Моделирование виртуального пространства средствами 3D-графики

Люди самых разных профессий применяют компьютерную графику в своей работе. Это-исследователи в различных научных и прикладных областях, художники, конструкторы, специалисты по компьютерной верстке, дизайнеры, медики, модельеры. Как правило, изображение на компьютере создается с помощью графических программ. Программа предлагает ознакомиться и получить практические навыки работы в среде ЗD-моделирования для последующего проектирования и реализации своих проектов посред­ством технологий прототипирования.

Данные технологии рассматриваются на примере отечественной системы трехмерного моделирования 3D-Builder. Она включает в себя графический редак­тор, средства трехмерного моделирова­ния и подготовки управляющих программ для станков с числовым программным управлени­ем.

 

В процессе обучения используются все этапы усвоения знаний: понимание, запоминание, применение знаний по правилу и решению творческих задач. Предлагаемые творческие работы направлены на развитие технического, логического, абстрактного и образного мышления, формируются аналитические и созидательные компоненты творческого мышления.

Педагоги

Ищеева Анастасия Валерьевна, учитель математики и информатики, преподаватель образовательного центра "Точка роста".

Содержание программы

1.   Введение

1.1.   Теория: Беседа по правилам поведения обучающихся в клубе. Инструктаж по технике безопасности работы с компьютерной техникой. Организация работы в компьютерном классе. Правила пересечения автомобильных и железных дорог.

1.2.   Теория: Развитие новых технологий. Задачи и проблемы развития технологий в современной жизни.

2.       Изучение основ технического черчения

2.1.   Теория: Виды изделий и конструкторских документов. Общие определения.

2.2.   Теория: Правила оформления чертежей: штриховка в разрезах и сечениях, линии чертежа и их обводка, шрифты, размеры, буквенные обозначения на чертежах, масштабы, форматы чертежей, стандарты.

2.3.   Теория: Проекционное черчение: прямоугольные проекции, расположение видов (проекций) на чертежах, построение проекций геометрических тел, разрезы и сечения.

2.4.   Практика: Тестовое задание - Чертеж от руки.

3.       Знакомство с программой 

 3.1.  Теория: Типы документов.Типы файлов. Основные компоненты программы. Интерфейс.

3.2.    Контекстные меню. Главное меню и панели инструментов.

3.3.    Теория: Общие приемы работы. Компактная панель. Панель свойств.

3.4.    Теория: Инструментальная панель.

3.5.     Практика: Тестовое задание – 2D-эскиз.

4.       Документ - Чертеж. 2D-моделирование

4.1.    Теория: Оформление чертежа.

4.2.   Теория: Параметры текущего чертежа.

4.3.    Теория: Использование видов. Получение изображения в разных масштабах.

4.4.    Теория: Библиотеки.

4.5.     Практика. Тестовое задание - 2D-чертеж по модели

5.       Документ - Деталь. 3D-моделирование

5.1.   Теория: Рабочее пространство. Дерево модели. Компактная панель. Панель свойств. Эскиз.

5.2.   Теория: Вспомогательная геометрия.

5.3.   Теория: Создание модели с помощью операции: Выдавливание и вырезать Выдавливанием.

5.4.   Теория: Дополнительные элементы: фаски, скругления.

5.5.   Практика: Тестовое задание - 3D-объект по модели.

 

6.       3D-печать трехмерных моделей

6.1.    Теория: ЗD-принтер. Применение 3D-принтеров в различных сферах человеческой деятельности. Техника безопасности при работе с 3D-принтерами.

6.2.    Теория: Знакомство с моделью 3D-принтера. Программное обеспечение «CURA».

6.3.    Практика: Печать первой 3D-модели с использованием ранее созданного в программе «3D Builder» 3D-объекта. 

6.4.    Практика: Построение 3D-модели, по собственному замыслу.

7.       Создание индивидуальных творческих проектов

7.1     Теория: Выбор проекта. Сбор информации по темам проектов.

7.2     Практика: Изготовление деталей проекта на 3D-принтере.

7.3    Практика:  Сборка конструкций для индивидуальных творческих проектов.

7.4     Практика: Подготовка документации по  индивидуальным творческим проектам.

8.   Работа на плановых мероприятиях клуба

8.1     Практика: Подготовка к выставкам различного уровня.

8.2     Практика: Подготовка к соревнованиям личного уровня.

8.3     Практика: Подготовка к защите индивидуальных творческих проектов.   

9.   Итоговое занятие

9.1.    Теория: Защита индивидуальных творческих проектов.

9.2.    Теория: Подведение итогов работы творческого объединения за год.

Цели программы

Раскрытие интеллектуального и творческого потенциала детей с использованием возможностей программы трёхмерного моделирования и практическое применение обучающимися знаний для разработки и внедрения технических проектов. Создание условий для мотивации, подготовки и профессиональной ориентации школьников для возможного продолжения учебы в ВУЗах и последующей работы на предприятиях по специальностям, связанным с проектированием и 3D-моделированием.

Результат программы

Предметные результаты:

В результате освоения данной Программы учащиеся:

•            ознакомятся с основами технического черчения и работы в системах трехмерного моделирования; 

•            получат навыки работы с технической документацией, а также разовьют навыки поиска, обработки и анализа информации;

•            разовьют навыки объемного, пространственного, логического мышления и конструкторские способности;

•            ознакомятся с 3D-принтером;

•            научатся применять изученные инструменты при выполнении научно-технических проектов;

•            получат необходимые навыки для организации самостоятельной работы;

•            повысят свою информационную культуру.

В идеальной модели у учащихся будет воспитана потребность в творческой деятельности в целом и к техническому творчеству в частности, а также сформирована зона личных научных интересов.

Личностные результаты:

В результате освоения данной Программы:

•            у обучающихся возрастет готовность и способность к саморазвитию;

•            появится и окрепнет мотивация творческой деятельности;

•            повысится самооценка на основе критериев успешности этой деятельности;

•            появятся навыки сотрудничества в разных ситуациях, умение не создавать конфликты и находить выходы из спорных ситуаций;

•            воспитаются этические чувства, прежде всего доброжелательность и эмоционально-нравственная отзывчивость.

Метапредметные результаты:

 В ходе освоения данной Программы обучащиеся:

•            освоят разные способы решения проблем творческого и технического характера;

•            разовьют умение ставить цели-создавать творческие работы, планировать достижение этой цели, контролировать временные и трудовые затраты, создавать наглядные динамические графические объекты в процессе работы;

•            получат возможность оценить полученный результат и соотнести его с изначальным замыслом, выполнить по необходимости коррекцию либо результата, либо замысла.

Особые условия проведения

Обучающиеся зачисляются на добровольной основе, по результатам собеседования, направленного на выявление их индивидуальности и склонности к творческой деятельности.

Материально-техническая база

Рабочее место для каждого ученика должно быть оборудовано в соответствии с его ростом и иметь ПК, монитор, клавиатуру и компьютерную мышь (или ноутбук).

Оборудование и мебель:

1.       ПК (из расчета 1 ПК на 1 обучающегося + 1 для педагога);

2.       ОС: Windows XP и выше, Linux;

3.       Программы: "3D Builder", "Cura";

4.       Выход в сеть Интернет;

5.       Медиа проектор, экран;

6.       Учебные и компьютерные столы и стулья в соответствии с ростом детей;

7.       Учебный (компьютерный) стол  и стул для педагога;

8.    Классная доска (классическая или интерактивная);

9.   Шкафы для хранения материалов, инструментов и конструкторов.