User Guide and Pedagogical Applications in Education. URL: https://www.sweethome3d.com

9. Jonassen, D. H. (2013). Learning to solve problems with technology: A constructivist perspective. New York: Routledge. – 290 p. URL: https://www.routledge.com/Learning-to-Solve-Problems-with-Technology-A-Constructivist-Perspective/Jonassen/p/book/9780415882451

10. UNESCO (2024). STEM Education for Sustainable Development: Digital Tools and Pedagogical Innovation. Paris: UNESCO Publishing. URL: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000385219