3D-моделирование и прототипирование (точка роста)

Программы заключается в том, что она отвечает запросам детей и родителей. Программа связана с процессом информатизации и необходимостью для каждого человека овладеть новейшими информационными технологиями для адаптации в современном обществе и реализации в полной мере своего творческого потенциала.

Любая творческая профессия требует владения современными компьютерными технологиями. Результаты технической фантазии всегда стремились вылиться на бумагу, а затем и воплотиться в жизнь. Если раньше, представить то, как будет выглядеть дом или интерьер комнаты, автомобиль или теплоход мы могли лишь по чертежу или рисунку, то с появлением компьютерного трехмерного моделирования стало возможным создать объемное изображение спроектированного сооружения. Оно отличается фотографической точностью и позволяет лучше представить себе, как будет выглядеть проект, воплощенный в жизни и своевременно внести определенные коррективы. 3D модель обычно производит гораздо большее впечатление, чем все остальные способы презентации будущего проекта. Передовые технологии позволяют добиваться потрясающих (эффективных) результатов.

Программа соотносится с тенденциями развития дополнительного образования и согласно Концепции развития дополнительного образования, федерального проекта «Успех каждого ребенка» национального проекта «Образование» и способствует:

- формированию и развитию информационной культуры: умения работать с разными источниками;

- развитию исследовательских умений, умения общаться, умения взаимодействовать, умения доводить дело до конца;

- развитию памяти, внимательности и наблюдательности, творческого воображения и фантазии через моделирование 3D-объектов;

- развитию информационной культуры за счет освоения информационных и коммуникационных технологий;

- формированию технологической грамотности;

- развитию стратегического мышления;

- получению опыта решения проблем с использованием проектных технологий;

- достижению метапредметных результатов, что является востребованным в сегодняшнем образовании и поможет учащимся в дальнейшей жизни;

- самоопределению в выборе профессии, востребованных современным обществом, связанных с компьютерным моделированием: строительное моделирование, биологическое моделирование, медицинское моделирование, 3D-дизайн, 3D-анимация, 3D-архитектура и т.д.

Содержание программы «3D-моделирование и прототипирование» не ограничивается какой-либо одной областью знаний, а это переплетение истоков общих знаний о мире, законах физики и механики, с умением творчески представить свое видение, понимание окружающих объектов и явлений.

Новизна программы в том, что развитие навыков трехмерного моделирования и объемного мышления будет способствовать дальнейшему формированию взгляда обучающихся на мир, раскрытию роли информационных технологий в формировании естественнонаучной картины мира, формированию компьютерного стиля мышления, подготовке обучающихся к жизни в информационном обществе. 3D-моделирование сложных трехмерных объектов применяется в архитектуре, строительстве, энергосетях, инженерии, дизайне интерьеров, ландшафтной архитектуре, градостроительстве, дизайне игр, кинематографе и телевидении, деревообработке, 3d печати, образовании и др.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «3D-моделирование и прототипирование» (далее – Программа), технической направленности, модифицированная, разработана на основе Примерной рабочей программы, которые используют учебные пособия «3D-моделирование и прототипирование» 1 и 2 уровня автора Копосова Д. Г. с целью получения детьми дополнительного образования в области новых информационных технологий.

Программа кружка «3D-моделирование и прототипирование» предназначена для учащихся 12-15 лет, проявивших интерес к техническому. Принимаются все желающие, специальный отбор не проводится. Наполняемость учебных групп: 1-ый год обучения −12 человек, 2-ой год обучения −12 человек. Группы могут быть разновозрастными, смешанными или однополыми.

Педагоги

Тутарова Галина Федоровна - учитель информатики

Содержание программы

1-й год обучения

Раздел I. Введение в технологию трехмерной печати

Тема: Основные технологии 3-D печати

 

Тема: Первая модель в OpenSCAD

 

Тема: Печать модели на 3D принтере

 

Раздел II. КОНСТРУКТИВНАЯ БЛОЧНАЯ ГЕОМЕТРИЯ

Тема: Графические примитивы в 3D моделировании. Куб и кубоид

 

Тема: Цилиндр, призма, пирамида

 

Тема: Поворот тел в пространстве

 

Тема: Поворот тел в пространстве

 

Тема: Масштабирование тел

 

Тема: Вычитание геометрических тел

 

Тема: Вычитание геометрических тел

 

Тема: Вычитание геометрических тел

 

Тема: Вычитание геометрических тел

Теория: Комментарии к выполнению заданий 40, 41 и 42.

 

Тема: Пересечение геометрических тел

 

Тема: Пересечение геометрических тел

 

Тема: Моделирование сложных объектов

 

Тема: Рендеринг

 

Тема: Объединение геометрических тел

 

Тема: Объединение геометрических тел

 

Тема: Выпуклая оболочка

 

Тема: Немного о векторах

 

Тема: Сумма Миньковского

 

Тема: Творческий проект

 

Раздел III. ЭКСТРУЗИЯ

Тема: Двухмерные объекты

 

Тема: Двухмерные объекты

 

Тема: Линейная экструзия. Работа с текстом 

Тема: Линейная экструзия. Работа с фигурами.

 

Тема: Линейная экструзия. Смещение

 

Тема: Экструзия вращением

 

Тема: Экструзия вращением. Работа с текстом

 

Тема: Экструзия контуров

 

Тема: Экструзия контуров

 

Тема: Повторение и обобщение материала

 

РАЗДЕЛ IV. Повторение и обобщение материала

Тема: Повторение и обобщение материала

 

Тема: Подведение итогов.

Содержание учебного плана

2-й год обучения

Раздел I. ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИЮ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ

Тема: Основные технологии 3D-печати(повторение и обобщение)

 

Тема: Печать модели на 3D-принтере(повторение и обобщение).

 

Раздел II. ЭКСТРУЗИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Тема: Конструктивная блочная геометрия (повторение).

 

Тема: Массивы данных.

 

Тема: Массивы данных.

 

Раздел III. ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Тема: Парадигмы программирования

 

Тема: Парадигмы программирования

 

Тема: Парадигмы программирования. Переменные.

 

Тема: Парадигмы программирования. Переменные.

 

Тема: Парадигмы программирования. Параметризация

 

 

Тема: Структурное программирование

 

Тема: Структурное программирование

 

Тема: Структурное программирование

 

Тема: Структурное программирование

 

Тема: Структурное программирование

 

Тема: Структурное программирование

 

Тема: Структурное программирование

 

Тема: Структурное программирование. Использование условий.

Теория: Структура оператора условия. Полное и неполное условие.

 

Тема: Функции.

 

Тема: Функции.

 

Тема: Функции.

 

Тема: Функции.

 

Тема: Тригонометрические функции

 

Тема: Тригонометрические функции

 

Тема: Тригонометрические функции

 

Тема: Рекурсия

 

Тема: Рекурсивное дерево.

 

Тема: Дерево Пифагора

 

Тема: Дерево Пифагора

 

Тема: Тернарная условная операция

 

Тема: Импорт STL – файлов. Использование библиотек

 

Тема: Повторение и обобщение материалы

 

РАЗДЕЛ IV. Повторение и обобщение материала

Тема: Повторение и обобщение материала

 

Тема: Подведение итогов.

 

 

Цели программы

Цель программы (1-й год обучения): развитие конструкторских способностей детей и формирование пространственного представления за счет освоения базовых возможностей среды трехмерного компьютерного моделирования.

Цель программы (2-й год обучения):

усовершенствование методов и технологии конструирования в системах 3D-моделирования, развитие управляемого воображения, интереса к познанию окружающего мира и его законов через реализацию исследовательских и творческих проектов.

Результат программы

Ожидаемые результаты (1-й год обучения)

Предметные:

- овладеют понятиями и терминами информатики и компьютерного 3D проектирования;

- освоят элементы технологии проектирования в 3D системах;

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

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

К концу обучения учащиеся должны:

знать

- основные методы и приемы работы с 3D-системе;

- системы 3D-моделирования;

- основы работы с компьютером;

- требования к созданию и защите проекта.

Метапредметные:

- смогут 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 понимать ценность инженерного образования;

- 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;

- использовать внешний план для решения поставленной задачи;

- планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей и условиями её реализации;

- осуществлять итоговый и пошаговый контроль;

- вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи с ранее поставленной целью.

 

Ожидаемые результаты (2-й год обучения)

Предметные:

- получат углубленные знания о возможностях построения трехмерных моделей.

- научатся самостоятельно создавать простые модели реальных объектов.

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

- овладеют основными методами исследования и научатся использовать их при реализации исследовательских проектов.

Метапредметные:

- Учащиеся 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;

- смогут применить конструкторские навыки при решении простейших инженерных задач и проблем;

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

- научатся технически грамотно оформлять проекты, описывать и представлять результаты и использовать творческий подход при реализации 3D-проектов;

- будут использовать знания, полученные за счет самостоятельного поиска в процессе реализации проекта.

Личностные:

- учащиеся смогут обосновать ценность проекта и практическую пользу от его внедрения;

- понимать и принимать личную ответственность за результаты коллективного проекта;

- вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи с ранее поставленной целью;

- готовность и способность к самостоятельному обучению на основе учебно-познавательной мотивации, в том числе готовности к выбору направления профильного образования с учетом устойчивых познавательных интересов. Освоение материала курса как одного из инструментов информационных технологий в дальнейшей учёбе и повседневной жизни.

 

Материально-техническая база

Материально- технические условия реализации программы

Компьютерный класс не менее чем на 12 рабочих мест (Ноутбук мобильного класса Raybook Bi1012);
Локальная сеть;
Выход в интернет с каждого рабочего места;
Сканер, принтер черно-белый;
Акустическая система (колонки, наушники, микрофон);
Интерактивная доска;
Программное обеспечение
- офисные программы – пакет MSOffice;

- графические редакторы – векторной и растровой графики;

- Программа OpenSCAD.

Рабочее место обучаемого включает:

- Компьютер (Ноутбук мобильного класса Raybook Bi1012).

Рабочее место педагога:

- Ноутбук;

- Колонки и наушники + микрофон;

- Принтер;

- 3Д оборудование: 3D принтер;

- Сканер.