"3D моделирование и прототипирование"

Примерная рабочая программа разработана для обучения школьников 7 и 8 классов, которые используют учебные пособия «3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОТОТИПИРОВАНИЕ» 1 и 2 уровня автора Копосова Д. Г. Общее количество часов – 34 часа в год. Режим занятий – 1 раз в неделю по 1 часу (40 минут).

Актуальность данной образовательной программы состоит в том, что трехмерное моделирование широко используется в современной жизни и имеет множество областей применения. 3D-моделирование - прогрессивная отрасль мультимедиа, позволяющая осуществлять процесс создания трехмерной модели объекта при помощи специальных компьютерных программ.

Отличительной особенностью данной программы является ее практико-ориентированная направленность, основанная на привлечении обучающихся к выполнению творческих заданий и разработки моделей, готовых к печати на 3D принтере. Кроме того, курс компьютерного 3D моделирования отличается значительной широтой, максимальным использованием межпредметных связей информатики, с одной стороны, и математики, физики, биологии, экономики и других наук, с другой стороны, причем, эти связи базируются на хорошо апробированной методологии математического и инженерного моделирования, делающая предмет целостным. Чтобы получить полноценное научное мировоззрение, развить свои творческие способности, стать востребованными специалистами в будущем, обучающиеся должны овладеть основами компьютерного 3D моделирования, уметь применять полученные знания в учебной и профессиональной деятельности.

Педагогическая целесообразность Программы состоит в том, что при изучении основ моделирования у обучающихся формируется не только образное и абстрактное мышление, навыки работы с трехмерной графикой, но и практические навыки работы с 3D - принтером, которые могут быть применены в компьютерном дизайне, дизайне интерьера, науке, образовании, архитектурном проектировании, «виртуальной археологии», в современных системах медицинской визуализации, в подготовке научно-популярных видеороликов, во многих современных компьютерных играх, в мультипликации, Web - дизайне, а также как элемент кинематографа, телевидения, печатной продукции и во многих других областях. Данная Программа позволит выявить заинтересованных обучающихся, проявивших интерес к моделированию, оказать им помощь в формировании устойчивого интереса к построению моделей с помощью 3D - принтера. В процессе создания моделей обучающиеся научатся объединять реальный мир с виртуальным, что повысит уровень пространственного мышления и воображения.

Адресат программы – обучающиеся общеобразовательного учреждения классов казачьей направленности в возрасте 13 – 15 лет (7-8  классы).

Уровень программы – базовый. Программа данного курса предусматривает обучение для каждого класса в объеме 34 часа в течение 2 х учебных лет (7-8 классы).

Форма обучения – очная.

Режим занятий – 1 учебный час (40 минут) в неделю в соответствии с утвержденным расписанием.

Особенности организации образовательного процесса: состав группы – постоянный; основная форма – групповые занятия, включающие лекции, семинары, проектную деятельность, участие в конкурсных мероприятиях (школьного, муниципального и другого уровня), конференциях.

Реализация программы обеспечивается педагогическими работниками, имеющими соответствующее образование и обладающими профессиональными знаниями в области педагогики, психологии, знающими специфику дополнительного образования и обладающими  практическими навыками интерактивной деятельности детей. Для педагога, преподающего курс «3Д моделирование и прототипирование»  необходимо своевременное прохождение курсов повышения квалификации в данной сфере.

Для реализации данной программы педагог должен владеть технологиями проблемного, модульного, дифференцированного обучения, а также игровыми, репродуктивными, проектно- исследовательскими, творчески - продуктивными технологиями; приёмами и методами, способствующими формированию устойчивой мотивации к выбранному типу деятельности.

Содержание программы

РАЗДЕЛ I
ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИЮ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ

Основные технологии 3-D печати

Первая модель в OpenSCAD

Печать модели на 3D принтере

РАЗДЕЛ II
КОНСТРУКТИВНАЯ БЛОЧНАЯ ГЕОМЕТРИЯ

Графические примитивы в 3D-моделировании. Куб и кубоид

Шар и многогранник

Цилиндр, призма, пирамида

Поворот тел в пространстве

Поворот тел в пространстве

Масштабирование тел

Вычитание геометрических тел

 

Пересечение геометрических тел

Моделирование сложных объектов

Рендеринг

Объединение геометрических тел

Выпуклая оболочка

Немного о векторах

Сумма Минковского

Творческий проект

РАЗДЕЛ III
ЭКСТРУЗИЯ

Двухмерные объекты

Линейная экструзия. Работа с текстом

Линейная экструзия. Работа с фигурами.

Линейная экструзия. Смещение

Экструзия вращением

Экструзия вращением. Работа с текстом

Экструзия контуров

Повторение и обобщение материала

Подведение итогов.

Цели программы

Основной целью преподавания данного курса является развитие конструкторских способностей детей и формирование пространственного представления за счет освоения базовых возможностей среды трехмерного компьютерного моделирования.

Результат программы

Предметные:

·        освоят элементы технологии проектирования в 3D-системах и будут применять знания и умения при реализации исследовательских и творческих проектов;

·        приобретут навыки работы в среде 3D-моделирования и освоят основные приемы и технологии при выполнении проектов трехмерного моделирования;

·        освоят основные приемы и навыки создания и редактирования чертежа с помощью инструментов 3D-среды;

·        овладеют    понятиями    и    терминами    информатики    и    компьютерного    3D- проектирования:

·        овладеют основными навыками по построению простейших чертежей в среде 3D- моделирования:

·        научатся печатать    с помощью 3D принтера  базовые элементы и по чертежам готовые модели.

Метапредметные:

·        смогут научиться составлять план исследования и использовать навыки проведения исследования с 3D моделью:

·        освоят основные приемы и навыки решения изобретательских задач и научатся использовать в процессе выполнения проектов;

·        усовершенствуют навыки взаимодействия в процессе реализации индивидуальных и коллективных проектов;

·        будут использовать знания, полученные за счет самостоятельного поиска в процессе реализации проекта;

·        освоят основные этапы создания проектов от идеи до защиты проекта и научатся применять на практике;

·        освоят основные обобщенные методы работы с информацией с использованием программ 3D-моделирования.

Личностные:

·        смогут работать индивидуально, в малой группе и участвовать в коллективном проекте;

·        смогут     понимать    и     принимать    личную    ответственность    за     результаты коллективного проекта;

·        смогут без напоминания педагога убирать свое рабочее место, оказывать помощь другим учащимся;

·        будут проявлять творческие навыки и инициативу при разработке и защите проекта;

·        смогут работать индивидуально, в малой группе и участвовать в коллективном проекте;

·        смогут     взаимодействовать     с     другими     учащимися     вне     зависимости     от национальности, интеллектуальных и творческих способностей.