Рабочая программа 3Д моделирование

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
внеурочной деятельности

«Основы 3D моделирования»

8 – 9 класс

2020-2021 учебный год

Научно-техническая направленность

Составил: учитель высшей квалификационной категории
Доржиев С.Д.

2020-2021 учебный год

Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности «Основы 3D моделирования» составлена для организации внеурочной деятельности учащихся среднего звена основной школы и ориентирована на обучающихся, проявляющих интересы и склонности в области информатики, математики, физики, моделирования, компьютерной графики. В курсе решаются задачи по созданию и редактированию 3D моделей с помощью специализированного программного обеспечения: КОМПАС-3D, Leapfrog Creatr, Repetier-Host. Освоение данного направления позволяет решить проблемы, связанные с недостаточным уровнем развития абстрактного мышления, существенным преобладанием образно-визуального восприятия над другими способами получения информации, навыками черчения.

Деятельность по моделированию способствует воспитанию активности школьников в познавательной деятельности, развитию высших психических функций (повышению внимания, развитию памяти и логического мышления), аккуратности, самостоятельности в учебном процессе.

Поддержка и развитие детского технического творчества соответствуют актуальным и перспективным потребностям личности и стратегическим национальным приоритетам Российской Федерации.

Базовой основой для проектирования региональной стратегии развития научно-технического творчества, учебно-исследовательской деятельности обучающихся и молодежи являются нормативные и правовые акты:

-       Федеральный закон «О науке и государственной научно-технической политике» от 23.08.1996 № 127-ФЗ (ред. от 02.07.2013).

-       Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ.

-       Указ Президента РФ от 1 июня 2012 года № 761 «Национальная стратегия действий в интересах детей на 2012-2017 годы».

-       Концепция развития дополнительного образования детей от 4 сентября 2014 года № 1726-р.

-       Нормативно-правовая база образовательной программы системы внеурочной деятельности. ФГОС НОО.

-       Порядок организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам (от 29.08.2013 г.).

-       Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 4 июля 2014 г. № 41 "Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 "Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей".

-       Региональный образовательный проект развития дополнительного образования Воронежской области в части научно-технического творчества «Индустриальная школа».

Актуальность данной программы состоит в том, что она направлена на овладение знаниями в области компьютерной трехмерной графики конструирования и технологий на основе методов активизации творческого воображения, и тем самым способствует развитию конструкторских, изобретательских, научно-технических компетентностей и нацеливает детей на осознанный выбор необходимых обществу профессий, как инженер-конструктор, инженер-технолог, проектировщик, дизайнер и т.д.

Работа с 3D графикой – одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не, только профессиональные художники и дизайнеры.

Данные направления ориентируют подростков на рабочие специальности, воспитывают будущих инженеров – разработчиков, технарей, способных к высокопроизводительному труду, технически насыщенной производственной деятельности.

Новизна данной программы состоит в том, что занятия по 3D моделированию помогают приобрести глубокие знания в области технических наук, ценные практические умения и навыки, воспитывают трудолюбие, дисциплинированность, культуру труда, умение работать в коллективе. Знания, полученные при изучении программы «Основы 3D-моделирования», учащиеся могут применить для подготовки мультимедийных разработок по различным предметам – математике, физике, химии, биологии и др. Трехмерное моделирование служит основой для изучения систем виртуальной реальности.

Цели:

-       Повышать интерес молодежи к инженерному образованию.

-       Показать возможности современных программных средств для обработки трёхмерных изображений.

-       Познакомить с принципами и инструментарием работы в трехмерных графических редакторах, возможностями 3D печати.

Задачи:

-       Развитие творческого мышления при создании 3D моделей.

-       Формирование интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям.

-       Развитие логического, алгоритмического и системного мышления.

-       Формирование навыков моделирования через создание виртуальных объектов в предложенной среде конструирования.

-       Углубление и практическое применение знаний по математике (геометрии).

-       Расширение области знаний о профессиях.

-       Участие в олимпиадах, фестивалях и конкурсах технической направленности с индивидуальными и групповыми проектами.

1.      Общая характеристика

Основным содержанием данного курса является формирование умений по созданию и редактированию трехмерных моделей, изучение особенностей и приемов манипулирования виртуальными объектами в различных программных средах, с постепенным усложнением интерфейса самих приложений и заданий, выполняемых в них. Итоги тем подводятся по результатам разработки обучающимися творческих мини-проектов 3D моделей с последующим обсуждением и защитой этих проектов.

2.      Место в учебном плане

Программа рассчитана на 1 год, с проведением занятий 1 раз в неделю. Продолжительность занятия 45 минут.

Содержание занятий отвечает требованию к организации внеурочной деятельности. Подбор заданий отражает реальную интеллектуальную подготовку детей, содержит полезную и любопытную информацию, способную дать простор воображению.

3.      Результаты освоения личностные, метапредметные и предметные результаты освоения учебного предмета

Личностные результаты:

-       формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности, обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;

-       формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики;

-       развитие осознанного и ответственного отношения к собственным поступкам при работе с графической информацией;

-       формирование коммуникативной компетентности в процессе образовательной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности.

Метапредметные результаты:

-       умение ставить учебные цели;

-       умение использовать внешний план для решения поставленной задачи;

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

-       умение осуществлять итоговый и пошаговый контроль выполнения учебного задания по переходу информационной обучающей среды из начального состояния в конечное;

-       умение сличать результат действий с эталоном (целью);

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

-       умение оценивать результат своей работы с помощью тестовых компьютерных программ, а также самостоятельно определять пробелы в усвоении материала курса.

Предметные результаты:

-       умение использовать терминологию моделирования;

-       умение работать в среде графических 3D редакторов;

-       умение создавать новые примитивные модели из имеющихся заготовок путем разгруппировки-группировки частей моделей и их модификации;

-       умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

-       владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;

-       умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы;

-       умение создавать, применять и преобразовывать графические объекты для решения учебных и творческих задач;

-       умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации;

-       поиск и выделение необходимой информации в справочном разделе учебников;

-       владение устной и письменной речью.

Формы организации учебных занятий:

-       проектная деятельность самостоятельная работа;

-       работа в парах, в группах;

-       творческие работы;

-       индивидуальная и групповая исследовательская работа;

-       знакомство с научно-популярной литературой.

Формы контроля:

-       практические работы;

-       мини-проекты.

Методы обучения:

-       Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения демонстрируемых материалов).

-       Метод проектов (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе разработки собственных моделей).

-       Систематизирующий (беседа по теме, составление систематизирующих таблиц, графиков, схем и т.д.).

-       Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний, навыков и умений и их коррекция в процессе выполнения практических заданий).

-       Групповая работа.

4.      Тематическое планирование

Тема	Количество часов
Введение в 3D-моделирование	1
Черчение 2D-моделей в КОМПАС-3D	6
Построение 3D-моделей в КОМПАС-3D	15
Знакомство с 3D-принтером Leapfrog	1
Освоение программ Leapfrog Creatr и Repetier-Host	2
Печать 3D-моделей	6
Творческие проекты	3
Итого:	34

5.      Содержание курса

Введение в 3D моделирование (1 час)

Инструктаж по технике безопасности.

3D технологии. Понятие 3D модели и виртуальной реальности. Области применения и назначение. Примеры.

Черчение 2D-моделей в КОМПАС-3D (6 часов)

Пользовательский интерфейс. Виды линий. Изменение параметров (редактирование по дереву). Правила введения параметров через клавиатуру. Нанесение размеров. Построение собственных моделей по эскизам.

Построение 3D-моделей в КОМПАС-3D (15 часов)

Способы задания плоскости в КОМПАСе. Операция выдавливания. Создание эскизов для моделирования 3D. Способы построения группы тел. Установка тел друг на друга, операция приклеивания. Элементы дизайна.

Знакомство с 3D-принтером Leapfrog (1 час)

Основные элементы принтера. Техническое обслуживание.

Освоение программ Leapfrog Creatr и Repetier-Host (2 часа)

Знакомство с интерфейсом. Калибровка деталей на рабочем столе. Редактирование кода слайсера. Ручное и автоматическое управление принтером.

Печать 3D моделей (6 часов)

Технологии 3D печати. Экструзия.

Творческие проекты (3 часа)

Выполнение творческих заданий и мини-проектов по созданию 3D моделей в изученных редакторах и конструкторах.

Календарно-тематическое планирование внеурочной деятельности
учащихся 8-9 классов по курсу «Основы 3D моделирования»

№	Тема занятия	Вид деятельности	Дата
1.	Введение в 3D моделирование (1 час)
1.	Инструктаж по технике безопасности. 3D технологии. Понятие 3D модели и виртуальной реальности.	Знакомство с правилами поведения и техники безопасности. Усвоение терминологии 3D моделирования
	Черчение 2D-моделей в КОМПАС-3D (6 часов)
2.	Пользовательский интерфейс.	Изучение основных функций в разделе «Геометрия».
3.	Виды линий.	Функция «Линии», «Биссектриса».
4.	Изменение параметров.	Редактирование деталей из дерева событий. Блокировка/разблокировка событий.
5.	Нанесение размеров.	Изучение способов нанесения размеров.
6.	Построение собственных моделей по эскизам.	Групповая работа по черчению моделей по эскизам.
7.	Построение собственных моделей по эскизам.	Самостоятельная работа по черчению моделей по эскизам.
	Построение 3D-моделей в КОМПАС-3D (15 часов)
8.	Способы задания плоскости в КОМПАСе.	Учимся правильно определять плоскость в пространстве для дальнейшего построения детали.
9.	Операция выдавливания.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
10.	Создание эскизов для моделирования 3D.	Создание эскизов во время работы в режиме «Деталь».
11.	Операция скругления.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
12.	Построение уклона части детали.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
13.	Функция оболочка.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
14.	Операция Булева.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
15.	Вычитание компонентов.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
16.	Алгоритм создания 3D моделей.	Определение правильной последовательности при создании модели.
17.	Создание куба, призмы.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
18.	Создание пирамиды.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
19.	Создание сферы и шара.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
20.	Создание усеченных многогранников.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
21.	Способы построения группы тел.	Определение отличий в построении одной детали или группы.
22.	Установка тел друг на друга, операция приклеивания.	Изучение функции. Установка параметров вручную и автоматически.
	Знакомство с 3D-принтером Leapfrog (1 час)
23.	Основные элементы принтера. Техническое обслуживание.	Знакомство с принтером, техническими особенностями. Учимся обслуживать принтер, готовить к печати. Калибровка стола.
	Освоение программ Leapfrog Creatr и Repetier-Host (2 часа)
24.	Знакомство с интерфейсом. Калибровка деталей на рабочем столе.	Изучаем основные функции программ, отличия. Учимся правильно располагать деталь на рабочем столе.
25.	Редактирование кода слайсера. Ручное и автоматическое управление принтером.	Виды слайсеров. Учимся редактировать код слайсера вручную. Учимся вручную греть экструдеры и стол.
	Печать 3D моделей (6 часов)
26.	Технологии 3D печати.	Знакомство с технологиями 3d печати.
27.	Экструзия.	Правка STL моделей. Печать на 3D принтере
28.	Экскурсия.	Посещение типографии Каспий.
29.	3D печать.	Печатаем собственные детали.
30.	3D печать.	Печатаем собственные детали.
31.	3D печать.	Печатаем собственные детали.
	Творческие проекты (3 часа)
32.	Выполнение творческих заданий и мини-проектов по созданию 3D моделей в изученных редакторах и конструкторах	Выбор темы проекта. Подготовительные операции.
33.	Работа над проектом	Работа над проектом.
34.	Обсуждение и защита проекта	Обсуждение и защита проекта.