Дополнительная общеобразовательная

программа

«Основы 3D моделирования и создания 3D моделей»

Тип: адаптивная

Направленность: общеинтеллектуальная

Срок реализации: 1 год

Возраст: 12-17 лет

Составитель: Мячина С.А.,

учитель информатики, педагог-организатор

МБОУ БГО «Борисоглебская гимназия №»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Использование 3D моделей предметов реального мира - это важное средство для передачи информации, которое может существенно повысить эффективность обучения, а также служить отличной иллюстрацией при проведении докладов, презентаций, рекламных кампаний. Трехмерные модели - обязательный элемент проектирования современных транспортных средств, архитектурных сооружений, интерьеров. Одно из интересных применений компьютерной 3D-графики и анимации ­- спецэффекты в современных художественных и документальных фильмах.

Программа «Основы 3D моделирования и создания 3D моделей» дает возможность изучить приемы создания компьютерных трехмерных моделей в программе.

Программа может быть использована для профильной подготовки учащихся в классах физико-математического, информационно-технологического и др. профилей.

И уже сейчас в современном производстве и промышленности востребованы специалисты, обладающие знаниями в этой области. Целесообразность изучения данного курса определяется быстрым внедрением цифровой техники в повседневную жизнь и переходом к новым технологиям обработки информации. Учащиеся получают начальные навыки трехмерного моделирования, которые повышают их подготовленность к жизни в современном мире.

Программа предназначена для обучающихся 6-10 классов. Данная программа и составленное тематическое планирование рассчитано на учебный год по 1 часу в неделю, всего 35 часов. Программа посвящена изучению простейших методов 3D-моделирования с помощью свободно распространяемого программного обеспечения. Для реализации программы в кабинете имеются наборы 3D принтер, 3D сканер, компьютеры, интерактивная доска.

Цель и задачи курса

Цель: создание условий для изучения основ 3D моделирования, развития научно-технического и творческого потенциала личности ребёнка, развить творческие и дизайнерские способности обучающихся.

Задачи: научить школьников

• создавать трехмерные модели;

• работать с 3D принтером, 3D сканером.

• развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел;

• развивать умения работать по предложенным инструкциям по сборке моделей;

• развивать умения творчески подходить к решению задачи;

• стимулировать мотивацию обучающихся к получению знаний, помогать формировать творческую личность ребенка.

• способствовать развитию интереса к технике, моделированию,

Данная программа имеет выраженную практическую направленность, которая и определяет логику построения материала учебных занятий.

Знания, полученные при изучении программы «Основы 3D моделирования и создания 3D моделей», учащиеся могут применить для подготовки качественных иллюстраций к докладам, презентации проектов по различным предметам - математике, физике, химии, биологии и др. Трехмерное моделирование служит основой для изучения систем виртуальной реальности.

Описание ценностных ориентиров содержания курса

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. Пространственное воображение необходимо для чтения чертежей, когда из плоских проекций требуется вообразить пространственное тело со всеми особенностями его устройства и формы. Как и любая способность, пространственное воображение может быть улучшено человеком при помощи практических занятий. Как показывает практика, не все люди могут развить пространственное воображение до необходимой конструктору степени, поэтому освоение 3D-моделирования в основной средней школе призвано способствовать приобретению соответствующих навыков.

Обучение творческому применению осваиваемых технологий позволяет развивать широкие познавательные интересы и инициативу обучающихся в области современных информационных технологий. Создание творческих работ с применением изучаемой технологии позволяет ориентировать обучающихся на формирование:

• способности к организации своей образовательной деятельности,

• самоуважения и эмоционально-положительного отношения к себе,

• целеустремленности и настойчивости в достижении целей,

• готовности к сотрудничеству и помощи тем, кто в ней нуждается.

Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения курса

Предметные образовательные результаты

В результате обучения учащиеся должны освоить:

• основы трехмерного моделирования;

• способы создания 3D моделей;

• конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

• программы для печати и обработки сканированного объекта;

• конструктивные особенности компьютерных программ;

• самостоятельное решение технических задач в процессе создания моделей (планирование предстоящих действий, самоконтроль);

• основные понятия «моделирование», «трёхмерное пространство».

научиться:

• работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию);

• самостоятельно решать технические задачи в процессе моделирования (планирование предстоящих действий, самоконтроль);

• создавать 3D модели;

• ориентироваться в трёхмерном пространстве сцены;

• эффективно использовать базовые инструменты создания объектов;

• модифицировать, изменять и редактировать объекты или их отдельные элементы;

• объединять созданные объекты в функциональные группы;
  
  

Личностные образовательные результаты:

• широкие познавательные интересы, инициатива и любознательность; готовность и способность учащихся к саморазвитию и реализации творческого потенциала в духовной и предметно-продуктивной деятельности за счет развития их образного, алгоритмического и логического мышления;

• готовность к повышению своего образовательного уровня и продолжению обучения с использованием средств и методов информатики и ИКТ, технологии и др.

• стремление использовать полученные знания в процессе обучения к другим предметам и в жизни;

• основы информационного мировоззрения - научного взгляда на область информационных процессов в живой природе, обществе, технике как одну из важнейших областей современной действительности;

• готовность к осуществлению индивидуальной и коллективной деятельности;

• способность к избирательному отношению к получаемой информации за счет умений ее анализа и критичного оценивания; ответственное отношение к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения;

Метапредметные образовательные результаты:

• Основные метапредметные образовательные результаты, достигаемые в процессе пропедевтической подготовки школьников в области трёхмерного моделирования.

• уверенная ориентация учащихся в различных предметных областях за счет осознанного использования при изучении школьных дисциплин таких общепредметных понятий как «модель», «моделирование и др.;

• владение основными общеучебными умениями информационно-логического характера: анализ ситуаций; синтез как составление целого из частей и самостоятельное достраивание недостающих компонентов; выбор оснований и критериев для сравнения, обобщение и сравнение данных; построение логических цепочек рассуждений и т.д.,

• владение умениями организации собственной учебной деятельности; планирование - определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата, разбиение задачи на подзадачи; прогнозирование - предвосхищение результата; контроль - интерпретация полученного результата, его соотнесение с имеющимися данными с целью установления соответствия или несоответствия (обнаружения ошибки); коррекция - внесение необходимых дополнений и корректив в план действий в случае обнаружения ошибки; оценка - осознание учащимся того, насколько качественно им решена поставленная задача;

• владение основными универсальными умениями информационного характера: постановка и формулирование проблемы; поиск и выделение необходимой информации, применение методов информационного поиска; структурирование и визуализация информации; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера;

• владение базовыми навыками исследовательской деятельности, владение способами и методами освоения новых инструментальных средств;

• владение основами продуктивного взаимодействия и сотрудничества со сверстниками и взрослыми: умение правильно, четко и однозначно сформулировать мысль в понятной собеседнику форме; умение осуществлять в коллективе совместную информационную деятельность, в частности при выполнении проекта; умение выступать перед аудиторией, представляя ей результаты своей работы с помощью средств ИКТ; использование коммуникационных технологий в учебной деятельности и повседневной жизни.

Методы обучения

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

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

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

4. Проблемный - постановка проблемы и самостоятельный поиск её решения обучающимися;

5. Репродуктивный - воспроизводство знаний и способов деятельности (форма: создание моделей по образцу, беседа, упражнения по аналогу),

6. Частично - поисковый - решение проблемных задач с помощью педагога;

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

Формы организации учебных занятий

Среди форм организации учебных занятий в данной программе выделяются

• практикум;

• беседа;

• моделирование;

• творческая работа;

• исследование.

Ожидаемые результаты

В рамках данной программы учащиеся получают следующие знания и умения:

• понимают принципы создания и редактирования трехмерных моделей;

• понимают технологию создания 3D моделей;

ФОРМЫ ПОДВЕДЕНИЯ ИТОГОВ

Текущий контроль уровня усвоения материала осуществляется по результатам выполнения учащимися практических заданий на занятиях. По окончании изучения программы каждый учащийся выполняет индивидуальный проект в качестве зачетной работы.

Содержание курса

Введение (1 час)

• Организация рабочего места в 3D лаборатории. Правила поведения и ТБ в лаборатории при работе с 3D принтером и сканером.

Тема «Технология 3D моделирования» (12 часов)

• 3D модели. Способы получения трехмерных моделей

• Основы 3D моделирования

• Знакомство с Repetier-Host

• 3D cканер

• Принцип работы 3D принтера

• Печать модели

Основы работы в программе Blender (15ч)

• Интерфейс Blender

• Передвижение по 3D-пространству

• Объекты сцены: куб, лампа и камера

• Объекты в Blender

• Экструдирование

• Подразделение

• Модификаторы

• Сглаживание объектов

• Материалы и текстурирование

Моделирование (7 часов)

• Создание и редактирование объекта

• Печать созданной 3D модели

Календарно-тематическое планирование

№ п/п

Наименование разделов, тем

Кол-во часов

Хар-ка основных видов деятельности обучающихся

Формы контроля

особенности

Учебные недели

Дата проведения

I четверть (1 час в неделю, всего 9 часов)

Тема «Введение»(1 час)

1

Организация рабочего места в 3D лаборатории. Правила поведения и ТБ в лаборатории при работе с 3D принтером и сканером.

1

Познакомиться с 3D лабораторией, правилами поведения и техникой безопасности во время занятий

Беседа

.

Тема «Технология 3D моделирования» (12 часов)

Планируемые результаты:

Предметные: формирование информационной культуры; формирование умений формализации и структурирования информации, умения выбирать способ представления дан­ных в соответствии с поставленной задачей, с использованием соответствую­щих программных средств обработки данных; формирование навыков и умений безопасного и целесообраз­ного поведения при работе с компьютерными программами и оборудованием, умения соблюдать нормы информационной эти­ки и права.

ПУУД: извлечение необходимой инфор­мации из различных источников; определение основной и второсте­пенной информации; универсальные логические дей­ствия: анализ объектов с целью выделе­ния признаков (существенных, не­существенных); синтез как составление целого из частей, в том числе самостоятель­но достраивая, восполняя недоста­ющие компоненты; выбор оснований и критериев для сравнения, классифи­кации объектов; выведе­ние следствий установление причинно-следственных связей, построение логи­ческой цепи рассуждений; выдвижение гипотез и их обосно­вание;

ЛУУД: Действие смыслообразования, т. е. установление учащимися связи между целью учебной деятельно­сти и ее мотивом, другими словами, между результатом-продуктом уче­ния, побуждающим деятельность, и тем, ради чего она осуществляется. Ученик должен задаваться вопросом о том, какое значение, смысл имеет для него учение, и уметь находить ответ.

Самопознание и самоопределение: Формирование идентичности лич­ности. Личностное, профессиональное, жизненное самоопределение и по­строение жизненных планов во вре­менной перспективе

КУУД: Планирование учебного сотрудни­чества с учителем и сверстниками - определение цели, функций участ­ников, способов взаимодействия; постановка вопросов - инициатив­ное сотрудничество в поиске и сборе информации; разрешение конфликтов - выявле­ние, идентификация проблемы, по­иск и оценка альтернативных спосо­бов разрешения конфликта, приня­тие решения и его реализация; управление поведением партнера - контроль, коррекция, оценка дей­ствий партнера; умение с достаточно полнотой и точ­ностью выражать свои мысли в со­ответствии с задачами и условиями коммуникации;

РУУД: Целеполагание как постановка учебной задачи на основе соот­несения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неизвестно;

планирование - определение последовательности промежу­точных целей с учетом конечно­го результата, составление плана и последовательности действий; прогнозирование - предвосхи­щение результата и уровня усво­ения, его временных характери­стик; контроль в форме сличения спо­соба действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений и от­личий от эталона; коррекция - внесение необхо­димых дополнений и корректив в план и способ действия в случае расхождения эталона, реального действия и его продукта; оценка - выделение и осознание учащимся того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознание качества и уровня ус­воения;

способность к волевому уси­лию - к выбору в ситуации мо­тивационного конфликта, к пре­одолению препятствий.

2

3D модели. Способы получения трехмерных моделей

1

Познакомиться со способами получения трехмерных моделей, популярными программами для трехмерного моделирования

Моделирование

3

Основы 3D моделирования

1

Узнать о программах и материалах, используемых для создания 3D моделей.

Беседа

4

Знакомство с Repetier-Host

3

Научиться центрировать, перемещать вращать, масштабировать объект.

Познакомиться с понятием «экструдер», уметь выставлять параметры экструдера.

Беседа

Практикум

5

3D cканер

3

Познакомиться с программой для работы с 3D сканером. Сформировать навыков выставления настроек при сканировании объектов.

Беседа

Практикум

II четверть (1 час в неделю, всего 7 часов)

6

Принцип работы 3D принтера

3

Познакомиться с основными элементами принтера, принципом его работы.

Сформировать навыки планирования и анализа действий, развивать внимание, аккуратность самостоятельность.

Научиться запускать принтер. Иметь представление об установке расходного материала.

Беседа

Практикум

7

Печать модели

1

Знать команды необходимые

для запуска печати моделей, корректировки работы, а также команды остановки печати в случае экстренной необходимости.

Практикум

Тема «Основы работы в программе Blender» (15часов)

Планируемые результаты:

Предметные: формирование информационной куль­туры; развитие основных навыков и умений использования компьютерных устройств; формирование умений формализации и структурирования информации, умения выбирать способ представления дан­ных в соответствии с поставленной задачей, с использованием соответствую­щих программных средств обработки данных; формирование навыков и умений безопасного и целесообраз­ного поведения при работе с компьютерными программами и в Интернете, умения соблюдать нормы информационной эти­ки и права.

ПУУД: знаково-символические действия, включая модели­рование (преобразование объекта из чувственной формы в модель, где выде­лены существенные харак­теристики объекта и преоб­разование модели с целью выявления общих законов, определяющих данную предметную область); знаково-символические дей­ствия выполняют функции отображения учебного ма­териала; выделения существенного; отрыва от конкретных си­туативных значений; формирования обобщен­ных знаний; виды знаково-символичес­ких действий: замещение; кодирование/декодирова­ние; моделирование, умение структурировать знания; смысловое чтение как осмысление цели чтения и выбор вида чтения в зависимости от цели; извлечение необходимой инфор­мации из прослушанных текстов различных жанров; определение основной и второсте­пенной информации; свободная ориентация и воспри­ятие текстов художественного, научного, публицистического и официально-делового стилей; по­нимание и адекватная оценка язы­ка средств массовой информации; умение адекватно, подробно, сжа­то, выборочно передавать содер­жание текста;

умение составлять тексты раз­личных жанров, соблюдая нормы построения текста (соответствие теме, жанру, стилю речи и др.);

ЛУУД: Действие смыслообразования, т. е. установление учащимися связи между целью учебной деятельно­сти и ее мотивом, другими словами, между результатом-продуктом уче­ния, побуждающим деятельность, и тем, ради чего она осуществляется. Ученик должен задаваться вопросом о том, какое значение, смысл имеет для него учение, и уметь находить ответ.

КУУД: Планирование учебного сотрудни­чества с учителем и сверстниками - определение цели, функций участ­ников, способов взаимодействия; постановка вопросов - инициатив­ное сотрудничество в поиске и сборе информации;

разрешение конфликтов - выявле­ние, идентификация проблемы, по­иск и оценка альтернативных спосо­бов разрешения конфликта, приня­тие решения и его реализация.

РУУД: Целеполагание как постановка учебной задачи на основе соот­несения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неизвестно;

планирование - определение последовательности промежу­точных целей с учетом конечно­го результата, составление плана и последовательности действий; прогнозирование - предвосхи­щение результата и уровня усво­ения, его временных характери­стик; способность к волевому уси­лию - к выбору в ситуации мо­тивационного конфликта, к пре­одолению препятствий.

8

Интерфейс Blender

1

Познакомиться с основными кнопками панели редактирования

Беседа

9

Передвижение по 3D-пространству

1

Научиться передвигаться по 3D пространству помощью клавиш.

Практикум

10

Объекты сцены: куб, лампа и камера

1

Познакомиться с назначением объектов сцены.

Исследование

III четверть (1 час в неделю, всего 10 часов)

10

Объекты в Blender

3

Научиться работать с мэш-объектами среды трехмерного моделирования.

Практикум

Исследование

11

Экструдирование

2

Научиться включать соответствующий режим: редактирование вершин, либо ребер, либо граней, изменять размеры граней, рёбер.

Практикум

12

Подразделение

2

Уметь создавать объекты с использованием инструмента подразделения

Практикум

13

Модификаторы

2

Познакомиться с понятием «модификатор», уметь применять этот инструмент для создания моделей

Практикум

14

Сглаживание объектов

1

Рассмотреть способы сглаживания объектов, уметь применять их при необходимости.

Беседа

IV четверть (1 час в неделю, всего 9 часов)

15

Материалы и текстурирование

2

Научиться изменять цвет объекта, настройку прозрачности

Беседа

Практикум

Тема «Моделирование» (7 часов)

Планируемые результаты:

Предметные: формирование информационной и куль­туры; формирование умений формализации и структурирования информации, умения выбирать способ представления дан­ных в соответствии с поставленной задачей, с использованием соответствую­щих программных средств обработки данных;

формирование навыков и умений безопасного и целесообраз­ного поведения при работе с компьютерными программами и в Интернете, умения соблюдать нормы информационной эти­ки и права.

ПУУД: Общеучебные действия: самостоятельное выделение и формулирование познава­тельной цели;

поиск и выделение необхо­димой информации; применение методов инфор­мационного поиска, в том

числе с помощью компью­терных средств

ЛУУД: Действие смыслообразования, т. е. установление учащимися связи между целью деятельно­сти и ее мотивом, другими словами, между результатом-продуктом, побуждающим деятельность, и тем, ради чего она осуществляется.

КУУД: Планирование учебного сотрудни­чества с учителем и сверстниками - определение цели, функций участ­ников, способов взаимодействия; постановка вопросов - инициатив­ное сотрудничество в поиске и сборе информации.

РУУД: Целеполагание как постановка учебной задачи на основе соот­несения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неизвестно;

планирование - определение последовательности промежу­точных целей с учетом конечно­го результата, составление плана и последовательности действий; прогнозирование - предвосхи­щение результата и уровня усво­ения, его временных характери­стик;

контроль в форме сличения спо­соба действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений и от­личий от эталона; коррекция - внесение необхо­димых дополнений и корректив в план и способ действия в случае расхождения эталона, реального действия и его продукта; оценка - выделение и осознание учащимся того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознание качества и уровня ус­воения;

способность к волевому уси­лию - к выбору в ситуации мо­тивационного конфликта, к пре­одолению препятствий.

16

Создание и редактирование моделей

5

Уметь собирать модели без инструкции.

Творчески работать

Практикум

Моделирование

Творческая работа

17

Печать созданной 3D модели

1

Научиться самостоятельно распечатывать 3D модели

Практикум

18

Презентация проектов

1

Уметь презентовать свою работу

Беседа

Итого

35 часов

Используемые источники

• 3D-моделирование в Blender. Курс для начинающих younglinux.info

• Методическое пособие по курсу «Основы 3D моделирования и создания 3D моделей» для учащихся общеобразовательных школ: Центр технологических компетенций аддитивных технологий (ЦТКАТ) г. Воронеж, 2014