Инженерное SD-моделирование

Размещено на http://www.allbest.ru/

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №2» г. Тарко-Сале

Образовательный проект «Инженерное 3Б-моделирование»

Автор

Рекина Юлия Владимировна

г. Тарко-Сале2020

Паспорт инновационного проекта

Инженерное SD-моделирование

Обучающиеся будут иметь представление о сферах применениях трехмерного моделирования; Развитие пространственно-логического мышления, творческого подхода к решению задач по трехмерному моделированию;

Нехватка инженерных кадров в настоящее время в России является серьезным ограничением для развития страны. Решающее значение в работе инженера-конструктора или проектировщика имеет способность к пространственному воображению, которое может быть улучшено человеком при помощи практических занятий. Не все люди могут развить пространственное воображение до необходимой конструктору степени, поэтому внедрение в центр робототехники основы 3D-моделирования должно способствовать приобретению соответствующих навыков

Необходимость в талантливых, хорошо подготовленных специалистах, способных к решению постоянно возникающих новых задач, психологически устойчивых к скорости изменений современного информационного пространства, становится все более очевидной. Подготовка таких специалистов - важнейшая задача современной образовательной системы. Особая роль в этом процессе отводится российскому инженерному образованию. Многие специалисты отмечают, что инженерное образование должно начинаться еще в школе. Использование современных информационных технологий, в том числе 3D-моделирования, может дать дополнительные возможности для профессиональной ориентации школьников и для повышения уровня их готовности к профессиональному самоопределению в области технических профессий.

3D - моделирование - прогрессивное отрасль мультимедиа, позволяющая осуществлять процесс создания трехмерной модели объекта при помощи специальных компьютерных программ. С помощью трехмерной графики можно разработать визуальный объёмный образ желаемого объекта - как создать точную копию конкретного предмета так и разработать новый, ещё несуществующий объект (прототип). 3D - моделирование применяется как в технической среде для создания промышленных объектов, так и для создания эстетических и художественно графических образов и объектов. Моделируемые объекты и выстраиваются на основе чертежей, рисунков, подробных описаний и другой информации.

Актуальность 3D - моделирования объясняется тем что для создания
традиционных твердотельных моделей требуется гораздо больше времени,

чем для создания цифровых моделей. создание цифровых моделей позволяет значительно ускорить процесс проектирования и существенно снизить затраты на создание конечного продукта, объекта, независимо от того, создаем ли мы мультфильм, арт-объект или строим промышленное здание. таким образом, в дополнительном образовании выделяются два направления: Инженерное 3D - моделирование и художественно графическое 3D - моделирование.

3D - моделирование в техническом творчестве позволяет не только дать представление о компьютерном черчение, познакомить обучающихся с основами инженерной графике, но и сориентировать их выборе будущей профессии.

Для создания инженерных 3D моделей объектов и изделий различного назначения используются системы автоматизированного проектирования (САПР), причём внешний вид и основные функции учебных программ те же, что и в профессиональных САПР. Это облегчает процесс перехода с одной ступени обучения на другую.

При 3D - моделировании и твердотельном моделировании конструктора используют в качестве основных два подхода - прямое моделирование и параметрическое моделирование.

Прямое моделирование - это изменение форм отдельных стандартных геометрических объектов специфическими методами компьютерного моделирования (выталкивание, вытягивание, вращение, объединения и другое) для придания им формы проектируемого объекта (моделируемого или реального).

При параметрическом моделирование объекта между составляющими его компонентами (стандартными геометрическими объектами) поддерживается постоянной взаимосвязи, изменение одного компонента приводит к изменению всех остальных.

Инженерное 3D - моделирование позволяет делать точные электронные образы (модели) не только отдельных деталей и механизмов, но и кораблей, автомобили, летательных аппаратов и др. Программы, с помощью которых осуществляется компьютерное 3D - моделирование, дают возможность выводить на печать чертежи в любом удобном виде. На основании созданной 3D-модели в дальнейшем по чертежам или с помощью слайсера будет изготовлен спроектированный объект.

Освоение SD-технологий - это новый мощный образовательный инструмент, который может привить школьнику привычку для воплощения собственных конструкторских и дизайнерских идей. Эти технологии позволяют развивать междисциплинарные связи, открывают широкие возможности для проектного обучения, учат самостоятельной творческой работе. Приобщение школьников к 3D-технологиям «тянет» за собой целую вереницу необходимых знаний в моделировании, физике, математике, программировании.

Программа данного проекта ориентирована на систематизацию знаний и умений по курсу ЭЭ-моделирования. Программа посвящена изучению основ создания моделей средствами редактора трехмерной графики Blender, 3D- компас. Проект призван развить умения использовать трехмерные графические представления информации в процессе обучения, предназначен для прикладного использования обучающимися в их дальнейшей учебной деятельности.

Проект вносит значительный вклад в формирование информационного компонента общеучебных умений и навыков, выработка которых является одним из приоритетов общего образования.

Новизна и отличительные особенности программы состоят в том, что работа с 3D графикой - одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. В наше время трехмерной картинкой уже никого не удивишь. Однако печать 3D моделей на современном оборудовании - дело новое. Учащиеся осваивают азы трехмерного моделирования достаточно быстро и начинают применять свои знания на практике.

В программе реализуется возможность обучения 3D графике в программном обеспечении, находящемся в свободном доступе, - в 3D графическом редакторе Blender.

Гипотеза: Данная программа позволит выявить заинтересованных

обучающихся, проявивших интерес к знаниям, оказать им помощь в формировании устойчивого интереса к построению моделей с помощью 3D - принтера. Так как материал курса излагается с учетом возрастных особенностей учащихся и уровня их знаний, а так же занятия построены как система тщательно подобранных упражнений и заданий, ориентированных на межпредметные связи, то это поможет обучающимся в подготовке к экзаменам по таким предметам как: физика, информатика.

Цель проекта: Развитие конструкторских способностей детей и

формирование пространственного представления за счет освоения базовых возможностей среды трехмерного компьютерного моделирования. Создание условий для успешного использования обучающимися компьютерных технологий в учебной деятельности (в том числе для подготовки к ГИА и ОГЭ), создания электронных трёхмерных моделей.

Основные задачи образовательной программы

образоват ельные:

-научить самостоятельно выполнять моделирование объектов;

-научить основным принципам построения композиции при создании графических изображений;

-способствовать формированию знаний умений в области анимационной деятельности.

формирование навыков создания трёхмерных картинок, используя набор инструментов, имеющихся в изучаемом приложении;

формирование навыков работы в проектных технологиях;

формирование информационной культуры учащихся; развивающие:

-способствовать развитию креативности, нестандартного мышления и пространственного воображения;

-способствовать развитию творческих способностей, фантазии и эстетического вкуса;

-способствовать расширению кругозора в области знаний, связанных с компьютерными технологиями.

воспитательные:

-способствовать формированию потребности к осознанному использованию компьютерных технологий при обучении в школе и в повседневной жизни;

-воспитывать уважение к своему чужому труду;

-воспитывать культуру поведения культуры общения.

развитие алгоритмического, логического мышления и памяти учащегося;

Основное содержание проекта

Одним из направлений образовательной деятельности МБОУ «СОШ №2» г. Тарко-Сале Пуровского района выступает реализация инновационного проекта «Инженеры будущего». Составляющим инвариантом этого проекта является образовательный проект «Инженерное 3 D-моделирование». Проект рассчитан на два учебных года (из расчета 2 часа в неделю). Этапы реализации проекта:

Подготовительный этап - сентябрь 2019;

Основной этап - 2019-2020, 2020-2021 учебные года;

Заключительный этап - май 2020.

Содержание и тематическое планирование.

Модуль 1. Введение в технологию трехмерной печати. (10 часов)

Знакомство с программой Blender. Демонстрация возможностей, элементы интерфейса Blender. Основы обработки изображений. Примитивы. Ориентация в SD-пространстве, перемещение и изменение объектов в Blender. Выравнивание, группировка и сохранение объектов. Простая визуализация и сохранение растровой картинки.

Умения: компьютерный программа трехмерный печать

Анализировать графические программы с точки зрения 3D -моделирования; анализировать пользовательский интерфейс программного средства; реализовывать технологию выполнения конкретной ситуации с помощью редактора трехмерной графики. Уметь передвигаться по 3D пространству помощью клавиш. Уметь центрировать, перемещать вращать, масштабировать объект- изменять размеры объектов Блендер, создавать сложные графические объекты с повторяющимися и /или преобразованными фрагментами. Работать с мэш-объектами среды трехмерного моделирования, определять инструменты графического редактора для выполнения базовых операций по созданию моделей.

Модуль 2. Простое моделирование (83часов)

Добавление объектов. Режимы объектный и редактирования. Экструдирование (выдавливание) в Blender. Сглаживание объектов в Blender. Экструдирование (выдавливание) в Blender. Подразделение (subdivide) в Blender Инструмент Spin (вращение). Модификаторы в Blender. Логические операции Boolean. Базовые приемы работы с текстом в Blender Модификаторы в Blender. Mirror - зеркальное отображение. Модификаторы в Blender. Array - массив. Добавление материала. Свойства материала. Текстуры в Blender.

Умения:

Включать соответствующий режим: редактирование вершин, либо ребер, либо граней, изменять размеры граней, рёбер. Использовать инструмент Экструдирования, способы сглаживания объектов, уметь применять их при необходимости. Выделять в сложных графических объектах простые (графические примитивы); планировать работу по конструированию сложных графических объектов из простых. Создавать объекты использованием инструмента подразделения Использовать инструмент Spin для создания моделей. Объяснять, что такое «модификатор», применять этот инструмент для создания моделей. Использовать возможности трехмерного редактора для добавления 3D - текста. Создавать объекты с использованием различных модификаторов. Изменять цвет объекта, настройку прозрачности

Модуль 3. Экструзия (43часа)

Управление элементами через меню программы. Построение сложных геометрических фигур, орнаментов. Инструменты нарезки и удаления. Клонирование и внедрение в сцену объектов из других файлов.

Умения:

Анализировать графические программы с точки зрения 3D -моделирования; анализировать пользовательский интерфейс программного средства; реализовывать технологию выполнения конкретной ситуации с помощью редактора трехмерной графики. Моделирование с помощью сплайнов. Создание трёхмерных объектов на основе сплайнов. Выбирать и определять графические программы для работы с трехмерной графикой; выбирать и загружать нужную программу; ориентироваться в типовом интерфейсе; пользоваться меню, различными панелями программы; использовать возможности программы для различных операций с объектами.

Предполагаемые результаты реализации проекта

К концу первого года обучения учащиеся должны:

знать:

-понятие трехмерного объекта, способы создания простых примитивов, способы создания объектов;

-способы отображения объектов в окнах проекций;

-вид и назначение модификаторов;

-назначение материалов, редактор материалов, основные свойства материалов;

уметь:

- понимать рисунки, схемы, эскизы;

-анализировать свойства материалов, подходящих для данной модели; -определять порядок действий, планировать этапы своей работы.

К концу второго года обучения учащиеся должны:

знать:

-характеристики и основные принципы построения композиции при создании графических изображений в изобразительном творчестве, техническом дизайне, анимации;

-основные принципы освещения объектов на предметной плоскости, виды освещения и особенности цветопередачи;

-базовые системные средства управления анимацией объектов и визуализацией сцен;

-принципы и способы передачи движения при создании компьютерной анимации;

уметь:

-использовать законы композиции, освещения, цвета и формы при создании графических образов;

-использовать камеры наблюдения;

-использовать основные команды и режимы системы трехмерного моделирования;

-выполнять анимацию объекта и реализацию трехмерной сцены

Условия и ресурсы реализации проекта

Материально-техническое обеспечение: реализация программы

предполагает наличие учебных кабинетов: компьютерный класс. Оборудование компьютерного класса: рабочие места по количеству обучающихся, оснащенные персональными компьютерами или ноутбуками с установленным программным обеспечением, находящемся в свободном доступе, - ЭБ-графическом редактором Blender, учебной версии 3 D-компас и ПО (программного обеспечения) 3D принтера; 3d-принтеры; рабочее место преподавателя, оснащенное персональным компьютером или ноутбуком с установленным программным обеспечением; магнитно - маркерная доска; комплект учебно-методической документации: рабочая программа кружка, раздаточный материал, задания, цифровые компоненты учебно-методических комплексов (презентации).

Технические средства обучения: демонстрационный комплекс, включающий в себя: интерактивную доску (или экран), мультимедиапроектор,

персональный компьютер или ноутбук с установленным программным

обеспечением. Обязательно наличие локальной сети и доступа к сети Интернет.

Информационное обеспечение обучения.

Методические пособия для учителя:

Автор: James Chronister - Blender Basics Учебное пособие 3-е издание Перевод: Юлия Корбут, Юрий Азовцев с.153

Автор(ы): В. Большаков, А. Бочков «Основы 3D-моделирования. Изучаем работу в AutoCAD, KOMQAC-3D, SolidWorks, Inventor»

Автор(ы): В. П. Большаков, В. Т. Тозик, А. В. Чагина «Инженерная и компьютерная графика»

Риски, ограничения и меры по предупреждению и сглаживанию их отрицательного воздействия.

Кадровое обеспечение

Реализация программы обеспечивается педагогическими кадрами, имеющими среднее профессиональное образование или высшее образование, соответствующее направленности дополнительной общеобразовательной программы. Требования к педагогам дополнительного образования и преподавателям: среднее профессиональное образование - программы подготовки специалистов среднего звена или высшее образование - бакалавриат, направленность (профиль) которого, как правило, соответствует направленности дополнительной общеобразовательной программы; дополнительное профессиональное образование - профессиональная переподготовка, направленность (профиль) которой соответствует направленности дополнительной общеобразовательной программы; При отсутствии педагогического образования - дополнительное профессиональное педагогическое образование; дополнительная профессиональная программа может быть освоена после трудоустройства. Рекомендуется обучение по дополнительным профессиональным программам по профилю педагогической деятельности не реже чем один раз в три года.

Критерии эффективности проекта

Заключение

В результате реализации проекта «Инженерное 3 D-моделирование будет реализована главная задача - обеспечение доступности качественного образования, соответствующего запросам современного общества и индивидуальным потребностям обучающихся. «Инженерное 3 D- моделирование - это один из шагов к созданию современной цифровой образовательной среды. Реализация проекта позволит повысить цифровую грамотность учащихся, тем самым подготавливая их к жизни в современном информационном обществе.

Размещено на Allbest.ru