Введение

Стратегические документы, определяющие развитие российского образования, ставят задачу обновления содержания и методов обучения предметной области «Технология» (с 2024/2025 учебного года – «Труд (Технология)») в качестве одного из приоритетов государственной образовательной политики. В Указе Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 г. № 204 обновление содержания и совершенствование методов обучения предметной области «Технология» прямо названы в числе задач достижения глобальной конкурентоспособности российского образования (подпункт «б» пункта 5) [1]. Данный стратегический курс получил развитие в системе национальных целей на период до 2030 г. и на перспективу до 2036 г., среди которых – достижение технологического лидерства и реализация потенциала каждого человека [2]. Концепция преподавания предметной области «Технология» прямо определяет в качестве цели создание условий для формирования технологической грамотности, критического и креативного мышления обучающихся, а формирование технологического мышления закрепляет как планируемый результат освоения предмета [3]. Федеральные государственные образовательные стандарты начального и основного общего образования ориентируют образовательный процесс на достижение метапредметных результатов, связанных с преобразовательной деятельностью, и на широкое использование цифровых технологий [4; 5].

Вместе с тем в теории и практике технологического образования сохраняется ряд противоречий: между потребностью экономики в специалистах с развитым технологическим мышлением и преимущественной ориентацией школьной практики на ручной труд; между высоким дидактическим потенциалом цифровых средств обучения, прежде всего 3D-моделирования и прототипирования, и фрагментарностью их применения на уроках предмета «Труд (Технология)»; между наличием отдельных эмпирических исследований дидактических возможностей 3D-технологий [6; 7] и тем, что, по результатам выполненного авторами структурированного отбора и анализа публикаций (см. раздел «Материал и методы исследования»), целостная теоретическая модель формирования технологического мышления обучающихся в условиях цифровой трансформации образования, охватывающая уровни начального и основного общего образования, в проанализированном массиве источников не представлена.

Разрешение указанных противоречий определяет проблему настоящего исследования: каковы теоретико-методологические основания и структурно-функциональные характеристики модели формирования технологического мышления обучающихся общеобразовательной школы в условиях цифровой трансформации образования?

Цель исследования – разработать и теоретически обосновать структурно-функциональную модель формирования технологического мышления обучающихся общеобразовательной школы в условиях цифровой трансформации образования, в которой системообразующим дидактическим средством выступает 3D-моделирование.

Материалы и методы исследования

Исследование носит теоретический характер и выполнено на основе комплекса взаимодополняющих методов: теоретического анализа философской, психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования; анализа нормативных правовых документов, регламентирующих преподавание предметной области «Труд (Технология)»; сравнительно-сопоставительного анализа отечественных и зарубежных концепций технологического образования; понятийно-терминологического анализа; педагогического моделирования. Выполненный обзор литературы по своему типу является теоретическим (нарративным) обзором с элементами систематизированного поиска и не претендует на статус систематического обзора; вместе с тем для обеспечения прозрачности и воспроизводимости процедуры отбора ниже приводятся ее ключевые параметры, раскрываемые с опорой на отдельные позиции рекомендаций PRISMA 2020 [8]. Поиск проводился в период с октября 2025 г. по июль 2026 г. в научных электронных библиотеках eLIBRARY.RU и «КиберЛенинка» (для зарубежных публикаций дополнительно использовался Google Scholar) по ключевым словам «технологическое мышление», «техническое мышление», «инженерное мышление», «3D-моделирование», «прототипирование», «цифровая трансформация образования», «Труд (Технология)», а также их англоязычным эквивалентам (technological thinking, 3D modeling, prototyping, technology education). Критерии включения: рецензируемые публикации 2016–2026 гг., релевантные конструкту технологического мышления и средствам его формирования; первичные труды классиков психолого-педагогической науки, задающие методологические основания; действующие нормативные правовые акты. Критерии исключения: учебно-методические материалы без научной новизны, тезисы без полного текста, дубликаты, источники без полной библиографической идентификации. Всего выявлено 293 записи; после удаления дубликатов осталось 254; по результатам скрининга названий и аннотаций для полнотекстовой оценки отобрано 79 работ; в итоговый анализ включено 48 источников, в том числе 8 нормативных правовых актов. Материалом исследования послужили нормативные документы, классические труды по психологии мышления и деятельности, работы по методологии педагогики, исследования в области теории и методики технологического образования, а также зарубежные источники по проблемам технологического и инженерного образования.

Результаты исследования и их обсуждение

Методологическую основу разрабатываемой модели составляет триада взаимодополняющих подходов: системно-деятельностного, компетентностного и конструктивистского.

Системно-деятельностный подход выступает общенаучной основой исследования. Согласно культурно-исторической теории Л. С. Выготского, высшие психические функции, к которым относится и технологическое мышление, формируются в процессе присвоения культурно выработанных способов деятельности [9, с. 90]. Положение А. Н. Леонтьева о единстве сознания и деятельности [10, с. 125] означает, что технологическое мышление не может быть сформировано вне преобразовательной деятельности самого обучающегося. Теория планомерно-поэтапного формирования умственных действий П. Я. Гальперина [11, с. 322; 12] задает механизм интериоризации: внешние материальные действия с объектами (в том числе с цифровыми моделями) закономерно преобразуются во внутренние умственные операции. Применительно к урокам предмета «Труд (Технология)» системно-деятельностный подход реализуется в организации самостоятельной познавательной и преобразовательной деятельности школьников, при которой новые знания не передаются в готовом виде, а «открываются» обучающимися в процессе решения учебных проблем [13; 14]. Именно этот подход заложен в действующие федеральные государственные образовательные стандарты и определяет требования к структуре учебного занятия и системе универсальных учебных действий [4; 5].

Компетентностный подход определяет результативно-целевую рамку модели. Технологическое мышление в логике данного подхода рассматривается не как сумма знаний о технологиях, а как готовность и способность обучающегося мобилизовать знания, умения и ценностные установки для решения практических преобразовательных задач [15]. Компетентностный подход позволяет операционализировать результаты формирования технологического мышления в виде диагностируемых уровней и критериев, что принципиально важно для последующей опытно-экспериментальной проверки модели [16].

Конструктивистский подход обосновывает выбор ведущего дидактического средства. При этом необходимо терминологическое разграничение: конструктивизм представляет собой эпистемологическую позицию, согласно которой знание конструируется субъектом в процессе активного взаимодействия со средой (генетическая эпистемология Ж. Пиаже) [17, с. 21; 18], тогда как конструкционизм С. Пейперта является его педагогическим развитием, переносящим акцент на создание обучающимся внешнего продукта; в настоящей работе конструктивистский подход используется именно в этой конструкционистской конкретизации. С. Пейперт показал, что обучение протекает особенно эффективно, когда обучающийся создает внешний, публично обсуждаемый продукт – «объект, с которым можно думать» [19, с. 20; 20]. Трехмерная цифровая модель и ее материализованный прототип, изготовленный на 3D-принтере, представляют собой классический пример такого объекта: в них овеществляется замысел обучающегося, а расхождение между замыслом и результатом становится источником рефлексии и нового цикла проектирования. Эмпирическое подтверждение конструкционистского механизма применительно к трехмерному моделированию получено, в частности, в исследовании O.-L. Ng и T. Chan, выполненном в дизайне design-based research: включение задач по созданию цифровых 3D-моделей в обучение школьников 10–13 лет сопровождалось измеряемым улучшением освоения представлений о форме и пространстве [21].

Взаимодополнительность подходов состоит в следующем: системно-деятельностный подход отвечает на вопрос, каков механизм формирования технологического мышления (интериоризация преобразовательной деятельности); компетентностный – на вопрос, каков планируемый и диагностируемый результат; конструктивистский – на вопрос, в какой среде и посредством каких дидактических средств этот механизм запускается наиболее эффективно.

Понятийно-категориальный аппарат исследования. Центральной категорией исследования является технологическое мышление. Анализ литературы показывает, что данное понятие складывалось в отечественной педагогике в русле идей политехнического образования. П. Р. Атутов рассматривал технологическое мышление в контексте технологической подготовки как направленности личности на преобразовательную деятельность [22, с. 12]. В Концепции преподавания предметной области «Технология» и федеральной рабочей программе по учебному предмету «Труд (Технология)» технологическое мышление определяется как нацеленность человека на преобразовательную деятельность по созданию материальных и духовных ценностей, предполагающую поиск оптимальных средств преобразования материи, энергии и информации в необходимый людям продукт и подчиняющаяся логике «потребность – цель – способ – результат» (пояснительная записка федеральной рабочей программы, входящей в состав федеральной образовательной программы основного общего образования) [3; 23; 24].

Для уточнения объема понятия необходимо его разграничение со смежными категориями. Техническое мышление традиционно трактуется как оперирование техническими образами и понятиями при решении задач, связанных с устройством и функционированием технических объектов; его классическая трехкомпонентная структура (понятие – образ – действие) раскрыта в работах Т. В. Кудрявцева [25, с. 258]. Инженерное мышление характеризуется направленностью на создание новых технических систем с учетом научных, экономических и социальных ограничений; исторически оно рассматривалось применительно к профессиональной инженерной подготовке, однако в современных исследованиях обоснована целесообразность его пропедевтического развития уже на уровне общего образования [26]. Дизайнерское мышление (design thinking) акцентирует эмпатию к пользователю, генерацию альтернатив и итеративное прототипирование [27]. Технологическое мышление, по мнению авторов, является более широкой, интегративной категорией школьного образования: оно включает элементы технического, проектного и дизайнерского мышления, но не сводится к ним, поскольку охватывает весь цикл преобразовательной деятельности – от осознания потребности до оценки последствий полученного результата с позиций технологической, экономической и экологической целесообразности.

В понятийный аппарат исследования входят также категории «цифровая трансформация образования» – процесс интеграции цифровых технологий в образовательную деятельность, ведущий к изменению ее целей, содержания, методов и организационных форм [28; 29]; «3D-моделирование» – процесс создания трехмерных цифровых моделей объектов средствами специализированного программного обеспечения с возможностью их последующей материализации средствами аддитивных технологий [30]; «системообразующее дидактическое средство» – средство обучения, вокруг которого выстраиваются и которым связываются в целостность содержание, методы и формы организации образовательного процесса.

Авторская трактовка технологического мышления. Обобщение рассмотренных позиций позволяет предложить следующее рабочее определение. Технологическое мышление обучающегося общеобразовательной школы – это интегративное личностное образование, представляющее собой систему взаимосвязанных мыслительных действий и ценностных ориентаций, обеспечивающих осознанное осуществление полного цикла преобразовательной деятельности (анализ потребности – постановка цели – проектирование способа – моделирование – реализация – рефлексия результата) с использованием традиционных и цифровых технологий и с учетом критериев технологической, экономической, экологической и социальной целесообразности.

В структуре технологического мышления выделяются пять компонентов:

1) мотивационно-ценностный – устойчивый интерес к преобразовательной деятельности, ценностное отношение к труду и техносфере;

2) когнитивный – система технико-технологических знаний, представлений о технологическом цикле, свойствах материалов, цифровых инструментах;

3) операционально-деятельностный – владение мыслительными операциями (анализ, синтез, сравнение, обобщение, пространственные преобразования) и практическими умениями работы с материальными и цифровыми объектами;

4) проектно-творческий – способность выдвигать и разрабатывать альтернативные решения, осуществлять эскизный поиск, конструировать и модифицировать модели;

5) рефлексивно-оценочный – способность оценивать процесс и результат деятельности, выявлять несоответствия замыслу, определять направления доработки.

Структурно-функциональная модель формирования технологического мышления обучающихся общеобразовательной школы Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования

Структурно-функциональная модель формирования технологического мышления. Разработанная модель представляет собой теоретический конструкт, отображающий целостный педагогический процесс формирования технологического мышления обучающихся на уровнях начального и основного общего образования и включающий пять взаимосвязанных блоков (рисунок).

Целевой блок задает социальный заказ (нормативные требования, потребности цифровой экономики) и цель – формирование технологического мышления обучающихся как интегративного личностного образования.

Методологический блок фиксирует триаду подходов (системно-деятельностный, компетентностный, конструктивистский) и систему принципов: деятельности, непрерывности и преемственности уровней образования, целостности, психологической комфортности, вариативности, творчества, а также специфические принципы – принцип полноты технологического цикла (каждая единица содержания проходится от замысла до материализованного результата) и принцип двойной наглядности (единство цифровой модели и материального прототипа).

Содержательный блок строится как сквозная содержательная линия «моделирование и преобразование объектов», развертываемая с учетом возрастных особенностей: на уровне начального общего образования – пропедевтика (объемное конструирование из бумаги и конструкторов, простейшие среды объемного моделирования, формирование пространственных представлений и элементарных проектных умений в соответствии с модулем «Конструирование и моделирование» федеральной рабочей программы по учебному предмету «Труд (Технология)» для 1–4-х классов [31]); на уровне 5–7-х классов – базовый этап: в 5–6-х классах – графическая и макетная пропедевтика цифрового моделирования (чтение и выполнение эскизов и чертежей, объемное макетирование из листовых материалов в логике инвариантных модулей «Производство и технологии» и «Компьютерная графика. Черчение»), с 7-го класса – начало систематического освоения инвариантного модуля «3D-моделирование, прототипирование, макетирование», размещенного федеральной рабочей программой в 7–9-х классах [23], включая работу в системах автоматизированного проектирования учебного уровня и изготовление прототипов; на уровне 8–9-х классов – проектно-творческий этап в рамках того же инвариантного модуля (комплексные дизайн-проекты, решение реальных проблем, элементы инженерных расчетов, олимпиадная подготовка).

Конкретизируем возрастную развертку содержательной линии на уровне типовых заданий. На пропедевтическом этапе (1–4-е классы) используются задания предметно-манипулятивного и элементарного цифрового характера: конструирование объемных фигур из разверток; сборка моделей из конструктора по образцу, схеме и собственному замыслу; упражнения на мысленное вращение и достраивание фигур; создание простейших цифровых моделей в браузерной среде («брелок с инициалами», «медаль победителю школьного конкурса», «домик для настольной игры») с последующей печатью при помощи учителя [32]. На базовом этапе, в 5–6-х классах, выполняются задания графико-макетного характера: выполнение эскиза и чертежа изделия, построение и склеивание развертки, объемное макетирование из листовых материалов, а также ознакомительная работа в браузерных средах моделирования на пропедевтическом уровне (в том числе во внеурочной деятельности); с 7-го класса задания предполагают самостоятельную работу в системах автоматизированного проектирования учебного уровня: построение модели детали по чертежу и выполнение эскиза по готовой модели; моделирование и печать функциональных изделий («органайзер для канцелярских принадлежностей», «крючок-держатель», «ремонтная деталь для школьного оборудования – заглушка, фиксатор»); анализ и доработка модели по результатам пробной печати [6]. На проектно-творческом этапе (8–9-е классы) выполняются комплексные дизайн-проекты полного цикла («прототип настольного светильника», «эргономичное приспособление для человека с ограниченными возможностями здоровья», «сувенирная продукция к юбилею школы») с обоснованием конструкции, экономическим расчетом и защитой проекта, а также задания олимпиадного типа, соответствующие практическому туру всероссийской олимпиады школьников по труду (технологии) [7]. Описанная линия заданий может быть продолжена и углублена в системе дополнительного образования, обладающей значительным потенциалом развития детского технического творчества средствами 3D-моделирования [33].

Организационно-процессуальный блок определяет ведущие методы (метод проектов [34], проблемное обучение, учебное исследование), формы (индивидуальная, групповая проектная работа, сетевое взаимодействие в облачных средах) и средства (среды 3D-моделирования, 3D-принтеры, виртуальные доски, цифровые лаборатории). Этапность формирования соответствует логике интериоризации: от совместного действия с материальными и экранными объектами – к самостоятельному внутреннему планированию преобразовательной деятельности [11, с. 326].

Критериально-диагностический блок включает критерии, соотнесенные с пятью выделенными компонентами технологического мышления, соответствующие им показатели и три уровня сформированности: репродуктивный (выполнение действий по образцу), продуктивный (самостоятельное решение типовых преобразовательных задач с переносом способов), творческий (самостоятельная постановка проблем, разработка оригинальных решений, аргументированная рефлексия). Результативный элемент блока – положительная динамика уровней сформированности технологического мышления.

Функциями модели выступают: прогностическая (определение планируемых результатов), организационная (упорядочение компонентов образовательного процесса), интегративная (связывание уровней образования и учебных предметов) и диагностическая. Реализация модели предполагает комплекс педагогических условий: техническое оснащение и доступность программных средств; готовность педагогов к применению технологий 3D-моделирования; методическое обеспечение сквозной содержательной линии; междисциплинарная координация с курсами информатики, математики, изобразительного искусства, учитывающая современные тенденции развития школьной информатики [6; 32; 35].

Обоснование выбора 3D-моделирования как системообразующего средства. Выбор 3D-моделирования в качестве средства, связывающего блоки модели в целостность, обосновывается совокупностью аргументов.

Во-первых, критерий полноты технологического цикла: 3D-моделирование в связке с аддитивными технологиями позволяет обучающемуся в рамках учебного времени пройти весь цикл «потребность – замысел – эскиз – цифровая модель – прототип – оценка», что согласуется с принятой трактовкой технологического мышления и подтверждается описаниями практического опыта [36]. По сравнению с традиционными средствами трудового обучения такая связка обеспечивает существенно более быструю и наглядную обратную связь между проектным решением и материальным результатом.

Во-вторых, психолого-дидактический критерий: по данным эмпирических и обзорных работ, деятельность по трехмерному моделированию сопряжена с развитием пространственного мышления, мыслительных операций анализа и синтеза, а материализация модели – с ростом учебной мотивации и возможностями персонализации учебных задач [32; 37]. Следует подчеркнуть, что имеющиеся отечественные данные носят преимущественно описательный и корреляционный характер; экспериментальные подтверждения отдельных эффектов получены в зарубежных исследованиях [21], а строгая проверка причинных эффектов 3D-моделирования в условиях отечественной школы отнесена к задачам планируемой опытно-экспериментальной работы. Цифровая модель выступает «объектом, с которым можно думать» в терминологии конструкционизма, обеспечивая наглядность абстрактных геометрических и технических понятий.

В-третьих, критерий межпредметной интеграции: 3D-моделирование опирается на содержание геометрии, информатики, физики, изобразительного искусства и тем самым реализует интегративный потенциал предметной области «Труд (Технология)», а также логику STEM/STEAM-подхода, закрепленную, в частности, в стандартах технологической и инженерной грамотности ITEEA (STEL, версия 2020 г.) [38; 39].

В-четвертых, критерий преемственности: линия объемного моделирования допускает возрастную развертку от пропедевтики в начальной школе до инженерно-ориентированных проектов в основной школе, что обеспечивает непрерывность формирования технологического мышления между уровнями общего образования, закрепленную федеральными рабочими программами обоих уровней (модуль «Конструирование и моделирование» в 1–4-х классах; инвариантный модуль «3D-моделирование, прототипирование, макетирование» в 7–9-х классах) [31; 23], – требование, слабо реализуемое в конкурирующих подходах.

В-пятых, нормативный и профориентационный критерии: модуль «3D-моделирование, прототипирование, макетирование» закреплен в федеральной рабочей программе по учебному предмету «Труд (Технология)» [23]; практический тур всероссийской олимпиады школьников по труду (технологии) включает профиль 3D-моделирования и печати, что подтверждает институциональное признание данного средства [7]; согласно прогнозно-аналитическим оценкам, владение трехмерным моделированием входит в состав надпрофессиональных навыков широкого круга профессий будущего [40], а профориентационный потенциал обучения 3D-моделированию описан в опыте практической работы со школьниками [41], что может создавать основу осознанного профессионального самоопределения обучающихся.

Сравнение с конкурирующими концепциями отечественной педагогики. Предлагаемая модель развивает и одновременно переосмысляет ряд сложившихся в отечественной педагогике концепций технологической подготовки школьников (таблица).

Сопоставление концепций формирования преобразовательного мышления школьников

Примечание: составлена авторами методом сравнительно-сопоставительного анализа концепций по трем критериям (целевая доминанта; ведущее дидактическое средство; ограничения в условиях цифровой трансформации). Источники по концепциям: политехническое образование [22]; технологическая культура [42, с. 10; 43, с. 38]; проектный метод [34, с. 66]; STEM/STEAM-подход [39].

От политехнической концепции предлагаемая модель наследует идею соединения обучения с преобразовательной деятельностью, однако переносит акцент с ознакомления с производством на формирование мышления как личностного образования и замещает индустриальный контекст цифровым. С концепцией технологической культуры модель солидарна в понимании ценностного измерения технологической подготовки (что отражено в мотивационно-ценностном компоненте), но, в отличие от нее, предлагает операционализированную структуру результата и уровневую диагностику, отвечая требованиям компетентностного подхода. По отношению к проектному методу модель выступает не альтернативой, а конкретизацией: метод проектов сохраняется как ведущий метод организационно-процессуального блока, однако системообразующая роль передается средству – 3D-моделированию, которое обеспечивает технологичность, воспроизводимость и полноту проектного цикла. Наконец, в отличие от STEM/STEAM-подхода, ориентированного преимущественно на межпредметную интеграцию как таковую, предлагаемая модель укоренена в нормативной структуре отечественного предмета «Труд (Технология)» и в категориальном аппарате российской психолого-педагогической традиции – прежде всего в деятельностной теории мышления.

Научная новизна представленных результатов состоит в следующем: уточнено понятие технологического мышления обучающегося общеобразовательной школы и раскрыта его пятикомпонентная структура; разработана структурно-функциональная модель формирования технологического мышления, впервые связывающая уровни начального и основного общего образования сквозной линией 3D-моделирования; сформулированы специфические принципы (полноты технологического цикла, двойной наглядности) и критериальная база диагностики. Теоретическая значимость заключается в развитии теории и методики обучения предметной области «Труд (Технология)» в условиях цифровой трансформации; практическая значимость – в возможности использования модели при проектировании рабочих программ, модулей внеурочной деятельности и программ повышения квалификации учителей предмета «Труд (Технология)».

Перспективы опытно-экспериментальной проверки модели. Разработанная модель на данном этапе имеет статус теоретического конструкта, выполняющего функцию научной гипотезы, поэтому обязательным продолжением исследования выступает ее эмпирическая валидация. Программа опытно-экспериментальной работы включает следующие характеристики.

База и выборка исследования. Опытно-экспериментальную работу планируется провести на базе общеобразовательных организаций г. Барнаула. Для согласования эмпирической проверки с заявленным охватом модели в выборку включаются обучающиеся всех классов обоих уровней общего образования: 1–4-е классы (пропедевтический этап реализации модели) и 5–9-е классы (базовый и проектно-творческий этапы, включая выпускной 9 класс, на который приходится завершение инвариантного модуля «3D-моделирование, прототипирование, макетирование»). При этом диагностические процедуры дифференцируются по возрасту: в 1–2-х классах, с учетом адаптационного периода и несформированности навыка смыслового чтения, применяются исключительно неопросные методы (структурированное наблюдение по картам фиксации, анализ продуктов конструкторской деятельности, экспертная оценка выполнения практических заданий), а формирующее воздействие реализуется в рамках штатного содержания модуля «Конструирование и моделирование» без дополнительной нагрузки; начиная с 3-го класса добавляются бланковые и тестовые процедуры. На каждом уровне формируются экспериментальные и контрольные группы, сопоставимые по исходным характеристикам (параллель, программа обучения, результаты входной диагностики); планируемый объем выборки – не менее 360 обучающихся (не менее 180 на уровне начального и не менее 180 на уровне основного общего образования), объединенных не менее чем в 16 класс-комплектов не менее чем четырех школ, что обеспечивает необходимую вариативность кластеров для многоуровневого анализа, а также учителя предмета «Труд (Технология)» и учителя начальных классов, реализующих программу эксперимента.

Этапы эксперимента. Констатирующий этап (2026/2027 учебный год) предусматривает разработку и экспертизу диагностического инструментария, его пилотную апробацию, входные диагностические срезы в экспериментальных и контрольных группах, анализ состояния практики применения 3D-моделирования в школах базы исследования. Формирующий этап (2027/2028 учебный год) предполагает реализацию в экспериментальных группах сквозной содержательной линии и комплекса педагогических условий, предусмотренных моделью, при обучении контрольных групп по традиционным программам. Контрольно-обобщающий этап (2028/2029 учебный год) включает итоговые диагностические срезы, статистическую обработку и интерпретацию данных, коррекцию модели. Основной стратегией анализа выступают многоуровневые (иерархические) модели со случайными эффектами класса и школы, учитывающие кластеризацию обучающихся, эффекты учителей и повторные измерения, с включением входного уровня диагностируемого показателя в качестве коварианты для контроля исходных различий [44]; для порядковых распределений по уровням сформированности будут применяться порядковые логистические модели со случайными эффектами. Для множественных исходов (пять компонентов технологического мышления) предусмотрена поправка на множественные сравнения по процедуре Бенджамини – Хохберга. Наряду со статистической значимостью будут рассчитываться и содержательно интерпретироваться размеры эффектов (стандартизированная разность средних Хеджеса, отношения шансов) с 95 %-ными доверительными интервалами с опорой на эмпирические ориентиры величин эффектов образовательных вмешательств [45]; априорный расчет мощности выполняется с учетом внутриклассовой корреляции и дизайн-эффекта. Традиционные непараметрические критерии – χ² Пирсона для сопоставления распределений по уровням, U-критерий Манна – Уитни для независимых выборок и критерий знаковых рангов Вилкоксона для парных сравнений «до – после» внутри групп – будут использоваться исключительно в рамках анализа чувствительности, дополняющего основную многоуровневую стратегию.

Диагностический инструментарий строится с обязательным учетом возрастных границ применимости и психометрической обоснованности методик и дифференцируется по трем возрастным полосам. Для обучающихся 7–9-х классов используются: методика диагностики направленности учебной мотивации Т. Д. Дубовицкой [46] – строго с 13 лет и только после предварительной проверки психометрических характеристик на школьной подвыборке, поскольку методика допускает применение примерно с 12 лет, а ее исходная психометрическая проверка выполнялась преимущественно на выборке старшего юношеского возраста (мотивационно-ценностный компонент); тест пространственного мышления И. С. Якиманской, В. Г. Зархина, Х.-М. Х. Кадаяс [47], нормированный на обучающихся 7–8-х классов, – в 7–8-х классах в пределах имеющихся норм, а в 9-х классах – только после набора локальных норм в пилотаже (операционально-деятельностный компонент); методика диагностики рефлексивности А. В. Карпова [48], валидизированная на взрослых выборках, – исключительно в исследовательских целях в 8–9-х классах и только после отдельной пилотной проверки на школьной выборке, включающей оценку понятности формулировок, внутренней согласованности и факторной структуры (рефлексивно-оценочный компонент). Для обучающихся 5–6-х классов стандартизированные подростковые опросники не применяются: используются авторская анкета отношения к преобразовательной деятельности, возрастосообразные задания на пространственные преобразования и рефлексивные листы, проходящие полный цикл психометрического обоснования. Для обучающихся 1–4-х классов применяются исключительно возрастосообразные процедуры: структурированное наблюдение, анализ продуктов деятельности, предметные задания, беседа и листы структурированной самооценки (с 3-го класса). Сквозными для 3–9-х классов выступают критериально-ориентированные предметные тесты, разрабатываемые на основе содержания федеральных рабочих программ [23] (когнитивный компонент), практические задания в среде трехмерного моделирования с оценкой по критериальным картам, а также экспертная оценка учебных проектов по параметрам новизны, вариативности решений и полноты технологического цикла с использованием элементов модели диагностики проектно-технологического мышления Я. М. Машукова [49], разработанной для обучающихся средней школы по предмету «Труд (Технология)» и потому соответствующей возрастному диапазону 5–9-х классов (проектно-творческий компонент). Все авторские и адаптируемые инструменты проходят процедуру психометрического обоснования: экспертную валидизацию содержания, пилотную апробацию, оценку внутренней согласованности (альфа Кронбаха не ниже 0,7), проверку ретестовой надежности и согласованности экспертных оценок (коэффициент каппа Коэна, коэффициент конкордации Кендалла); для каждого инструмента будут определены показатели и шкалы перевода в уровни (репродуктивный, продуктивный, творческий).

Ограничения исследования. Во-первых, работа носит теоретический характер: эмпирические данные об эффективности, устойчивости и практической применимости модели отсутствуют, поэтому модель имеет статус научной гипотезы, а все содержащиеся в статье суждения о ее результативности следует рассматривать как проверяемые предположения. Во-вторых, в 1–2-х классах эмпирическая проверка опирается исключительно на неопросные методы (наблюдение, анализ продуктов деятельности, экспертная оценка), что ограничивает прямую сопоставимость данных этой возрастной группы с результатами обучающихся 3–9-х классов. В-третьих, суждения о развивающих возможностях 3D-моделирования опираются на преимущественно описательные и корреляционные данные опубликованных исследований; причинные эффекты подлежат проверке в контролируемом дизайне. В-четвертых, отбор литературы ограничен указанными базами, периодом поиска и языками публикаций, что могло повлиять на полноту охвата источников.

Заключение

Проведенное теоретическое исследование позволило обосновать методологическую триаду (системно-деятельностный, компетентностный, конструктивистский подходы), уточнить понятийно-категориальный аппарат и предложить авторскую трактовку технологического мышления обучающихся общеобразовательной школы, а также разработать структурно-функциональную модель его формирования, системообразующим средством которой выступает 3D-моделирование. Сопоставление с конкурирующими концепциями отечественной педагогики показало, что предлагаемая модель сохраняет преемственность с традицией политехнического и технологического образования, одновременно отвечая на вызовы цифровой трансформации. Модель носит гипотетический характер; суждение о ее эффективности будет вынесено по итогам опытно-экспериментальной работы, программа которой – диагностический инструментарий, выборка и этапы – охарактеризована в статье.