Возможности иновационно – исследовательской лабораториии «Эксперинментариум» на уроках технологии по направлению «Прототипирование»

Министерство образования и молодежной политики Чувашской Республики

Бюджетное учреждение Чувашской Республики

дополнительного профессионального образования

«Чувашский республиканский институт образования»

Кафедра дошкольного образования

РАССМОТРЕНА на заседании кафедры протокол №____от ___  _______  20__ г. на заседании Экспертно-методического совета протокол № ____ от _______ 20__ г.

УТВЕРЖДАЮ Ректор ______     _____________2018 г.

Программа дополнительного профессионального образования

(повышения квалификации)

Возможности иновационно – исследовательской лабораториии «Эксперинментариум» на уроках технологии по направлению «Прототипирование»

Автор: Васильева Э.А., учитель технологии МАОУ «СОШ № 59», г.Чебоксары

Чебоксары

2018

ЦЕЛЕВОЙ РАЗДЕЛ ПРОГРАММЫ

1.        Актуальность (обоснование разработки программы)

Введение

Уровень технологической культуры населения в условиях развития высокотехнологичного производства определяет кадровый потенциал экономики и производства страны, ее конкурентоспособность на мировом рынке, интеллектуализацию человеческого капитала и наукоемких сфер деятельности, обеспечивает безопасность и культуру организации производственных и иных технологических процессов. Образовательная область «Технология» выступает в школьном образовании той сферой деятельности, которая объединяет и использует образовательные результаты, достигаемые практически во всех образовательных областях учебного плана, являясь интегративным механизмом, обеспечивающим прикладную направленность общего образования. Таким образом, целью реализации предметной области «Технология» является обеспечение необходимого для устойчивого развития общества, национальной экономики и производства уровня развития технологической культуры личности.  Ориентация содержания технологической подготовки на традиционные материалы и технологии их обработки (древесина, металл, полимерные материалы, текстиль, пищевые продукты и т.д.) позволяют формировать навыки самообслуживания и общей культуры труда, бесспорно необходимые для успешной социализации обучающихся и помогают ориентироваться потенциальным абитуриентам в процессе выбора достаточно большого и востребованного на сегодняшний день количества профессий. Но, реализация только этих направлений деятельности не соответствует требованиям современного постиндустриального общества и соответствующего ему мира техники и технологий, а также и запросам потребителей (обучающихся, их родителей, институтов профессионального образования, работодателей). Поэтому новое направление вектора развития технологического образования школьников направлено на приведение содержания учебного материала в соответствие с требованиями

постиндустриального, технологического общества, учет запросов разных целевых групп потребителей результатов технологической подготовки школьников, перспективой применения современных технологий и методов, способов и формы организации обучения на уроках технологии и во внеурочной деятельности, использования возможностей дополнительного образования естественнонаучной и технико-технологической направленности, процессами интеграции содержания основ науки и соответствующих им предметов учебного плана школы при практической реализации полученных знаний в рамках учебного предмета «Технология». Такое направление может обеспечить востребованность расширения возможности «профессиональных» проб учащихся от народных ремесел до конструирования роботов, от лоскутного шитья до дизайна костюмов из инновационных материалов, от создания изделия из различных материалов до бизнес-плана в сфере технологического предпринимательства. Таким образом, новое содержание образовательной области «Технология» призвано помочь ребенку стать успешной, конкурентноспособной, самообучающейся и саморазвивающейся личностью, способной адаптироваться в сложных ситуациях возрастающей неопределенности.  Деятельность обучаемых в рамках предмета «Технология» сегодня должна быть направлена на овладение целым рядом комплексных знаний, умений и навыков, которые позволят сформировать особую компетенцию за счет использования проектных технологий обучения, применения исследовательских, проблемных и частично-поисковых методов. Ведущей деятельностью образовательного процесса должна стать не просто учебная работа, а изобретательская деятельность, направленная на успешное решение множества проблемных задач, формирующая в человеке черты творческой личности.

В соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта внеурочная деятельность является неотъемлемой частью образовательного процесса в школе. Особенностью данного компонента образовательного процесса является, с одной стороны, предоставление обучающимся широкого спектра возможностей для разностороннего развития их компетенций, с другой стороны, самостоятельность образовательной организации в процессе наполнения внеурочной деятельности конкретным содержанием. В настоящее время обществу необходима личность, способная самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения, работать с разными источниками информации, оценивать их и на этой основе формулировать собственное мнение, суждение, оценку. Современный человек должен ориентироваться в окружающем мире как сознательный субъект, адекватно воспринимающий появление нового, умеющий ориентироваться в окружающем, постоянно изменяющемся мире, готовый непрерывно учиться. Скорость развития материальных, информационных и социальных технологий во всех сферах жизни общества стремительно растет. Уровень технологий определяет экономическое состояние страны, ее место на мировых рынках, качество жизни. Для разработки и использования новых технологических принципов и технологий необходимы определенные модели мышления и поведения (технологическая грамотность и изобретательность), которые, как показывает опыт многих стран, формируются в школьном возрасте.  Интересы нашей страны на данном этапе развития требуют, чтобы особое внимание было обращено на ориентацию обучающихся на инженерно-техническую деятельность в сфере высокотехнологичного производства. В соответствии с Концепцией развития технологического образования в системе общего образования в Российской Федерации в содержание учебного предмета технология включаются новые направления деятельности - робототехника, 3Dмоделирование, прототипирование. Внеурочная деятельность как неотъемлемый компонент образовательного процесса, призванный расширить возможности общеобразовательной организации для формирования необходимых сегодняшнему выпускнику компетенций, создает особые условия для расширения доступа к глобальным знаниям и информации, опережающего обновления содержания образования в соответствии с задачами перспективного развития страны.

Проблематика, основные предпосылки

Самые востребованные профессии будущего – разработчики, инженеры, проектные лидеры, преподаватели, биотехнологи (научные компетенции, техническое творчество).  

Глобализация: экономики, промышленности, образования, жизненного пространства, постепенное исчезновение границ. При этом становится крайне важным не ограничивать максимальное раскрытие инженерного и творческого потенциала ребенка, ставя его перед необходимостью использования типовых структурных деталей и готовых электронных модулей. 

Прототипирование подразумевает обучение навыкам электроники и схемотехники, мехатроники, использования различных технологий обработки материалов, промышленного дизайна и CAD-проектирования, комбинирования аппаратных и программных методов решения проектных задач.

Педагогическая целесообразность реализации модуля «Основы 3Dмоделирования» обусловлена широкими возможностями использования знаний и практических навыков обработки графической информации в различных областях современной деятельности.  Прототипирование позволяет ускорить процесс конструирования изделий за счет быстрого внесения изменений в цифровую модель объекта (прототипа) и его документацию. Прототипирование при помощи специальных компьютерных программ (САПР) требует гораздо меньше времени, чем для создания традиционных (твердотельных) моделей. Прототипирование как процесс проектирования школьниками объектов реального мира позволяет развить исследовательские навыки, навыки моделирования объектов и процессов, пространственное мышление, сформировать навыки и культуру проектной деятельности.  Процесс изучения и применения прототипирования отличается значительной широтой, максимальным использованием межпредметных связей информатики, с одной стороны, и математики, физики, биологии, экономики и других наук, с другой стороны, причем, связи эти базируются на хорошо апробированной методологии математического и инженерного моделирования, которая делает предмет «Технология» более целостным.

Цель:

1. Популяризация научно технического творчества, выявление и развитие детско юношеского потенциала в сфере технологий нового поколения; восстановление детских объединений технической направленности.

2. Создание современных научно-образовательных площадок интеллектуального досуга для детей и подростков на территории России

Задача:

1. Создание условий для научно технического просвещения детей и молодёжи, обеспечение доступности детских объединений технической направленности.

2. Развитие системы инженерного образования в регионе, выполнение социального заказа родителей на качественное образование.

Лаборатория «Экспериментариум»:

Обучение.

• Разноуровневые образовательные программы по направлениям научнотехнического творчества (конструирование, робототехника, электроника, энергетика, 3D-технологии, архитектура, дизайн и др.)

• Интеграция в предметы школьного цикла

• Профориентация

Развитие.

• Исследовательская деятельность

• Работа над проектами

• Решение технических кейсов

• Участие в конференциях

Досуг.

• Тематические профильные смены

• Соревнования

 • Мастер-классы

• Просветительские лекции

Профессиональное образование

Профессиональное образование России направлено на итоговую подготовку специалистов, в том числе с учетом требований и привлечением ресурсов базовых предприятий. 

 Для более качественной реализации программы обучения и подготовки, широко применяются современный цифровой инструментарий, направленный на решение специализированных учебных задач. 

 Наиболее востребованными, при подготовке действенных учебных курсов, являются технологии: Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR), 3Dвизуализация, использование тренажеров и лабораторных стендов.

Для создания мультимедийных продуктов на основе 3D-моделирования могут быть использованы следующие программные среды и приложения:

Blender - свободный, профессиональный пакет для создания трёхмерной компьютерной графики, включающий в себя средства моделирования, анимации, рендеринга, постобработки и монтажа видео со звуком, компоновки с помощью «узлов» (Node Compositing), а также для создания интерактивных игр.

Разработан как рабочий инструмент голландской анимационной студией NeoGeo. URL-доступ: https://www.blender.org. 3D Studio MAX компании Discreet (подразделение Autodesk) на данный момент наиболее популярна среди всех пакетов трехмерной графики. Данная программа является одним из главных инструментов объёмного моделирования. Программа позволяет рассмотреть модель со всех сторон (сверху, снизу, сбоку), встроить на любую плоскость и в любое окружение. URL-доступ: http://www.autodesk.ru/products/3ds-max. Gmax - упрощенная версия программы 3ds Max. Поляков К.Ю. Уроки по Gmax.

           Электронный ресурс. URL: http://kpolyakov.spb.ru/school/3d/gmax.htm

.

Задачи программы:

Образовательные:

 получить представление об основах компьютерной трехмерной графики, об инженерном моделировании;

 познакомиться с методами представления трехмерных объектов на плоскости;

 получить представление о компьютерных системах 3D-моделирования; 

 освоить основные инструменты и операции по созданию трехмерных моделей;

 научиться читать простые чертежи, создавать простейшие модели объектов, деталей, сборочные конструкции;

 освоить навыки практического решения инженерно-технических или дизайнерских задач с помощью выбранного редактора или программы;

 научиться создавать 3D-модели, сборочные конструкции (сборки), сцены  и визуализировать их;

 освоить навыки работы с 3D-принтером;

 освоить приемы подготовки модели к печати и выполнения печати на 3Dпринтере;  научиться представлять созданные 3D-проекты на конкурсных мероприятиях; 

 узнать о применении  3D-технологий в инженерных специальностях. Развивающие:

 развивать познавательный интерес, внимание, память, умение концентрироваться;  развивать логическое, абстрактное и образное мышление;

 развивать объемное видение;

 развивать коммуникативные навыки, умение взаимодействовать в группе;

 формировать творческий подход к решению поставленной задачи;

 развивать социальную активность;

 развивать интерес к сфере высоких технологий и научно-техническому творчеству;

 развивать логическое мышление, пространственное воображение и объемное видение;

 определиться с выбором дальнейшего образовательного маршрута в изучении 3D-технологий;

 развивать кругозор, интерес к техническим профессиям и осознание ценности инженерного образования.

Воспитательные:

 вызвать интерес к инженерно-техническому образованию; 

 воспитывать чувство ответственности за свою работу;

 воспитывать стремление к самообразованию;

 воспитывать уважение к инженерному труду;

 воспитывать ответственность за свою работу; 

 воспитывать творческий подход к решению поставленных задач;

 воспитывать коммуникативность и доброжелательность;

 формировать гражданско-патриотическую позицию, воспитывая уважительное отношение к истории и достижениям материальной культуры;

 воспитывать сознательное отношение к выбору будущей профессии;

 воспитывать информационную культуру как составляющую общей культуры современного человека.

Ожидаемые результаты:

В результате реализации программы учащиеся научатся:

 понимать смысл терминов «объект», «модель», «моделирование»;

 иметь представление о назначении и области применения моделей;

 различать натурные и информационные модели, приводить их примеры;

 приводить примеры образных, знаковых и смешанных информационных моделей;      творчески подходить к задачам (умение объяснять, как все работает);

 показывать взаимосвязь между причиной и следствием;

 разрабатывать и создавать модели, отвечающие определенным критериям;

 проверять идеи, основываясь на результатах наблюдений и измерений;

 размышлять над тем, как найти ответ на вопрос, и придумывать новые возможности развития идей;

 предполагать, что могло бы произойти, и проверять различные варианты;

 проводить «чистый» эксперимент, меняя отдельные параметры, и наблюдать или измерять результаты;

 производить систематические наблюдения и измерения;

 представлять данные в форме диаграмм, чертежей, таблиц, графиков и т.д.;

 определять, согласуются ли выводы с предварительными оценками и возможны ли дальнейшие прогнозы;

 при повторении пройденного материала выделять важные моменты и устранять недоработки;

 представлять  результаты  своего труда в сетевом пространстве;

Методы обучения

 Объяснительно - иллюстративный - предъявление информации различными способами (объяснение, рассказ, беседа, инструктаж, демонстрация, работа с технологическими картами и др);

 Эвристический - метод творческой деятельности (создание творческих моделей и т.д.)

 Проблемный - постановка проблемы и самостоятельный поиск её решения обучающимися;

 Программированный - набор операций, которые необходимо выполнить в ходе выполнения практических работ (форма: компьютерный практикум, проектная деятельность);

             Репродуктивный - воспроизводство знаний и способов деятельности (форма: собирание моделей и конструкций по образцу, беседа, упражнения по аналогу),

 Частично - поисковый - решение проблемных задач с помощью педагога;

 Поисковый – самостоятельное решение проблем;

 Метод проблемного изложения - постановка проблемы педагогам, решение ее самим педагогом, соучастие обучающихся при решении

Раздел II. Специфика организации образовательного процесса Новые направления: робототехника, 3D-моделирование, прототипирование в процессе реализации внеурочной деятельности

Учитывая содержание Концепции развития технологического образования в системе общего образования Российской Федерации, где особое внимание уделяется системе взглядов на основные проблемы, базовые принципы, цели, задачи и новые направления развития технологического образования (робототехники, 3D-моделирования, прототипирования), программы внеурочной деятельности могут дать широчайшие возможности обучающимся для формирования необходимых сегодня компетенций в этой области. Освоение робототехники, прототипирования и 3D-технологий – это новый мощный образовательный инструмент, который может привить школьнику привычку не использовать только готовое, но творить самому - создавать прототипы и необходимые детали, воплощая свои конструкторские и дизайнерские идеи. Эти технологии позволяют развивать междисциплинарные связи, открывают широкие возможности для проектного обучения, учат самостоятельной творческой работе. Все это способствует развитию личности, формированию творческого мышления, профессиональной ориентации учащихся.  Уникальность направлений робототехника, 3D-моделирование и прототипирование заключается в возможности объединить конструирование, моделирование и программирование в одном курсе, что способствует интеграции знаний по информатике, математике, физике, черчению, естественным наукам с развитием инженерного мышления, через техническое творчество. Само же техническое творчество становится инструментом синтеза знаний, закладывающим прочные основы системного инженерного мышления, позволяющего решать самые разнообразные учебные задачи.  Востребованность изучения информационных систем в понимании их как автоматизированных систем работы с информацией в современном информационном обществе неуклонно возрастает. 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 и актуальность данной образовательной сферы деятельности.  Одним из показателей будущей профессиональной пригодности старшеклассников, ориентированных на инженерно-технические виды деятельности, становится умение пользоваться международным техническим языком САПР (система автоматизированного проектирования). 3Dмоделирование в САПР пришло на смену традиционному черчению, а появление современных 3D-технологий предполагает появление в ближайшем будущем новых требований к профессиям, связанным с проектированием, моделированием, конструированием. Знакомясь с 3Dтехнологиями, школьники могут получить навыки работы в современных автоматизированных системах проектирования, навыки черчения в специализированных компьютерных программах как международного языка инженерной грамотности. Кроме того, школьники могут познакомиться с использованием трехмерной графики и анимации в различных отраслях и сферах деятельности современного человека, с процессом создания при помощи 3D-графики и 3Dанимации виртуальных миров, порой превосходящих реальный мир по качеству представления графической информации. Не секрет, что среди учащихся популярность инженерных, и, тем более, рабочих профессий падает с каждым годом. И это происходит несмотря на то, что современное производство пополняется все более сложными автоматизированными и роботизированными рабочими линиями, управлять которыми может только хорошо образованный специалист, а это значит, что изучение основ робототехники становится актуальным для большинства профессий технической направленности. Отсюда следует необходимость преемственности инженерного образования на разных ступенях обучения, важность ранней пропедевтики технического творчества в школьном образовании.  Для реализации направлений: робототехника, 3D-моделирование и прототипирование в рамках учебного предмета технология отводится не так уж много времени. И здесь на помощь приходит внеурочная деятельность. Это иные возможности организации учебного времени:

традиционные линейные и новые нелинейные формы организации курсов, участие в игровой, творческой и конкурсной деятельности, работа в разновозрастных группах с учетом интересов и способностей обучающихся. В данном сборнике представлены программы инженерно-технических направлений робототехника, 3D-моделирование, прототипирование. Эти направления тесно связаны друг с другом и во многом пересекаются. Для большего понимания направлений при выборе программы внеурочной деятельности дадим определения соответствующих терминов.

 3D-моделирование — это процесс создания трёхмерной модели объекта. Задача 3Dмоделирования — разработать визуальный объёмный образ желаемого объекта. При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной.

Прототипи́рование (англ. prototyping от др.-греч. πρῶτος — первый и τύπος — отпечаток, оттиск; первообраз) — быстрая «черновая» реализация базовой функциональности для анализа работы системы в целом. На этапе прототипирования малыми усилиями создается работающая система (возможно неэффективно, с ошибками, и не в полной мере). Во время прототипирования видна более детальная картина устройства системы. Используется в машино- и приборостроении, программировании и во многих других областях техники. Прототипирование, по мнению некоторых разработчиков, является самым важным этапом разработки. После этапа прототипирования обязательно следуют этапы пересмотра архитектуры системы, разработки, реализации и тестирования конечного продукта. Внеурочная деятельность может быть организована как непосредственно (территориально) в общеобразовательном учреждении, так и за его пределами. Так, при отсутствии в образовательном учреждении возможностей для реализации внеурочной деятельности (кадровых, материально-технических и др.) образовательное учреждение в рамках соответствующих государственных (муниципальных) заданий, формируемых учредителем, использует возможности образовательных учреждений дополнительного образования детей, организаций культуры и спорта. В связи с этим следует уточнить, что одним из способов реализации воспитательной составляющей ФГОС может быть интеграция общего и дополнительного образования через организацию внеурочной деятельности. Формы организации образовательной деятельности, чередование учебной (урочной и внеурочной) деятельности в рамках реализации основных образовательных программ начального общего и основного общего образования определяет образовательная организация. Выбор программ внеурочной деятельности осуществляется общеобразовательной организацией в зависимости от условий: материально-технического обеспечения (наличия соответствующей компьютерной техники, программного обеспечения, мастерских, оборудования, приспособлений и инструментов); кадрового состава общеобразовательной организации или возможностей реализации сетевого взаимодействия с учреждениями дополнительного образования детей.  

Раздел III. Рабочая программа

Пример программы внеурочной деятельности «Возможности иновационно – исследовательской лабораториии «Эксперинментариум» на уроках технологии по направлению «Прототипирование»»

           Автор программы внеурочной деятельности предлагает собственное видение содержания программ, собственный подход в части структурирования учебного материала, определения последовательности изучения тем этого материала, распределения часов по разделам и темам, а также путей формирования системы компетенций и способов деятельности, развития и социализации обучающихся. Программа внеурочной деятельности составлена автором с учетом материально-технической базы.

Объем  дополнительной профессиональной программы – 18 час.

Форма обучения: очная.

«Основы  прототипирования» Образовательные результаты  Предметные результаты

Обучающийся будет знать:

 основные понятия трехмерного моделирования;

 основные инструменты и операции работы в Creo;

 основные принципы прототипирования;

 принципы создания трехмерных моделей по чертежу;

  основные принципы 3D-печати.

Обучающийся будет уметь:

  создавать детали, сборки, модели объектов, поверхности;

 создавать прототипы;

 читать простые чертежи и по ним воспроизводить модели;

 подготавливать трехмерные модели к печати на 3D-принтере.

Метапредметные результаты:

 познавательный интерес, внимание, память;

 логическое, абстрактное, пространственное и образное мышление;

 коммуникативные навыки, умение взаимодействовать в группе;

 социальная активность и ответственность.

 Личностные результаты:

 осознание ценности инженерного образования;

 информационная культура как составляющая общей культуры современного человека;  сознательное отношение к выбору будущей профессии.

№ разд / темы	Разделы и темы	Всего	Теория	Практика
1.	Раздел 1. Введение	1	0.5	0.5
1.1	Введение	1	0.5	0.5
2.	Раздел 2. Электромонтажные работы	1	0.5	0.5
2.1	Установка электрических компонентов	1	0.5	0.5
3.	Раздел 3. Знакомство с электронным конструктором	2	0	2
3.1	Элементы конструктора	1	0	1
3.2	Создание конструкции из сборочных узлов	1	0	1
4.	Раздел 4. Виртуальная реальность. Технологии виртуальной реальности при проектировании изделий.	2	0.5	1.5
5.	Раздел 5. Прототипирование	4	2	2
5.1	Учебный проект. Технология 3D- печати	1	0.5	0.5
5.2	Операции в процессе моделирования	1	0.5	0.5
5.3	3D-моделирование посуды	1	0.5	0.5
5.4	Учебный проект: от моделирования до 3D-печати	1	0.5	0.5
6.	Раздел 6.Создание чертежей	2	0.5	1.5
6.1	Чертежи деталей сборки	2	0.5	1.5
7.	Раздел 7.Творческий проект	2	0.5	1.5
7.1	Итоговый творческий проект. Предпечатная подготовка	2	0.5	1.5
	Итого	18 часов

Содержание 

1 раздел. Введение

Тема 1.1 Введение Теория: Охрана труда, правила поведения в компьютерном классе. Понятия моделирования и конструирования. Знакомство с этапами выполнения проекта. Интерфейс Creo. 3Dпринтеры Практика: Запуск, панели инструментов и их свойства, рабочая папка, сохранение рабочих файлов, расширения сохраняемых файлов

2 раздел. Электромонтажные работы. Тема  2.1. Установка электрических компонентов Теория: Инструменты, подготовка проводов. Прокладка проводов в кабельные каналы.  Практика: Подготовка электрических проводов, ознакомление с электроустановочными изделиями.

3 раздел. Знакомство с электронным конструктором. Тема  3.1. Элементы конструктора, Теория: Алгоритм создания схемы для моделирования. Принципиальная электрическая схема. Практика: Моделирование принципиальной схемы.

4 раздел. Виртуальная реальность. Тема  4.1. Шлем виртуальной реальности. Теория: Программнное обеспечение для работы с шлемом виртуальной реальности. Добавление дополнительной информации. Использование шлема в проектировании изделий. Практика: Технологии виртуальной реальности при проектировании изделий.

5 раздел. Прототипирование Тема 8.1. 3D-моделирование посуды Практика: Выполнение упражнений на выполнение прототипов чашки, тарелки, вазы. Тема  8.2. 3D-моделирование шахматных фигур Практика: Выполнение упражнений на выполнение прототипо в шахматных фигур: пешки, слона, коня. Тема 8.3. Учебный проект Практика: Учебный проект – от моделирования до 3D-печати заданного прототипа.

6 раздел. Создание чертежей Тема 9.1. Чертежи деталей сборки Теория: Новый чертеж. Изменение масштаба чертежа. Перемещение видов. Добавление размеров. Добавление примечаний Практика: Создание чертежей деталей сборки

7 раздел. Творческий проект Тема 10.1. Итоговый творческий проект. Предпечатная подготовка Теория: Требования к представлению творческого проекта на конкурсе для начинающих 3Dмоделистов. Особенности подготовки конкретной модели к печати на 3D-принтере Практика: Оформление творческих проектов в соответствии с конкурсными требованиями, предпечатная подготовка

Раздел IV Форма аттестации

Оценочные материалы - Экзамен проводится в форме тестовых заданий.

Тестовые задания с вариантами ответов для итоговой аттестации

Тест для поступающих на более высокий уровень обучения по программе «3Dтехнологии школьникам» (Пример)

1. Какие программы трехмерного моделирование вы знаете? a. Creo Parametric, b. 3d max, c. Blender.

2. Перечислите способы отображения модели детали: a. Полутоновое, b. Каркас, c. Невидимые линии тонкие, d. Поворот изображения.

 3. При проектировании тел вращения используются:  a. Операция выдавливания; b. Операция вращения; c. Кинематическая операция.

 4. Что называется видом? a. Изображение обращенной к наблюдателю видимой части поверхности предмета; b. Изображение обращенной к наблюдателю невидимой части поверхности предмета.

5. Что обозначает слово «проекция»? a. Изображение; b. Каркас; c. Рендер.

6. Сколько одинаковых проекций имеет куб? a. Все проекции куба одинаковые; b. Четыре; c. Шесть.

7. Чему равен дюйм? a. 25,4мм; b. 25,6мм; c. 31, 4мм.

8. В виде какой фигуры проецируется цилиндр на фронтальную плоскость проекций, если его ось вращения перпендикулярна горизонтальной плоскости, а высота равна диаметру? a. Квадрата; b. Многоугольника.

9. Что такое моделирование? a. Создание математической модели сцены и объектов в ней; b. Создание изображения сцены; c. Печать сцены в файл.

10. Укажите, сколько блоков соприкасается с блоком, отмеченным цифрой:

Каковы на ваш взгляд достоинства и недостатки организации проектной деятельности с использованием иновационно – исследовательской лабораториии «Эксперинментариум» на уроках технологии

№	Участник	Достоинства	Недостатки
1		Достоинств у такого метода много. Ведь с помощью компьютерной программы  большие возможности выполнения проекта. А с помощью компьютера можно показать очень вместительный текст, картинки, видео, презентация и многое другое.	К недостаткам можно приписать только большие затраты времени на подготовку материала и проблемы со знанием техники.
2		На мой взгляд, основные достоинства организации проектной деятельности с использованием ИКТ заключаются в развитии ЗУН, умении работать как самостоятельно, так и в коллективе, умении анализировать и оценивать продукты своей деятельности и деятельности других, расширении кругозора учащегося, способности к выполнению определенно поставленных целей.	Затрата большого количества времени.
3		Вырабатываются навыки самообразования и самоконтроля, развитие самостоятельности и активности, умение находить главное среди большого объёма информации.	Требуется большое количество времени для сбора и анализа нужной информации
4		Развитие навыков самообразования и самоконтроля; развитие навыков групповой деятельности; развитие самостоятельности и инициативы, творческих способностей, способностей учащихся к самооценке; отсутствие готовых и однозначных решений (моделирование жизненной ситуации	Переоценка своих возможностей и попадание в стрессовую ситуацию из-за невозможности уложиться в определенные сроки;
5		Достоинства данного проекта заключаются в том, что многое узнается о компьютерных технологиях, прибавляются знания, так же развивается самостоятельность учащихся и их мышление. Дети применяют знания на практике, становятся более ответственными.	Недостатком является повышенная умственная нагрузка учащихся, затрата большого количества времени как на проект, так и на его проверку.
6		Обсуждаются творческие задания, организуются консультации с учителем, защищаются в общении со сверстниками самые смелые идеи; способность к коллективной деятельности, готовность соблюдать самодисциплину, терпимость к мнению других.	Занимает много времени, приходится анализировать большое количество информации.

Формы занятий по программе: инструктаж, лекция, беседа индивидуально групповая, практическое занятие, демонстрация. Приемы и методы организации учебно-воспитательного процесса: объяснительно-иллюстративный, выполнение практических заданий, творческий поиск. Используемые дидактические материалы: практические задания, демонстрационные видео-ролики с заданием, инструкции по охране труда в компьютерном кабинете.

Техническое оснащение.  Для проведения образовательного процесса необходимо иметь: - компьютерные кабинеты (не менее 3-х для организации обучения в рамках сетевого взаимодействия) с персональными компьютерами не ниже Pentium 4; - принтер; - 3D-принтер; - сетевое оборудование; - выход в Интернет; - наушники; - проектор и экран; - интерактивная доска; - маркерная доска; программное обеспечение: - операционная система не ниже Windows 7; - САПР Creo Parametric 2.0 (6, 8 класс) - Программу Autodesk 123D Design можно установить локально с сайта http://www.123dapp.com/design. (5 класс) - Blender версии не ниже 2.6. (операционной системой Windows 7 или 8 (64-bit); 4 Гб оперативной памяти; установленной программой Blender. Для центрального процессора важны тактовая частота и многопоточность, поэтому процессор должен быть не ниже: Intel CORE2 QUAD Q8200OEM. Поскольку важна скорость обновления изображения на экране монитора, видеокарта должна быть не ниже: nVidia на базе CUDA; - Компас 3D (8 класс) - Adobe Photoshop (или аналог); - Corel Draw (или аналог); - FTP-клиент; - программное обеспечение 3D-принтера; - Netfabb Basic; расходные материалы для одной группы (на весь учебный год): - бумага для принтера формата А4 (1 пачка по 500 листов); - пластик для 3D-принтера; - картридж для принтера (1 шт.); - маркеры для доски (2 шт.); - файлы формата A4 (1 пачка по 80 листов). Каждому учащемуся необходимо иметь: - наушники - тетрадь; - карандаш; - линейка; - ластик; - ручка. 

Заключение

Технические достижения и социальные изменения начала XXІ века предъявили новые требования к инженерной деятельности, инженерному образованию. Возможность эффективного усвоения научно-учебной информации, практического применения в разработке, подготовке и обслуживании современного производства требуют понимания графических изображений технических объектов и процессов, умения ориентироваться в современных роботизированных системах. Включение изучения основ робототехники, 3D-моделирования и прототипирования в общеобразовательный процесс в рамках образовательной области «Технология» открывает перед обучающимися широкие возможности для создания принципиально новых продуктов труда, освоения новых вершин в изучении современных технологий. Школьники получают практические знания о черчении, моделировании и параметрическом проектировании, создают собственные инженерно-технические проекты, развивая инженернотехнические способности и обеспечивая свою конкурентоспособность в профессиональных областях технической направленности

 Словарь 3D-терминов:

 Вершина (vertex, вертекс) – трёхмерная координата, которая в группах образует полигон. В Blender по умолчанию невыбранные вершины отмечаются фиолетовым цветом, а выбранные — жёлтым.

Виджет — графический элемент, который может быть захвачен мышью и управляться на экране для преобразования (перемещение, вращение, масштабирование) объектов. Виртуальная камера — вспомогательный объект, который обозначает в сцене точку, из которой можно произвести визуализацию проекта.

Каркасный режим — режим отображения объекта, когда отображаются только его каркас и контур.

Меш (англ. mesh – сеть) — набор граней, рёбер и вершин, которые могут быть изменены и над которыми осуществляются манипуляции в режиме редактирования (edit mode). Модификатор — действие, назначаемое объекту, в результате чего свойства изменяются, например, объект деформируется.

Нормаль (франц. normal, от лат. normalis — прямой) — прямая, перпендикулярная касательной прямой к некоторой кривой или касательной плоскости к некоторой поверхности.

Объект-Родитель, Объект-Потомок — объекты могут быть связаны друг с другом, с помощью иерархической группы.

 Объект-Родитель (Parent) связан с Объектом-Потомком. Координаты Объекта-Родителя становятся центром (3d-мира) для любых его ОбъектовПотомков.

 Отсечение — процесс удаления, во время рендеринга, вершин и граней, которые находятся за пределами видимости. 

Ортографическая проекция — позволяет отобразить объекты двумерными. Все точки объекта перпендикулярны к плоскости просмотра. 

Перспектива — вид, когда объекты, находящиеся дальше от точки просмотра кажутся меньшими по размеру.

 Пиксель — одна маленькая светящаяся точка на экране; самый маленький элемент в компьютерной графике. 

Плагин — «кусочек» (Cи) кода, который можно загрузить в реальном времени. Таким образом, можно значительно расширить функциональные возможности Blender’а без перекомпиляции. Плагин Blender’а для отображения 3D-контента в других программах, таже является кусочком кода. 

Режим редактирования — режим для внутриобъектных графических изменений. Blender имеет два режима графических изменений. Режим редактирования, позволяет изменять внутреннюю структуру объекта (это перемещение, масштабирование, вращение, удаление и другие операции для выбранных вершин и ребер активного объекта). В противоположность этому режиму, есть объектный режим (ObjectMode), который позволяет производить внешние изменения для объекта (операции над выбранным объектом). Переключение между режимом редактирования и объектным режимом, осуществляется клавишей TAB.

 Ребро (edge) — линия представляющая границу полигона и заключённая между двумя вершинами. САПР – система автоматизированного проектирования

Скрипт (англ. script — сценарий) — программа, которая автоматизирует некоторую задачу, которую без сценария пользователь делал бы вручную, используя интерфейс программы. Сглаживание - процедура рендеринга, которая специальным алгоритмом (интерполяцией нормалей) позволяет скрыть отдельные грани объекта.  Центральная точка, ось - точка, которая обычно расположена в геометрическом центре объекта. Все вращения и перемещения объекта просчитываются относительно этой (центральной) точки. Однако, объект может быть смещен относительно его центральной точки, что позволит вращать его вокруг точки, находящейся за пределами объекта.

Шейдер (shader) — программа для одной из ступеней графического конвейера, используемая в трёхмерной графике для определения окончательных параметров объекта или изображения. Она может включать в себя произвольной сложности описание поглощения и рассеяния света, наложения текстуры, отражение и преломление, затенение, смещение поверхности и эффекты пост-обработки.

Экструдирование (выдавливание) — создание трёхмерного объекта, путём выдавливания его из двумерного контура, придавая ему высоту и объем. Чаще всего используется для создания 3D-текста.

 Python — высокоуровневый язык программирования общего назначения с акцентом на производительность разработчика и читаемость кода.

Render (отображение, рендер) — создание двумерного изображения объектов на основе свойств их форм и материалов.  X, Y, Z-оси — три оси, трёхмерной системы координат. При виде спереди, ось X это воображаемая горизонтальная линия, идущая слева направо; Ось Z вертикальная линия и ось Y, линия, которая идет из глубины экрана к вам. Обычно любое движение параллельно одной из этих осей, говорится как: «движение (перемещение) вдоль оси такой-то….». X, Y, и Z-координаты — координата X для объекта, измеряется проведением линии через его центральную точку, которая перпендикулярна к оси X. Расстояние, где эта линия пересекается с осью X и точкой ноль оси X и будет координатой X для объекта. Таким же способом измеряются координаты Y и Z .  Z-buffer — часть графической памяти, в которой хранятся расстояния от точки наблюдения до каждого пиксела. Это общеизвестный и быстрый алгоритм визуализации поверхностей. UV-развертка (UV Unwrapping) — процесс присвоения текстурных координат граням модели.