Инфоурок Другое Рабочие программыМодифицированная программа обучения программе Autodesk Meshmixer

Модифицированная программа обучения программе Autodesk Meshmixer

Скачать материал

Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования

"Центр дополнительного образования" г. Мирный

муниципального образования "Мирнинский район" Республики Саха (Якутия)

 

 

 

 

Принята на заседании

педагогического совета

МАУ ДО «ЦДО» г. Мирный

 

Протокол №1 от 08 сентября 2021г.

 

УТВЕРЖДАЮ:

Директор МАУ ДО «ЦДО» г. Мирный

_________________И.Ю. Федоров

Приказ №          от 08 сентября 2021г.

 

 

 

 

 

 

 

Дополнительная общеобразовательная программа

технической направленности

«3D моделирование и прототипирование»

 

 

 

 

 

Тип программы: модифицированный

Срок реализации: 1 год

Возраст обучающихся: 11-16 лет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                      Составитель: Малая Ольга Александровна,

                                                                                     педагог дополнительного образования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чернышевский, 2021


 

Пояснительная записка

       В настоящее время ведущая роль модернизации Российского образования связана с обеспечением его нового качества. Последнего можно добиться путем совершенствования методической системы включением актуального содержания и использованием современных средств обучения.

Человечество в своей деятельности постоянно создает и использует модели окружающего мира. Наглядные модели часто применяют в процессе обучения. Применение компьютера в качестве нового динамичного, развивающего средства обучения — главная отличительная особенность компьютерного моделирования.

Роль и место информационных систем в понимании их как автоматизированных систем работы с информацией в современном информационном обществе неуклонно возрастают. Методология и технологии их создания начинают играть роль, близкую к общенаучным подходам в познании и преобразовании окружающего мира. Это обусловливает необходимость формирования более полного представления о них не только средствами школьного курса информатики, но и в системе дополнительного образования.

Данная программа разработана в соответствии с действующим законодательством и нормативно-правовыми актами Российской Федерации, с основными нормативными документами:

Федерального Закона Российской Федерации от 29.12.2012 273-Ф3 «Об образовании в Российской Федерации»;

Приказ Министерства просвещения Российской Федерации "Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам" от 09.11.2018 №196;

Постановление Государственного санитарного врача РФ от 28.09.2020г. "Об утверждении санитарных правил СП-2.4.3648-20 "Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи"" (СП-2.4.3648-20);

Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы) (Приложение к письму Департамента государственной политики в сфере воспитания детей и молодежи Министерства образования и науки РФ от 18.11.2015 № 09-3242).

Направленность программы – техническая

       В силу сложности и объемности информационных систем, учащиеся общеобразовательных школ не могут самостоятельно изучать и создавать их, хотя им вполне по силам создание компьютерных моделей. При этом деятельность по созданию компьютерных моделей не только углубляет представление о них, но и способствует развитию интеллектуальных умений в области моделирования, позволяет развивать творческие способности обучающихся, определиться с выбором будущей профессии.

Создание компьютерных 3D моделей неизбежно сопровождается процессом их проектирования. Таким образом, компьютерное 3D моделирование естественным путем связывается с использованием метода проектов в обучении.

       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. Программа Meshmixer, на данный момент популярна среди всех пакетов трехмерной графики тем, что это программа свободно распространяемая и с богатым инструментарием, не уступающим по своим возможностям платным редакторам. Meshmixer возможно применять для создания и редактирования трехмерных объектов.

Новизна программы

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.

В рамках обучения по данной программе обучающиеся осваивают аппаратное и программное обеспечение для создания объемной модели, что, во-первых, расширяет знания обучающихся в области информационных технологий и формирует навыки работы с трёхмерными моделями, а во-вторых, способствует определению их будущей профессии.

Данная программа обеспечивает теоретическое и практическое овладение современными информационными технологиями проектирования и конструирования, включает в себя практическое освоение техники создания трехмерной модели, способствует созданию дополнительных условий для построения индивидуальных образовательных траекторий обучающихся.

       Педагогическая целесообразность

Программа способствует расширению и интеграции межпредметных связей в процессе обучения, например, позволяет повысить уровень усвоения материала по таким разделам школьного курса информатики, как технология создания и обработки графической информации, программирование и моделирование, а также будет способствовать развитию пространственного мышления обучающихся, что, в свою очередь, будет служить основой для дальнейшего изучения трёхмерных объектов в курсе геометрии, физики, черчения.

       Данная программа позволяет раскрыть творческий потенциал обучающихся в процессе выполнения практических и проектно-исследовательских работ, создаёт условия для дальнейшей профориентации обучающихся.

В целях развития умений и навыков рефлексивной деятельности особое внимание уделено способности обучающихся самостоятельно организовывать свою учебную деятельность (постановка цели, планирование, определение оптимального соотношения цели и средств и другое), оценивать её результаты, определять причины возникших трудностей и пути их устранения, осознавать сферы своих интересов и соотносить их со своими учебными достижениями, чертами своей личности.

Изучение технологии 3D моделирования направлено на достижение следующеей цели:

•      формирование навыков использования систем трехмерного моделирования и их интерфейса, применения средств ИКТ в повседневной жизни, при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в учебной деятельности, дальнейшем освоении профессий, востребованных на рынке труда.

Задачи программы:

          Образовательные:

·         обучение базовым понятиям и формирование практических навыков в области 3D моделирования и печати;

·         повышение мотивации к изучению 3D моделирования;

·         вовлечение детей и подростков в научно-техническое творчество, ранняя профориентация;

·         приобщение обучающихся к новым технологиям, способным помочь им в реализации собственного творческого потенциала.

          Воспитательные:

·         способствовать развитию образного и абстрактного мышления, творческого и познавательного потенциала подростка;

·         способствовать развитию творческих способностей и эстетического вкуса подростков;

·         способствовать развитию коммуникативных умений и навыков обучающихся.

·         способствовать развитию пространственного мышления, умению анализировать;

·         создавать условия для повышения самооценки обучающегося, реализации его как личности;

·         развивать способности к самореализации, целеустремлённости.

    Развивающие:

·         дать представление об основных возможностях создания и обработки изображения в среде Blender;

·         научить создавать трёхмерные изображения, используя набор инструментов и операций, имеющихся в изучаемом приложении;

·         способствовать развитию познавательного интереса к информационным технологиям, формирование информационной культуры обучающихся;

·         профориентация обучающихся.

              Отличительной особенностью программы является и то, что программа способствует расширению и интеграции межпредметных связей в процессе обучения, например, позволяет повысить уровень усвоения материала по таким разделам школьного курса информатики, как технология создания и обработки графической информации, программирование и моделирование, а также будет способствовать развитию пространственного мышления обучающихся, что, в свою очередь, будет служить основой для дальнейшего изучения трёхмерных объектов в курсе геометрии, физики, черчения.

      Возраст детей от 11 до 16 лет.

Сроки реализации программы - 1 год.

Формы организации занятий

В процессе занятий используются различные формы занятий:

·         традиционные,

·         комбинированные,

·         интегрированные,

·         нетрадиционная форма.

            Организация образовательного процесса включает в себя: теоретические и практические занятии. Форма обучения индивидуальная, коллективная и групповая.

            В программе указано примерное количество часов на изучение каждого раздела. Педагог может самостоятельно распределять количество часов, опираясь на собственный опыт и имея в виду подготовленность школьников и условия работы в данной группе.

     Программа всех разделов студии усложняется от занятия к занятию. Постепенно, создавая работы с большим количеством действий, выполненные за короткое или длительное время, педагог и сами ребята видят качественный и творческий рост от работы к работе. В связи с этим определены критерии, по которым оценивается работа на различных сроках обучения:

•  аккуратность;

•  четкость выполнения поставленной задачи;

•  самостоятельность выполнения;

•  наличие творческого элемента. 

Режим занятия: занятия проводятся в неделю 2 раза по 2 часа, итого 4 часа в неделю. Всего в учебном году - 144 часа.

            Ожидаемые результаты

      Формами подведения итогов могут быть: открытые занятия, выставки, самооценка, коллективное обсуждение и др. Перечень знаний и умений, формируемых у обучающихся.

Обучающиеся должны знать:

· базовый уровень по работе с программным обеспечением;

· правила безопасности труда при работе за компьютером/ноутбуком.

Обучающиеся должны уметь:

·пользоваться клавиатурой и уметь печатать текст;

·соблюдать правила безопасности труда и личной гигиены во всех

видах технического труда;

·организовывать рабочее место и поддерживать на нем порядок во время работы;

·бережно относиться к инструментам и материалам;

·правильно выполнять изученные технологические операции.

Методы обучения

1.      Словесные: рассказ, беседа, объяснение;

2.      Наглядные: иллюстрации, демонстрации;

3.      Практические: практические занятия;

4.      Репродуктивные, проблемно-поисковые: повторение, конструирование

5.      Эвристический: продумывание будущей работы.

Формы подведения итогов образовательной программы

1.      Выставки готовых макетов

2.      Участие детей в районных и республиканских конкурсах различного уровня.

3.      Итоговая аттестация.

 

 

 

Учебно - тематический план

Разделы. Темы

Количество часов

всего

теория

практика

1.       

Знакомство с программой Meshmixer.

12

6

6

2.       

Работа с инструментами выделения.

12

6

6

3.       

Анализ единицы измерения и параметры.

10

6

4

4.       

Полый и твердый объект.

12

6

6

5.       

Трансформация. Правка модели.

12

6

6

6.       

Промежуточная итоговая аттестация.

3

1

2

7.       

Скульптурирование.

12

4

8

8.       

Правка. Объединение и вычитание элементов.

12

4

8

9.       

Порезка и разделение объекта.

12

4

8

10.   

Анализ. Инспектор.

12

4

8

11.   

Создание 3D моделей.

16

4

12

12.   

Подготовка модели к печати. 3D печать.

16

4

12

13.   

Итоговая аттестация.

3

1

2

 

итого

144

56

88

 

Содержание учебного плана

1        год обучения

1.Знакомство с программой Meshmixer (12 часов)

MeshMixer - это бесплатная open source программа от AutoDesk. На сегодняшний день - один из самых популярных софтов для для подготовки mesh файлов (формирования сетки) вроде .stl и .obj. MeshMixer предлагает широкий выбор инструментов для подготовки и улучшения 3D моделей для 3D печати.

 

 

2. Работа с инструментами выделения. (12 часов)

Перед началом работы, дизайнерам и инженерам часто необходимо адаптировать, оптимизировать и дорабатывать 3D-модели. Meshmixer от Autodesk — это современное программное обеспечение для работы с полигональными сетками или как его называют разработчики, «Швейцарский армейский нож» для редактирования файлов STL и 3D-сеток. С помощью Meshmixer можно не только оптимизировать треугольную сетку, но и изменить целые сечения, стилизовать модель или добавить к ней полезные функции.

3. Анализ единицы измерения и параметры. (10 часов)

Очень важный пакет анализа, который можно использовать для завершения моделей 3D-печати, состоит из программного обеспечения, такого как инспекция, измерение единиц измерения, толщина, мощность, стабильность, ориентация, макеты, выступы и срезы.

4.    Полый и твердый объект. (12 часов)

Meshmixer предлагает несколько продвинутых способов исправления ошибок в сетке. Иногда полезно создать пустую область, чтобы вырезать неправильную область. Создание хороших низкополигональных моделей — это искусство, которое часто требует много часов ручной работы. MeshMixer предоставляет расширенные функциональные возможности для превращения даже сложных объектов в поразительные низкополигональные элементы.

5.    Трансформация. Правка модели. (12 часов)

3D-дизайнеры обычно создают модели, используя сложные методы обработки поверхностей. Это приводит к математически «идеальной» геометрии, определяемой кривыми и сплайнами. Для 3D-печати поверхности преобразуются в формат сетки, который описывает геометрию как облако связанных треугольных граней и вершин.

Преобразование сетки — это похоже на то как разбить идеально гладкое зеркало, а затем склеить все кусочки и чтобы оно выглядело как оригинал. Если это будет сделано некорректно, в результате мы получим модель со всеми видами ребер, отверстий и плавающих частей, а также областей с множеством пересекающихся треугольников. Хорошо выполненная 3D-модель представляет собой коллекторную сетку без отверстий, неотличимую от оригинального дизайна.

6.    Промежуточная итоговая аттестация. (3 часа) (Распределение часов в течение учебного года)

Проведение промежуточной итоговой аттестации обучающихся в тестовой форме. Определения уровня усвоения знаний для дальшейшей конструктивной работы.

7.    Скульптурирование. (12 часов)

Иногда к Autodesk MeshMixer потребуется обратиться, чтобы добавить или изменить детали проекта, тогда в этом помогут инструменты, предназначенные для скульптурирования.

8.    Правка. Объединение и вычитание элементов. (12 часов)

Дизайнерам и инженерам часто требуется программное обеспечение для адаптации, ремонта и доработки 3D-моделей для 3D-печати. К счастью, эра ручного программирования сетки давно прошла. Сегодня существует целый ряд специальных инструментов, предлагающих как автоматическое, так и ручное восстановление. Автоматическое редактирование для исправления небольших ошибок будет достаточно для большинства моделей, таких как пробелы и незамкнутые поверхности, но модели с более критическими ошибками потребуют ручного вмешательства.

9.    Порезка и разделение объекта. (12 часов)

Во время этой процедуры следует выбрать нужный масштаб детали, правильное положение в пространстве, а также точно позиционировать модель на рабочей поверхности. От этого зависит результат всего процесса, прочность, шероховатость поверхности детали и расход материала. После выполнения настроек происходит разделение модели на слои материала, «укладываемые» в тело детали за один рабочий цикл аддитивной машины.

10.  Анализ. Инспектор. (12 часов)

Иногда вам надо сделать быстрый анализ геометрии вашей 3D модели. MeshMixer не может соревноваться с серьезными FEM-анализ программами, но отлично справится с расчетом таких свойств как объем и масса модели. Рассчитать эти параметры вы можете с помощью инструмента Stability. Толщину модели можно проверить с помощью Analysis > Thickness. Теперь вы можете установить минимальную толщину или указать собственные значения и MeshMixer выделит эти области. Вы можете редактировать отдельные участки. Выделить их можно, кликнув на соответствующих сферах.

11.  Создание 3D моделей. (16 часов)

Meshmixer также имеет список стилистических вариаций, позволяющих дизайнерам проявить креативность при редактировании сеток. Создание хороших низкополигональных моделей — это искусство, которое часто требует много часов ручной работы. MeshMixer предоставляет расширенные функциональные возможности для превращения даже сложных объектов в поразительные низкополигональные элементы.

12.  Подготовка модели к печати. 3D печать. (16 часов)

Ваша 3D модель оптимизирована и готова для 3D печати. Вы можете экспортировать ваш объект, нажав Export. Если ваш 3D принтер есть в списке, вы можете отправить модель напрямую в слайсинг программу, кликнув Print. Вы можете просто экспортировать файл и открыть в любой слайсинг программе. Autodesk MeshMixer также предоставляет возможность напрямую отправить модель в один из онлайн сервисов для 3D печати: Sculpteo, i.materialise или Shapeways.

13.  Итоговая аттестация (3 часа) (Распределение часов в течение учебного года).

Итоговая аттестация проводится в комбинированной форме: письменный тест для выявления знаний обучающихся и 3D модель выполненная в цифровом формате на базе программы Autodesk Meshmixer.

Методические рекомендации

Учебно-методическими условиями для реализации Программы являются:

-наличие учебных сборников и пособий, справочные материалы, конспекты занятий;

- дидактические и демонстрационные материалы (наглядные пособия, эскизы, фонд работ учащихся, иллюстрации и фотографии).

Материально-техническое обеспечение

      Перечень оборудования, инструментов и материалов, необходимых для

реализации программы: рабочий стол, ноутбук (компьютер), программное обеспечение в виде программы Meshmixer, мышка, коврик для мышки, проектор, 3D принтер с 3D пластиком.


 

Литература для педагога:

1.      Прахов А.А. Blender. 3D-моделирование и анимация. Руководство для начинающих, - СПб.: 2009;

2.      Хесс Р. Основы Blender. Руководство по 3D-моделированию с открытым кодом. 2008;

Ресурсы Internet:

1.      http://programishka.ru 

2.      http://younglinux.info/book/export/html/72

3.      http://blender-3d.ru

4.      http://b3d.mezon.ru/index.php/Blender_Basics_4-th_edition

5.     http://infourok.ru/elektivniy-kurs-d-modelirovanie-i-vizualizaciya-755338.html

 

Литература для обучающихся:

1.      Добавление сливных отверстий https://forum.formlabs.com/t/Meshmixer-tips-and-tricks/3552/2

2.      Уменьшение количества полигонов https://www.3dhubs.com/talk/thread/reducing-polygon-count-tips-and-tricks

3.      Создание модели Voronoi  https://3dplatform.com/creating-voronoi-model-3-steps/

4.      Оптимизация опорных структур http://www.extrudable.me/2013/12/28/Meshmixer-2-0-best-newcomer-in-a-supporting-role/

5.      Создание пустотной оболочки https://www.embodi3d.com/blogs/entry/359-how-to-create-a-hollow-shell-from-a-medical-stl-file-using-Meshmixer/

6.      Раскраска многоцветной модели https://www.autodeskresearch.com/news/tutorial-tuesday-13-painting-multicolor-models-Meshmixer

7.      Сглаживание 3D-модели  https://www.packtpub.com/books/content/shaping-model-Meshmixer-and-printing-it

8.      Восстановление 3D-модели  https://pinshape.com/blog/how-to-repair-your-stl-files/

9.      Импорт данных DICOM для создания 3D-модели http://www.fundamentalradiology.com/home-2/3d-medical-imaging-printing/slicer-Meshmixer-screencast/

10.  Режущие сетки https://edux.fit.cvut.cz/courses/BI-3DT/en/tutorials/Meshmixer/start

 

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал
Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 936 270 материалов в базе

Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 13.09.2021 156
    • DOCX 51.5 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Перминова Ольга Александровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Перминова Ольга Александровна
    Перминова Ольга Александровна
    • На сайте: 1 год и 6 месяцев
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 1447
    • Всего материалов: 10

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой