УДК 378

Милинский А.Ю.¹ (Благовещенск, Россия) — a.milinskiy@mail.ru

¹Благовещенский государственный педагогический университет

Аннотация. В статье рассматривается актуальная научно-методическая проблема подготовки будущих учителей физики к реализации задач STEM-образования и руководству проектно-технической деятельностью школьников в условиях необходимости обеспечения технологического суверенитета страны. Выявлен системный научно-методический дефицит, заключающийся в преобладании академических, репродуктивных или чисто цифровых методов обучения в ущерб предметно-материальному конструированию действующих механизмов. В качестве эффективного дидактического инструмента предложена авторская модель сквозного дидактического инжиниринга, интегрирующая фундаментальную физическую теорию (кинематика, динамика, трибология) с прикладными цифровыми и аддитивными технологиями (CAD, FDM-печать) в рамках единого итерационного цикла. Подробно описана структура четырехэтапной технологии инжиниринга механических систем на примере учебного кейса по проектированию двухступенчатого цилиндрического редуктора. Представлены результаты опытно-экспериментальной работы, реализованной на базе локальной пилотной выборки студентов физико-математического профиля педагогического вуза. Эмпирические данные, полученные с помощью разработанного диагностического критериально-оценочного комплекса, подтверждают выраженную положительную динамику развития политехнического, конструкторского, технологического и исследовательского компонентов инженерного мышления у студентов экспериментальной группы. Обоснована дидактическая состоятельность разработанной модели и определены перспективы её масштабирования в системе высшего педагогического образования.

Ключевые слова: методика обучения физике, инженерное мышление, будущие учителя физики, простейшие механические узлы, 3D-печать, STEM-образование, высшее педагогическое образование.

Список источников:    

1. Константинова Л.В., Титова Е.С., Петров А.М. Институциональные трансформации высшего образования: основные разрывы и новые практики // Высшее образование в России. 2024. № 11. С. 9–28. DOI: https://doi.org/10.31992/0869-3617-2024-33-11-9-28
2. Кудрявцева С.С., Шинкевич М.В. Воспроизводство научных кадров как основа для технологического развития России // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Социальные науки. 2025. № 1 (77). С. 49–57. DOI: https://doi.org/10.52452/18115942_2025_1_49
3. Милинский А.Ю. Проблемы сопровождения научно-исследовательской деятельности по физике бакалавров вуза // Наука и школа. 2022. № 6. С. 165–171. DOI: https://doi.org/10.31862/1819-463X-2022-6-165-171
4. Милинский А.Ю., Барышников С.В. Творческий подход к проведению физического эксперимента на примере изучения закона сохранения энергии при ударе // Физика в школе. 2022. № 1. С. 40–44. DOI: https://doi.org/10.47639/0130-5522_2022_1_40
5. Гребенев И.В., Лебедева О.В., Сдобняков В.В., Толстенева А.А., Чупрунов Е.В. Подготовка учителя физики с учетом современных технологических запросов общества // Педагогика. 2023. № 8. С. 85–93. URL: https://elibrary.ru/uyulbu
6. Елизарова Е.Ю., Ханжина Е.В. Подготовка будущего учителя физики в вузе к деятельности по формированию инженерных компетенций: проблемы и перспективы // Современная высшая школа: инновационный аспект. 2024. № 3. С. 64–74. URL: https://elibrary.ru/ptzgob
7. Марков К.А., Тимофеева К.О. Формирование инженерного мышления будущих учителей с использованием цифровых ресурсов // Современное педагогическое образование. 2023. № 11. С. 207–211. URL: https://elibrary.ru/jqnxsx
8. Costa M.C., Domingos A.M.D., Teodoro V.D., Vinhas É.M.R.G. Teacher professional development in stem education: An integrated approach with real-world scenarios in portugal // Mathematics. 2022. Vol. 10. art. 3944. DOI: https://doi.org/10.3390/math10213944
9. Suryadi A., Purwaningsih E., Yuliati L., Koes-Handayanto, S. STEM teacher professional development in pre-service teacher education: A literature review // Waikato Journal of Education. 2023. Vol. 28. P. 7–26. DOI: https://doi.org/10.15663/wje.v28i1.1063
10. Lin K.Y., Wu Y.T., Hsu Y.T., Williams P.J. Effects of infusing the engineering design process into STEM project-based learning to develop preservice technology teachers’ engineering design thinking // International Journal of STEM Education. 2021. Vol. 8. art. 1. DOI: https://doi.org/10.1186/s40594-020-00258-9
11. Hanson J.R., Hardman S., Luke S., Lucas B. Developing pre-service primary teachers’ understanding of engineering through engineering habits of mind and engagement with engineers // International Journal of Technology and Design Education. 2022. Vol. 32. P. 1469–1494. DOI: https://doi.org/10.1007/s10798-021-09662-w
12. Mehddi F., Kazi A.S., Butt A.I. From theory to practice: How STEAM professional development shapes teacher beliefs and perceptions about design thinking activities // SAGE Open. 2025. P. 1–15. DOI: https://doi.org/10.1177/21582440251355779
13. Попова В.А., Ларченкова Л.А., Ефимов И.П., Крушельницкий А.Н., Попова И.О. Инженерный практикум в подготовке будущих учителей // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. 2022. № 204. С. 80–88. DOI: https://doi.org/10.33910/1992-6464-2022-204-80-88
14. Pleasants J., Olson J. K. What is engineering? Elaborating the nature of engineering for K-12 education // Science Education. 2019. Vol. 103. P. 145–166. DOI: https://doi.org/10.1002/sce.21483
15. Lupión-Cobos T., García-Ruiz C., Toma R. B. Preservice primary teachers’ attitudes towards STEM education: a study developed through an integrated STEM training programme using inquiry- based approaches and engineering design practices // Research in Science Education. 2026. P. 1–24. DOI: https://doi.org/10.1007/s11165-026-10323-y
16. Saseendran A., Thomas M. V. Design thinking in science and integrated STEM/STEAM education: Trends, challenges, and future directions from a systematic review// STEM Education.  2025.  Vol. 5. P. 1058–1101. DOI: https://doi.org/10.3934/steme.2025046
17. Zhan X., Sun D., Song R., Yang Y., Zhan Y. Empowering students’ engineering thinking: An empirical study of integrating engineering into science class at junior secondary schools // Thinking Skills and Creativity. 2023. Vol. 49. Art. 101364. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsc.2023.101364
18. Никитина Т.В., Даммер М.Д. Оценка методических компетенций будущего учителя физики: современные формы и средства // Педагогическое образование в России. 2026. № 1. С. 280–293. URL: https://elibrary.ru/ciebls
19. Касымова А.А., Кафизова Г.М., Кожабаева Ж. Е. Формирование научно-исследовательской компетенции будущих учителей физики с использованием кейс-технологии // Известия КазУМОиМЯ имени Абылай хана. Серия «Педагогические науки». 2022. № 3. С. 1–10. DOI: https://doi.org/10.48371/peds.2022.66.3.009
20. Соколова С.А. Роль образования в подготовке кадров для высокотехнологичных секторов национальной экономики // Экономика и бизнес: теория и практика. 2026. № 2 (132). С. 221–226. DOI: https://doi.org/10.24412/2411-0450-2026-2-221-226

Библиографическая ссылка: Милинский А.Ю. Развитие инженерного мышления будущих учителей физики средствами аддитивных технологий // ЦИТИСЭ. 2026. № 3. С. 558-566.