Формирование пространственных представлений у школьников 5-6 классов на занятиях по 3D моделированию

развитие пространственного мышления; С помощью программы Вы можете: создавать трехмерные модели;

применять к моделям материалы; настраивать освещение;

создавать анимацию с 3D-объектами.

Преимущества трехмерного моделирования:

Преимуществ у трехмерного моделирования перед другими способами визуализации довольно много. Трехмерное моделирование дает очень точную модель, максимально приближенную к реальности. Современные программы помогают достичь высокой детализации. При этом значительно увеличивается наглядность проекта. Выразить трехмерный объект в двухмерной плоскости не просто, тогда как 3D визуализации дает возможность тщательно проработать и что самое главное, просмотреть все детали. Это более естественный способ визуализации.

В трехмерную модель очень легко вносить практически любые изменения. Вы можете изменять проект, убирать одни детали и добавлять новые. Ваша фантазия практически ни чем не ограничена, и вы сможете быстро выбрать именно тот вариант, который подойдет вам наилучшим образом. Однако трехмерное моделирование удобно не только для клиента. Профессиональные программы дают множество преимуществ и изготовителю.

Из трехмерной модели легко можно выделить чертеж каких-либо компонентов или конструкции целиком. Несмотря на то, что создание трехмерной модели довольно трудозатратный процесс, работать с ним в дальнейшем гораздо проще и удобнее чем с традиционными чертежами. В результате значительно сокращаются временные затраты на проектирование, снижаются издержки. Специальные программы дают возможность интеграции с любым другим профессиональным программным обеспечением, например, с приложениями для инженерных расчетов, программами для станков или бухгалтерскими программами. Внедрение подобных решений на производстве дает существенную экономию ресурсов, значительно расширяет возможности предприятия, упрощает работу и повышает ее качество.

Практическая работа

Давайте приступим к практике. Зайдем в интернет найдем различные программы связанные с 3D моделирование.

Домашнее задание

Так как вы ранее изучили создание презентации, я хочу чтоб вы на следующий урок приготовили презентацию по одной из программ 3D моделирования.

Урок 2. Знакомство с программой Sweet Home 3D - 1 час

Планируемые образовательные результаты:

Предметные - представления о моделях и моделирование(2D и 3D моделирование);

Метапредметные - освоенные обучающимися на базе одного, нескольких или всех учебных предметов способы деятельности, применимые как в рамках образовательного процесса, так и при решении проблем в реальных жизненных ситуациях;

Личностные - способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значение моделирования.

Цель урока: Знакомство с программой Sweet Home 3D.

Решаемые учебные Задачи:

- повторить 3D моделирование

узнать основные возможности программы

изучить пользовательский интерфейс

научиться ориентироваться в программе

научиться работать с предлагаемыми операциями в программе

Тип урока: Комбинированный урок

Вид урока: Урок теоретических или практических самостоятельных работ

Методы и приёмы обучения: Метод диалогического изложения

(диалогический метод)

Основные понятия, рассматриваемые на уроке:

Моделирование, 3D моделирование

Используемые на уроке средства ИКТ:

Персональный компьютер

Мультимедийный проектор, экран

ПК учащихся Рекомендации

Урок по этой теме проводится в виде лекции, но с использование мультимедийного экрана и проектора. Эта тема является ознакомительной в среде Sweet Home 3D, учащиеся должны знать определения, изученные на прошлом уроке. На практическом занятие уже можно посмотреть, как у учащихся развиты пространственные представления.

Ход урока:

1.Формирование новых знаний на базе актуализации прежних знаний

Здравствуйте, давайте с вами проверим наше домашнее задание.

формирование новых понятий и способов действий

Есть еще одна интересная программа 3D моделирования Sweet Home 3D. Теперь начнем с описания программы.

Sweet Home 3D - это бесплатное приложение для дизайна интерьера с возможностью 3D просмотра, которое поможет Вам расположить фурнитуру на двухмерном плане Вашего дома.

Sweet Home 3D - удобная программа с открытым исходным кодом для создания дизайна интерьера, с возможностью просмотра в 3D. С помощью Sweet Home 3D можно легко создавать детальные планы как отдельной комнаты, так и всего дома, а затем размещать мебель и различные объекты (двери, окна, лестницы, ограждения и др.) по своему усмотрению. С каждым изменением 2D плана обновляется и 3D вид. В программе присутствует каталог образцов мебели, упорядоченный по категориям. Модели интерьера постоянно обновляются и их можно бесплатно скачивать с официального сайта разработчика.

Основные возможности Sweet Home 3D:

Каталог образцов мебели по категориям;

Список образцов мебели, используемых в проекте;

Настройка 3D просмотра (вид сверху и глазами виртуального посетителя, как будто Вы находитесь внутри комнаты);

Возможность импорта как плана дома, так и отдельных 3D объектов;

Редактирование фурнитуры;

Возможность печати Вашего проекта;

Поддержка плагинов;

Экспорт в формате OBJ.

.Практическая работа (направлена на ориентирование в программе)

Давайте зайдем в интернет на сайт http://www.sweethome3d.com/ . Здесь представлено руководство пользователя. Внимательно изучим его.

Далее программа уже установлена у вас на компьютере. Давайте с вами откроем программу и начнем в ней работать. Перед нами появилось окно

Давайте посмотрим какие же есть функции в этой программе. Вверху программы есть окно кнопок

Посмотри что означает каждая кнопка. Итак наводя курсор на кнопку мы видим для чего она нам предложена.

В левой части нашего окна мы видим набор комнат, где есть мебель



Зайдем в каждый раздел и посмотрим.

В правой части программы есть 2 окна. Верхнее окно это построение 2D модели, нижнее окно 3D модели.

.

Давайте попробуем с вами построить прямоугольник в 2D окне. В окне кнопок выбираем функциюнаводим курсор на окно 2D начинаем строить, каждый угол закрепляем двойным щелчком.



.

В итоге у нас получился прямоугольник в 2D модели и в 3D модели.

Теперь вы можете также построить треугольник.



Домашнее задание

Повторить конспект урока.

Урок 3. Решать задачи в программе Sweet Home 3D -1час

Планируемые образовательные результаты:

Предметные - представления о моделях и моделирование(2D и 3D моделирование);

Метапредметные - освоенные обучающимися на базе одного, нескольких или всех учебных предметов способы деятельности, применимые как в рамках образовательного процесса, так и при решении проблем в реальных жизненных ситуациях;

Личностные - способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значение моделирования.

Цель урока: решение задач.

Задачи:

- уметь различать 2D и 3D модели

уметь строить модели на плоскости

уметь ориентироваться в программе и на местности

знать стороны света

Тип урока: Комбинированный урок

Вид урока: Урок теоретических или практических самостоятельных работ

Методы и приёмы обучения: Метод диалогического изложения

(диалогический метод)

Основные понятия, рассматриваемые на уроке:

2D моделирование, 3D моделирование, стороны света

Используемые на уроке средства ИКТ:

Персональный компьютер

Мультимедийный проектор, экран

ПК учащихся

Рекомендации:

Урок по этой теме проводится в виде практического занятия с комментариями. С помощью данных заданий можно развить пространственные представления, так как задачи подобранны специальным образом.

Ход урока:

1.Формирование новых знаний на базе актуализации прежних знаний

Учитель задает вопросы:

Что такое 2D графика? Что такое 3D графика?

В чем отличие 2D и 3D моделирования? Привести примеры.

2.формирование новых понятий и способов действий( практическая часть)

Направленна на формирование пространственных представлений

Сегодня мы с вами будем решать задачи в программе и учиться составлять свои задачи.

Задача №1: Дана одна 3D модель комнаты и четыре 2D модели.

Найти соответствие 3D и 2D модели.

Все действия происходят в программе.



Задача №2: Дана комната. Определить по каким сторонам света находятся: ванная комната, детская комната, спальня, гостиная, прихожая, кухня.

И теперь учащиеся пробуют создать свои модели, так чтобы остальные смогли определить соответствие.

Урок 4. Решать задачи в программе Sweet Home 3D -1час

Планируемые образовательные результаты:

Предметные - представления о моделях и моделирование(2D и 3D моделирование);

Метапредметные - освоенные обучающимися на базе одного, нескольких или всех учебных предметов способы деятельности, применимые как в рамках образовательного процесса, так и при решении проблем в реальных жизненных ситуациях;

Личностные - способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значение моделирования.

Цель урока: решение задач.

Задачи:

знать что такое зеркальное отражение

уметь различать 2D и 3D модели

уметь строить модели на плоскости

уметь ориентироваться в программе и на местности

Формулы площади прямоугольников;

Решать задачи на площади

Тип урока: Комбинированный урок

Вид урока: урок практических самостоятельных работ

Методы и приёмы обучения: Метод диалогического изложения (диалогический метод)

Основные понятия, рассматриваемые на уроке:

2D моделирование, 3D моделирование,

зеркальное отражение, площадь фигур

Используемые на уроке средства ИКТ:

Персональный компьютер

Мультимедийный проектор, экран

ПК учащихся

Рекомендации:

Урок по этой теме проводится в виде практического занятия с комментариями. С помощью данных заданий можно развить пространственные представления, так как задачи подобранны специальным образом.

Ход урока:

1.Формирование новых знаний на базе актуализации прежних знаний

Учитель задает вопросы: Что такое 2D графика?

Что такое 3D графика?

В чем отличие 2D и 3D моделирования? Привести примеры.

2.формирование новых понятий и способов действий( практическая часть)

Сегодня мы с вами будем решать задачи в программе и учиться составлять свои задачи.

Задача №3: Дана 3D модель комнаты. Сделать зеркальное отражение в 2D моделирование.



Задача№4 Дана 2D модель комнаты. Найти площадь этой комнаты.



Вычисления: ?? = ??

? = 4, ? = 9

?? = 4 ? 9 = 36

Расчеты для данной фигуры: 36 ? 9 = 27

Вычисления: ?? = ??

? = 5, ? = 7

?? = 5 ? 7 = 35

Расчеты для данной фигуры: 35 ? 10 = 25



Вычисления: ?? = ??

? = 9, ? = 4

?? = 9 ? 4 = 36

Расчеты для данной фигуры: 36 ? 13 = 23

Не забываем что в программе мерой измерения площади является метр.

Также уметь переводить метры в сантиметры.

И теперь учащиеся пробуют создать свои модели, так чтобы остальные смогли решать задачи.

Урок 5. Решать задачи в программе Sweet Home 3D -1час

Планируемые образовательные результаты:

Предметные - представления о моделях и моделирование(2D и 3D моделирование);

Метапредметные - освоенные обучающимися на базе одного, нескольких или всех учебных предметов способы деятельности, применимые как в рамках образовательного процесса, так и при решении проблем в реальных жизненных ситуациях;

Личностные - способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значение моделирования.

Цель урока: решение задач.

Задачи:

- уметь различать 2D и 3D модели

уметь строить модели на плоскости

уметь ориентироваться в программе и на местности

Тип урока: Комбинированный урок

Вид урока: урок практических самостоятельных работ

Методы и приёмы обучения: Метод диалогического изложения (диалогический метод)

Основные понятия, рассматриваемые на уроке:

2D моделирование, 3D моделирование.

Используемые на уроке средства ИКТ:

Персональный компьютер

Мультимедийный проектор, экран

ПК учащихся

Рекомендации:

Урок по этой теме проводится в виде практического занятия с комментариями. С помощью данных заданий можно развить пространственные представления, так как задачи подобранны специальным образом.

Ход урока:

1.Формирование новых знаний на базе актуализации прежних знаний

Учитель задает вопросы:

Что такое 2D моделирование? Что такое 3D моделирование?

В чем отличие 2D и 3D моделирования?

2.формирование новых понятий и способов действий(практическая часть)

Сегодня мы с вами будем решать задачи в программе и учиться составлять свои задачи.

Задача№5 Дана 3D модель комнаты. Достроить недостающие элементы в 2D модели.

Задача№6 Дана 2D модель комнаты с неправильной расстановкой мебели. Расставить мебель.



И теперь учащиеся пробуют создать свои модели, так чтобы остальные смогли решать задачи.

2.4 Опытная экспериментальная проверка

Опытная экспериментальная проверка проводилась на базе школы МБОУ СОШ №12. В опытной проверке принимали участие 15 обучающихся 6 «А» класса. Учащиеся не были специально отобраны или подготовлены. Среди них были дети как с довольно сильной подготовкой знаний и хорошими общими способностями, так и очень слабые дети.

Провести все запланированные уроки по теме удалось, так как учащиеся в тот момент проходили тему «информационное моделирование» по учебнику Л.Л. Босовой. Для начала проводилось предварительное тестирование, где обучающимся были представлены задания на соответствие 2D и 3D планов комнат. Результаты работы были неудовлетворительные. Из 15 человек с работой справилось только 4. Поэтому для лучшего формирования пространственных представлений было разработано несколько уроков.

Урок 1 по теме «Введение в 3D графику» был проведен в кабинете информатики. Урок начался с вводной части и объяснения цели данных занятий. На уроке дети были очень активны, приводили много примеров, задавали вопросы, активно участвовали в обсуждениях примеров своих одноклассников. Благодаря такой живой и активной работе и диалогу между мной и учащимися, в классе была создана комфортная атмосфера и рабочий настрой. Задания, которые были предложены детям в качестве закрепления материала, не вызвали затруднений. Задания выполнялись на компьютере.

Урок 2 по теме «Знакомство с программой Sweet Home 3D» . Урок начался с повторения изученного материала, детям был предложен небольшой фронтальный опрос, который показал что материал усвоен. Далее приступили к изучению новой темы. Комфортная атмосфера и рабочий настрой присутствовали на этом уроке. Дети были активны и заинтересованы. Материал закрепляли при помощи практических заданий. Их выполнения затруднений не вызвало. После выполнения практических заданий детям было предложено самим придумать задачи. С этим дети успешно справились.

3-5 уроки по теме «Решать задачи в программе Sweet Home 3D» были практическими. Уроки является закрепляющими и обобщающими, на этих уроках в большей степени и развивались пространственные представления. Занятия проводились в кабинете информатики, обязательным условием являлось наличие компьютера и интерактивной доски. В начале урока был приведен пример задачи и решение. Далее при помощи компьютера и проектора на интерактивную доску были выведены задания.

Эти задания дети выполняли с большим интересом, им очень понравилось работать с интерактивной доской, это наглядно, красочно, необычно. В конце урока учащиеся сами составляли задачи для своих одноклассников.

За такой небольшой срок нельзя сказать, как повлияли занятия на формирования пространственных представлений.

Была проведена самостоятельная работа в конце 5-го урока, чтобы выяснить, как учащиеся усвоили весь курс программы Sweet Home 3D. Итоги проверочной работы были положительные. Затем был проведен письменный опрос учащихся, где они должны были написать свое мнение о прошедших занятиях: что им понравилось, что не понравилось, что было интересно, а может, было скучно на занятиях, сложен ли был материал для понимания, насколько, по их мнению, актуальны и применимы полученные знания.

Результаты самостоятельной работы: из 15 человек, писавших эту работу оценку «5» получили 13 человек, оценку «4» получили 2 человека. Оценку «3» и «2» не получил никто, из чего можно сделать вывод, что материал был усвоен детьми очень хорошо.

Результаты опроса: 15 человек из 15 отметили, что проведенные занятия им понравились, были интересны, материал не был сложен, так как объяснения были просты и доступны, было много примеров.

10 человек очень хотели бы продолжения занятий по программе Sweet Home 3D, 5 человек нашли материал актуальным и полезным для дальнейшего обучения и для жизни.

Таким образом, по данным экспериментальной проверки, проведенной в школе МБОУ СОШ №12, позволяют сделать вывод об эффективности разработанной методики формирования пространственных представлений.



Заключение

Настоящее исследование посвящено решению актуальной проблемы теории и методики обучения информатике - развитие пространственных представлений учащихся в процессе изучения программы Sweet Home 3D. Поставленные цели и задачи исследования были реализованы, а именно:

Был сделан анализ научно-методической литературы, посвященной вопросам формирования и развития пространственных представлений, позволил выделить основные психические и физиологические основы восприятия человеком объектов окружающего мира. В результате была выработана общая схема восприятия, которая легла в основу разработанной методики формирования пространственных представлений.

Была выявлена возможность применения компьютерной графики в процессе формирования пространственных представлений. Компьютерная графика заполнила некоторый пробел в процессе формирования пространственного образа объекта, она позволила осуществить плавный переход от натуральной вещественной модели к условно-графическому изображению - чертежу, что в значительной степени повышает уровень объективности пространственных представлений обучаемого.

Была разработана соответствующая методика формирования пространственного образа при помощи компьютерной графики и дидактическая модель формирования пространственного воображения школьников при изучении курса информатики с использованием информационных технологий.

По результатам опытной работы можно сделать вывод о положительном влиянии разработанной методики на формирование пространственных представлений учащихся. Систематизация результатов позволила выявить условия формирования пространственных представлений обучаемых: использование различных видов деятельности, в первую очередь деятельности по решению специально подобранных упражнений, ориентированных на развитие пространственных представлений обучаемых; взаимосвязь формирования пространственных представлений с развитием логического мышления и речи учащихся; использование рациональной системы средств наглядности. Как показала практика преподавания, учет и использование этих условий и приемов успешно способствует работе по развитию пространственных представлений обучаемых. Опытная работа по применению разработанной методики показала ее эффективность. Опытная работа доказала, что целенаправленное и рациональное внедрение в практику компьютерной графики ведет к повышению уровня развития пространственных представлений учащихся.



Список литературы

1. .Ананьев, Б.Г. Психология чувственного понятия [Текст] / Б.Г. Ананьев.- М.: изд-во АПН РСФСР, 1960.- 486 с.

2. .Болтянский, В.Г. Формула наглядности - изоморфизм плюс простота [Текст] / В.Г. Болтянский // Советская педагогика.- 1970.- № 5.-С. 46-60.

3. Боднар, М.Г. О структуре пространственных представлений младших школьников [Текст] / М.Г. Боднар // Новые исследования в психологии.-1974.-№3.- С. 18-20.

4. Верченко, С.Б. Развитие пространственных представлений учащихся при изучении геометрического материала в 4-5 классах средней школы: Дисс. на соискание степени канд. пед. наук: 13.00.02. [Текст] / С.Б. Верченко.- Защищена 15.03.83;- Утв. 20.12.82.М., 1983.- 215 с.: ил.- Библиогр.:С. 209-215.

5. Вяльцева, И.Г. Особенности методики формирования и развития пространственных представлений учащихся старших классов вечерней школы в процессе обучения геометрии: Дисс. на соискание степени канд. пед. наук:

6. 13.00.02. [Текст] / И.Г. Вяльцева.- Защищена 10.11.72; Утв. 27.10.72.- Ярославль, 1972.- 84 с.- Библиогр.: С. 81-84.

7. Глейзер, Г.Д. Метoды формирования и развития пространственных представлений школьников в процессе обучения геометрии в школе: Дисс. на соискание степени докт. пед. наук: 13.00.02. [Текст]

8. Г.Д. Глейзер.- Защищена 04.04.79; Утв. 25.03.79.- М., 1979.- 345 с.: ил.-Библиогр.: С. 337-345.

9. Каплунович, И.Я. Развитие пространственного мышления школьников в процессе обучения математике [Текст]: Учебное пособие И.Я. Каплунович.- Новгород: НРЦРО, 1996.- 100 с.: ил.

10. Коршунова, Л.С. Воображение и его роль в познании [Текст] Л.С. Коршунова.- М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979.- 144 с.: ил.

11. Кулюткин, Ю.Н.Развитие творческого мышления школьников [Текст] Ю.Н. Кулюткин, Г.С. Сухобская.- Л.: Знание, 1967.- 38 с.

12. Петровский, А.В. Психология [Текст]: Учебник для высших пед. учеб. заведений / А.В. Петровский, М.Г. Ярошевский.- М.: Академия, 1998.- 501 с.

13. Пышкало, А.М. Геометрия в 1-4 классах [Текст] / А.М. Пышкало.- М.: Просвещение, 1968.- 262 с.: ил.

14. Сеченов, И.М. Избранные произведения [Текст]. / И.М. Сеченов.- 2-е изд.-М.: Просвещение, 1958.- 413 с.

15. Славин, А.В. Наглядный образ в структуре познания [Текст]. А.В. Славин.- М.: Политиздат, 1971,-272 с.: ил.

16. Столяр, А.А. Логические проблемы преподавания математике [Текст] А.А. Столяр.- Минск: Высш. школа, 1963.- 164 с.: ил.

17. Шемякин, Ф.Н. Некоторые теоретические проблемы исследования пространственных восприятий и представлений[Текст] / Ф.Н. Шемякин. // Вопросы психологии.- 1998.- № 4.- С. 18-28.

18. Якиманская, И.С. Развитие пространственного мышления школьников [Текст]. / И.С. Якиманская.-М.: Педагогика, 1980.- 240 с.: ил

19. Якиманская, И.С. Возрастные и индивидуальные особенности образного мышления учащихся [Текст]. / И.С. Якиманская.- М.: Педагогика, 1989. - 224 с.

20. Якиманская, И.С. Возрастные и индивидуальные особенности образного мышления учащихся [Текст]. / И.С. Якиманская.- М.: Педагогика, 1989. - 224 с.

21. Основные понятия трехмерной графики http://worldreferat.ru/view/osnovnye- ponyatiya-trehmernoy-grafiki/12 20.http://www.rae.ru/snt/?section=content&op=show_article&article_id=10000315

22. 21.http://www.aik-sng.ru/content/применение-технологий-3d-моделирования-в- исторических-археологических-и-др-гуманитарных-ис-0 22.http://www.softportal.com/software-16839-sweet-home-3d.html

23. Бесплатные 3D программы http://www.anyaplanet.net/3d.html

24. Скворцова Н. В., Васильева Т. В., Осипова М. П., Насакин О. Е. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПОЛУЧЕНИЮ И РЕАЛИЗАЦИИ НАУЧНЫХ ЗАДЕЛОВ ДЛЯ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ http://www.marstu.net/Portals/Public/chairs/kipr/ISS2010_youth.pdf#7

25. http://dlib.rsl.ru/01000343323

26. http://dlib.rsl.ru/01004026275

Размещено на Allbest.ru