Физика, образовательная робототехника и 3D моделирование: программа бакалавриата ТПИ им. Д.И. Менделеева (филиала) ТюмГУ

Основная задача программы — сформировать целостный методический подход, где теоретическое знание становится основой для инженерного проектирования. Будущий педагог осваивает, как объяснять устройство мира через конструирование робототехнических систем и создание виртуальных моделей. Таким образом, обучение строится на синтезе: физика дает понимание принципов механики, электричества и оптики, которые затем воплощаются в действующих прототипах и сложных трёхмерных объектах.

Выпускник становится носителем уникального навыка — преподавать физику не как абстрактную теорию, а как живую науку, инструмент для создания. Он способен руководить проектами от идеи до её материализации, будь то программируемый робот или напечатанная на 3D-принтере деталь. Такой подход превращает стандартный урок в лабораторию инноваций, где ученики учатся анализировать, моделировать и созидать, видя непосредственную связь между формулой и её технологическим воплощением.

Примерный перечень дисциплин:

• Общая физика (механика, молекулярная физика, термодинамика)
• Общая физика (электричество и магнетизм, оптика)
• Теоретическая физика (основы механики и электродинамики)
• Квантовая физика и физика атома
• Астрономия и астрофизика
• Лабораторный практикум по общей физике
• Высшая математика
• Компьютерная обработка экспериментальных данных
• Основы теории автоматического управления
• Основы электроники и схемотехники
• Конструирование и моделирование робототехнических систем
• Программирование микроконтроллеров (Arduino, Raspberry Pi и др.)
• Программирование роботов на языках C/C++/Python
• Датчики и сенсорные системы в робототехнике
• Мехатронные модули и приводы
• Методика преподавания основ робототехники в школе
• Проектная деятельность в области образовательной робототехники
• Инженерная и компьютерная графика
• Основы 3D-моделирования в CAD-системах (Компас-3D, Fusion 360)
• Аддитивные технологии и 3D-печать
• Художественное 3D-моделирование и скульптинг
• Основы растровой и векторной графики для педагога
• Визуализация физических процессов и явлений (Blender, специализированные пакеты)
• Сканирование и реверс-инжиниринг
• Основы VR/AR-технологий в образовании
• Методика обучения 3D-моделированию в общем и дополнительном образовании
• Общая педагогика
• Общая и возрастная психология
• Теория и методика обучения физике
• Методика обучения и воспитания в области технологий (робототехника и 3D)
• История физики и техники
• Основы изобретательской деятельности (ТРИЗ-педагогика)
• Проектирование и организация STEM-лаборатории в школе
• Разработка учебных кейсов и междисциплинарных проектов
• Современные образовательные технологии и ИКТ в преподавании
• Оценивание результатов обучения в проектном формате
• Безопасность жизнедеятельности в учебных лабораториях.