ОСОБЛИВОСТІ ВИВЧЕННЯ СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ВИРОБНИЦТВА ТА ОБРОБКИ НОВІТНІХ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ У КОНТЕКСТІ ПЕРЕХОДУ ДО INDUSTRY 5.0

Анотація

Статтю присвячено теоретичному обґрунтуванню та методичному забезпеченню оновлення змісту й методів вивчення сучасних технологій виробництва та обробки новітніх конструкційних матеріалів у процесі професійної підготовки майбутніх учителів технологій в умовах переходу до концепції Industry 5.0. Проаналізовано вплив трансформації матеріалознавства та виробничих технологій (адитивне виробництво, наноструктуровані покриття, розумні матеріали, високоентропійні сплави, функціонально-градієнтні матеріали, біосумісні та біодеградовані полімери) на зміст і методику підготовки фахівців спеціальності «Середня освіта (Технології)». Показано, що традиційна парадигма викладання, орієнтована на репродуктивне засвоєння знань про класичні технології обробки металів, не відповідає викликам цифрового та людиноцентричного виробництва Industry 5.0, яке поєднує автоматизацію з креативністю людини, сталістю та резилієнтністю систем. Обґрунтовано необхідність міждисциплінарної інтеграції матеріалознавства, адитивних технологій, цифрового проєктування (CAD/CAE/CAM, generative design), технологій віртуального моделювання, аналізу життєвого циклу виробів (LCA) та принципів циркулярної економіки в освітньо-професійних програмах бакалаврського й магістерського рівнів. Запропоновано чотириетапну методичну систему вивчення новітніх матеріалів: теоретичне осмислення → цифрове проєктування → практичне прототипування → аналіз, екологічна оцінка та презентація результатів. Описано п’ять логічних блоків навчального матеріалу: металеві матеріали та методи їх зміцнення; порошкова металургія; адитивні технології; методи обробки та зміцнення поверхонь; композиційні, наноматеріали та розумні сплави. Особливу увагу приділено формуванню в майбутніх педагогів здатності транслювати складні інженерні концепції в доступній формі, інтегрувати їх у проєктно-орієнтовану діяльність учнів закладів загальної середньої освіти в рамках Нової української школи та STEM-підходу, забезпечувати наступність знань, екологічну відповідальність і безпеку праці. Наведено приклади конкретних STEM-проєктів (композитне кріплення дрона, біопластикові іграшки, топологічно оптимізовані деталі), які можуть бути реалізовані студентами та адаптовані для шкільної практики. Результати дослідження свідчать про доцільність переходу від репродуктивного до продуктивного, дослідницького типу навчання, що сприяє формуванню системного бачення життєвого циклу матеріалів, критичного мислення, цифрової та екологічної компетентностей майбутніх учителів технологій. Запропоновані підходи узгоджуються з вимогами компетентнісного підходу, принципами сталого розвитку та людиноцентричною парадигмою Industry 5.0.