Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Железнодорожное моделирование посредством современных компьютерных технологий»
ЧАСТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«РЖД ЛИЦЕЙ № 21»
ПРИНЯТО УТВЕРЖДАЮ
Решение педагогического совета Директор РЖД лицей № 21
РЖД лицей № 21 _____________/Н.В. Минько/
От «__» ____________г. № __ Приказ от «__» ___________г. № __
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
«Железнодорожное моделирование посредством современных компьютерных технологий»
Направленность: техническая
Возраст учащихся: 13-17 лет
Срок реализации: 2 года
Первый год обучения
Автор-составитель – Вьюнова Александра Валерьевна,
учитель информатики
г. Комсомольск-на-Амуре, 2023
ЧАСТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«РЖД ЛИЦЕЙ № 21»
ПРИНЯТО УТВЕРЖДАЮ
Решение педагогического совета Директор РЖД лицей № 21
РЖД лицей № 21 _____________/Н.В. Минько/
От «__» ____________г. № __ Приказ от «__» ___________г. № __
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
«Железнодорожное моделирование посредством современных компьютерных технологий»
Направленность: техническая
Возраст учащихся: 13-17 лет
Срок реализации: 2 года
Второй год обучения
Автор-составитель – Вьюнова Александра Валерьевна,
учитель информатики
г. Комсомольск-на-Амуре, 2023
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Без грамотного конструктора или проектировщика даже самая лучшая техника и программа - не более чем груда железа и красивая коробка с книжками и дисками.
Из материалов сети Интернет
Рабочая программа курса «Железнодорожное моделирование посредством современных компьютерных технологий» разработана для реализации дополнительного образования технической направленности обучающихся. Программа составлена на основе следующих нормативных документов:
Стратегическая инициатива «Новая модель системы дополнительного образования детей»
Государственная программа «Развитие образования» на 2013–2020 годы
Приказ Министерства образования и науки РФ от 17 декабря 2010 г. № 1897 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования»
Федеральные Государственные Образовательные Стандарты
Примерная основная образовательная программа основного общего образования. Москва «Просвещение» 2011
Целевая программа "Молодежь ОАО "РЖД" (2016 - 2020 гг.)"
Направление программы
Программа курса «Железнодорожное моделирование посредством современных компьютерных технологий» имеет техническую направленность и дает возможность учащимся РЖД лицея № 21 реализовать свой интерес в области компьютерного моделирования с помощью современных информационных и коммуникационных технологий, новейшего инновационного оборудования. Содействует их ускоренному развитию в научно-технической сфере. Способствует формированию будущего инженерного потенциала среди школьников, чтобы уже на школьной скамье погрузить их в мир инженерной деятельности и так заинтересовать молодых одарённых ребят, чтобы они горели желанием стать профессионалами в области железнодорожного моделирования.
Актуальность
Сегодня в мире происходит феноменальный научно-технический прогресс. Появляются новые принципы организации производства. Промышленные предприятия отдают предпочтение современным высокотехнологичным станкам. Управление подобным оборудованием требует множество навыков и знаний: трехмерное проектирование, программирование, знание принципов обработки материалов и технологических режимов работы оборудования. Все это в совокупности неизбежно приводит к изменению востребованности тех или иных специалистов. Современный рынок труда нуждается в квалифицированных инженерных кадрах, ученых и технологах. Инженеры сегодня, и тем более в будущем – это элита общества, востребованная во всех отраслях: космос, машиностроение, железная дорога, аграрный сектор и т.д. * (Инженеры были и останутся элитой. Павел Зеленков, проректор по информатизации и коммерциализации научных разработок – начальник Научно-исследовательского управления Сибирского государственного аэрокосмического университета. http://newslab.ru/article/682898)
По словам Президента Российской Федерации В.В.Путина, наша система дополнительного образования и воспитания должна отвечать вызовам нового времени. По статистике Минобрнауки РФ более 50% российских школьников занимаются в учреждениях дополнительного образования, однако лишь 4% вовлечены в научно-техническое творчество. Существующая система дополнительного образования не решает задач современной профориентации и развития талантливых школьников.
Новизна
В настоящие время мы и наши дети со всех сторон окружены готовыми, покупными изделиями фабричного производства, внутреннее устройство которых зачастую скрыто и непонятно. Таким образом, в людях, в первую очередь детях, оказывается невостребована и подавлена склонность к техническому творчеству.
Компьютерное моделирование сейчас является одним из самых актуальных направлений современного технического творчества. Железнодорожное моделирование дает целый пласт возможностей для творчества, в которое с головой погружаются и дети, и взрослые. Кто-то любит просто коллекционировать модели, а кто-то воссоздавать точные макеты локомотивов, вагонов и целых железнодорожных линий, и станций, для чего даже обращается к историческим справкам.
Чем же полезно такое занятие для детей? Это:
развитие творческих способностей и логического мышления;
изучение технических возможностей железнодорожного транспорта;
и главное – это необычайно увлекательно!
Педагогическая целесообразность
В результате освоения программы «Железнодорожное моделирование посредством современных компьютерных технологий» дети изучат базовые процессы моделирования 3D объектов, сами создадут такие модели на компьютере и распечатают их на 3D принтере.
При изучении курса «Железнодорожное моделирование посредством современных компьютерных технологий» школьники будут заниматься по общеразвивающимся программам с использованием новейшего инновационного оборудования. Компьютерный класс для проведения занятий обеспечен необходимым программным обеспечением и оснащен 3D принтером.
Адресат
Возраст обучающихся – с 13 до 17 лет. Но в отдельных случаях при наличии особого желания ребенка он может быть изменен. Возможно обучение в разновозрастной группе с индивидуальным сопровождением. При реализации учебного плана учебно-практические занятия проводятся в группе, численность которой составляет 5-10 человек. Обучающиеся работают с постоянным педагогом.
Объем и сроки усвоения программы
Период | Продолжительность занятий | Количество занятий в неделю | Количество часов в неделю | Количество недель | Количество часов в год | |
1 год обучения | 2 часа | 1 | 2 часа | 35 | 70 часов | |
2 год обучения | 2 часа | 2 | 4 часа | 35 | 140 часов | |
Итого по программе | | 210 часов | ||||
Программа рассчитана на 2 года обучения. В настоящем учебном плане предусмотрена следующая нагрузка: по 2 академических часа 1 раз в неделю, всего – 70 часов в первый год, по 2 академических часа 2 раза в неделю, всего – 140 часов во второй год. За 2 года – 210 часов.
Режим и формы организации занятий
В ходе занятий учащиеся будут вовлечены в образовательную деятельность, которая включает в себя две части: теоретическую и практическую. Теоретическая часть организована в форме лекций. Лекции проводятся с обязательным использованием иллюстративных материалов. Практическая часть – в форме самостоятельных заданий (практических работ на компьютере) и творческих работ (самостоятельных проектов), что является важной составляющей всего курса. Теоретическая и прикладная часть курса изучается параллельно, чтобы сразу же закреплять теоретические вопросы на практике. В ходе выполнения индивидуальных работ, учитель консультирует учащихся и при необходимости оказывает им помощь. Выполняя практические задания, учащиеся не только закрепляют навыки работы с программами, но и развивают свои творческие способности.
Для отслеживая полученных результатов деятельности обучающихся, предусматривается система промежуточной и итоговой аттестации, средствами которой являются наблюдения педагога, самоанализ выполняемых заданий, взаимооценка учащимися работ друг друга, участие обучающихся в муниципальных и внутренних мероприятиях: конкурсах, выставках, праздниках. Результаты достижений обучающихся будут представлены на защите проектов. В организации и проведении промежуточной и итоговой аттестации в качестве независимых экспертов принимают участие члены Совета школы.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ
Основная цель курса «Железнодорожное моделирование посредством современных компьютерных технологий» – формирование у учащихся системы компетентностей в области современных компьютерных технологий и технического проектирования, освоение элементов основных предпрофессиональных навыков специалиста по трехмерному моделированию.
Достижение поставленной цели осуществляется в процессе решения следующих задач:
Выявлять талантливых детей, содействовать их ускоренному техническому развитию, возрождать престиж инженерных профессий
Раскрывать творческий потенциал при использовании современных информационных и коммуникационных технологий, новейшего инновационного оборудования
Показывать возможности использования компьютера как инструмента практической деятельности человека в области 3D моделирования
Формировать у обучающихся умений и навыков использования компьютерных технологий для решения практических задач и развивать потребности постоянного самосовершенствования в дальнейшей профессиональной деятельности
Расширять понимание принципов работы, возможностей и ограничений технических устройств, предназначенных для автоматизированного моделирования
Развивать пространственное мышление и техническую эрудицию
Сформировать представление о системах 3D-моделирования
Обогащать знания приемов конструирования, умение решать несложные конструкторские задачи в программах 123D Design, Autodesk Inventor
Изучать основы подготовки и выполнения 3D-печати
Научить базовым навыкам ручной работы и использования инструментов, необходимых для финишной обработки и сборки изготовленных объектов
Совершенствовать умения анализировать информацию и синтезировать новые идеи для создания собственного проекта
Мотивировать учащихся к будущей профессиональной деятельности в высокоразвитой информационной среде
Обеспечивать подготовку национально-ориентированного кадрового резерва для Российских железных дорог
УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№ | Название темы | Кол-во часов | Теория | Практика |
1 год обучения | ||||
1 | Моделирование как метод познания | 8 | 4 | 4 |
2 | Моделирование в среде графического редактора | 28 | 2 | 26 |
3 | Основы 3D моделирования в программе 123D Design | 30 | 5 | 25 |
| Резерв | 4 | | |
| ||||
| Итого за первый год обучения | 70 | | |
| ||||
2 год обучения | ||||
1 | Основы моделирования деталей в Autodesk Inventor | 42 | 12 | 30 |
2 | Проектирование поверхностей | 16 | 6 | 10 |
3 | Работа в режиме «Сборка» | 24 | 6 | 18 |
4 | Работа в режиме «Чертеж» | 8 | 3 | 5 |
5 | Работа в режиме «Анимация» | 12 | 2 | 10 |
6 | Создание моделей по чертежам | 34 | 8 | 26 |
| Резерв | 4 | | |
| | | | |
| Итого за второй год обучения | 140 | | |
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Первый год обучения
№ | Наименование раздела/темы | Содержание | |
| | Теория | Практика |
1 | Вводное занятие. | Знакомство с целями, задачами и содержанием курса. Изучение правил ТБ в компьютерном классе. Ознакомление с достижениями учащихся в предыдущие годы, демонстрация моделей. | |
Моделирование как метод познания | |||
2 | Понятие о моделях и моделировании. | Основные методы моделирования. Классификация моделей. Компьютерное моделирование. Возможности 3D принтера. | |
3 | Железнодорожное моделирование. | Разнообразие компьютерных программ для создания железнодорожных моделей. | |
4 | ЖД транспорт: прошлое, настоящее, будущее. | Ознакомление учащихся с историей ЖД транспорта, с профессиями железной дороги. | |
5-8 | Простейшие модели паровозов. | Основные части поезда и его модели. Инструменты, применяемые при изготовлении моделей. | Практическая часть. Изготовление простейших моделей паровоза из бумаги. Практическая часть. Модели поездов из серии «Умная бумага». Практическая часть. Железнодорожные модели 3D ручкой. |
Моделирование в среде графического редактора | |||
9 | Методы представления графических изображений | Растровая и векторная графика. Сравнение растровой и векторной графики. Особенности растровых и векторных программ. | |
10 | Цвет в компьютерной графике | Описание цветовых оттенков на экране монитора и на принтере (цветовые модели). Цветовая модель RGB. Цветовая модель CMYK. Взаимосвязь цветовых моделей RGB и CMYK. Кодирование цвета в различных графических программах. | |
11 | Форматы графических файлов | Векторные форматы. Растровые форматы. Методы сжатия графических данных. Сохранение изображений в стандартных форматах, а также собственных форматах графических программ. | Практическая часть. Преобразование файлов из одного формата в другой. |
12 | Знакомство с векторным графическим редактором Inkscape | Рабочее окно программы Inkscape. Особенности меню. Рабочий лист. Организация панели инструментов. Панель свойств. Палитра цветов. Строка состояния. | Практическая часть. Знакомство с программой Inkscape. |
13-14 | Основы работы с объектами в Inkscape | Рисование линий, прямоугольников, квадратов, эллипсов, окружностей, дуг, секторов, многоугольников и звезд. Операции над объектами: перемещение, копирование, удаление, зеркальное отражение, вращение, масштабирование. Изменение порядка расположения объектов. Выравнивание объектов на рабочем листе и относительно друг друга. Методы объединения объектов: группирование, комбинирование, сваривание. Исключение одного объекта из другого. Закраска объекта (заливка). Формирование собственной палитры цветов. Использование встроенных палитр. | Практическая часть. Технология работы с графическими объектами. Практическая часть. Основные приемы и принципы композиции. |
15 | Вспомогательные режимы работы | Инструменты для точного рисования и расположения объектов относительно друг друга: линейки, направляющие, сетка. Режимы вывода объектов на экран: каркасный, нормальный, улучшенный. | Практическая часть. Вспомогательные режимы работы. |
16 | Создание рисунков из кривых | Особенности рисования кривых. Важнейшие элементы кривых: узлы и траектории. Редактирование формы кривой. Рекомендации по созданию рисунков из кривых. | Практическая часть. Создание объектов из кривых. |
17-18 | Эффект объема | Метод выдавливания для получения объемных изображений. Перспективные и изометрические изображения. Закраска, вращение, подсветка объемных изображений. Создание выпуклых и вогнутых объектов. Создание технических рисунков. Получение художественных эффектов. | Практическая часть. Изображение объектов в перспективе. |
19 | Работа с текстом | Особенности простого и фигурного текста. Оформление текста. Размещение текста вдоль траектории. Создание рельефного текста. Масштабирование, поворот и перемещение отдельных букв текста. Изменение формы символов текста. | Практическая часть. Разработка логотипа. |
20 | Сохранение и загрузка изображений в редакторе векторной графики Inkscape. | Особенности работы с рисунками, созданными в различных версиях редактора векторной графики Inkscape. Импорт и экспорт изображений в редактор векторной графики Inkscape. | Практическая часть. Импорт изображений в программу Inkscape. |
21-23 | Работа над проектом | Разработка собственного проекта. Продумывание общей идеи. Разработка алгоритма создания модели. Практическая работа по созданию модели. | Практическая часть. Работа над проектом. |
24 | Изучение интерфейса программы GIMP. | Интерфейс программы GIMP, основные команды и панели. Понятие и структура рабочей среды. Приемы управления палитрами. Основные группы клавиш. | Практическая часть. Знакомство с программой GIMP. |
25 | Работа с инструментами выделения программы GIMP. | Инструменты выделения. Группы инструментов выделения: - овальная, прямоугольная область, вертикальная, горизонтальная строки - лассо, магнитное лассо, прямолинейное лассо. - волшебная палочка, быстрое выделение. | Практическая часть. Работа с инструментами GIMP. |
26 | Работа с инструментами коррекции GIMP. | Преобразование цветных фотографий. Использование эффектов цветовых фильтров в фотографии Использование приема эффекта глубины резкости на фотографиях. Осветление и затемнение фотографии. | Практическая часть. Коррекция изображений. |
27-29 | Монтаж фотографии. | Замена фона в фотографии. Создание единой композиции из объектов разных фотографий, вставок графических элементов. Работа со слоями, фильтрами, коррекции цвета и света в графическом приложении GIMP. Изменение фона в цифровой фотографии с неудачным задним планом, выделение главного объекта на передний план. | Практическая часть. Работа со слоями. Практическая часть. Использование фильтров. Практическая часть. Монтаж фотографий. |
30 | Раскрашивание вручную на цифровых фотографиях | Ретушь цифровых фотографий в приложении GIMP. | Практическая часть. Раскрашивание черно-белых изображений. |
31-32 | Анимация в GIMP. | Компьютерная обработка растровой графики, рисование и редактирование, специальные эффекты и фильтры, работа с дополнительными источниками освещения, ретуширование фотографий, альфа - каналы, прозрачность слоев, подготовка к печати, подготовка к показу анимации растрированного изображения. | Практическая часть. Вставка надписи. Практическая часть. Создание анимации. |
33-36 | Работа над проектом | Разработка собственного проекта. Продумывание общей идеи. Разработка алгоритма создания модели. Практическая работа по созданию модели. | Практическая часть. Работа над проектом. |
3D моделирование | |||
37 | Трехмерное моделирование. | Четырехмерное пространство и среды трехмерного моделирования. Функции 3D моделирования: рационализирующая, организующая, креативная (созидательная, творческая), эстетическая (техническая эстетика). Исходные материалы для подготовки 3D модели изделия (планы, развёртки, разрезы в формате; чертежи; ручные рисунки, наброски, эскизы; трёхмерные модели; фотографии). Трёхмерное рабочее пространство. | |
38-39 | Знакомство с 3D принтером | Принцип работы 3D принтера. | Практическая часть. Подготовка 3D моделей к печати. Практическая часть. Печать на 3D принтере. |
40-41 | Интерфейс редактора трехмерного моделирования 123D Design | Знакомство с программой 123D Design. Демонстрация возможностей, элементы интерфейса. Трёхмерное рабочее пространство в 123D Design. Структура окна программы. Панели инструментов. Сохранение работы. | Практическая часть. Первый запуск Autodesk 123D Design Практическая часть. Как управлять объектом в Autodesk 123D Design |
42-45 | Создание и преобразование трехмерных объектов в 123D Design. | Понятие трехмерного объекта. Вершины, ребра, грани объекта, их видимость. Категории объектов, их назначение. Инструмент Snap. | Практическая часть. Позиционирование объектов относительно друг друга в Autodesk 123D Design |
46-47 | Применение инструментов модификации объектов | Виды и назначение модификаторов, командная панель Modify. Инструмент Extrude
| Практическая часть. Инструмент Extrude |
48-51 | Знакомство с примитивами. Рисование плоских фигур и полигонов. Инструмент Sweep | Создание простых объектов, установка их параметров. Выравнивание и группировка объектов. Преобразование объектов: перемещение, масштабирование, поворот, растягивание-сжатие, дублирование (копии, образцы, экземпляры). | Практическая часть. Работа с готовыми графическими примитивами. Практическая часть. Рисование плоских фигур и полигонов Практическая часть. Инструмент Sweep |
52-57 | Создание простых 3D моделей. | Выбор объекта для моделирования. Выбор методов и средств для создания модели. Построение модели в 123D Design. Подготовка модели к печати на 3D принтере. Печать. | Практическая часть. Обработка кромок инструментами Fillet, Chamfer Практическая часть. Работа с меню Combine Практическая часть. Создание массивов. Меню Pattern |
58-60 | Материалы и текстурирование | Редактор материалов. Настройка параметров материалов и карт текстур. Назначение материалов объектам. | Практическая часть. Использование цветов и материалов |
61-66 | Работа над проектом | Разработка собственного проекта. Продумывание общей идеи. Разработка алгоритма создания модели. Практическая работа по созданию модели. | Практическая часть. Работа над проектом. |
67-70 | Резерв | Подведение итогов за год занятий в объединении. Перспектива работы на следующий год. | |
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Второй год обучения
№ | Наименование раздела/темы | Содержание | |
| | Теория | Практика |
1 | Вводное занятие. Введение в инженерное 3D-моделирование и 3D-печать. | Знакомство с целями, задачами и содержанием курса. Изучение правил ТБ в компьютерном классе. Ознакомление с достижениями учащихся в предыдущие годы, демонстрация моделей. | |
Основы моделирования деталей в Autodesk Inventor | |||
2-4 | Первый опыт работы в Autodesk Inventor. | Базовая операция «вытягивание». Эскиз (простые приемы, размеры), плоскость эскиза вытягивания. | Практическая часть. Знакомство с интерфейсом программы Autodesk Inventor Практическая часть. Простой брелок |
5-8 | Первый опыт работы в Autodesk Inventor. | Базовая операция «вращение». Эскиз, плоскость эскиза вращения, ось вращения. Сочетание вытягивания и вращения | Практическая часть. Простая ваза |
9-12 | Построение эскиза. | Эскизные операции. Зависимости в эскизе. Исправление эскиза установкой зависимостей. | Практическая часть. Манипулирование объектами в режиме эскиз. Постановка размеров. |
13-16 | Варианты и особенности использования операции вытягивание | операции вытягивание (симметричное вытягивание, вытягивание с удалением, и др.). Сглаживание, фаски. | Практическая часть. Сложный брелок |
17-20 | Массивы - виды и способы применения | Техника создания копий объектов. Создание массивов элемента | Практическая работа. Выполнение упражнений на создание различных массивов |
21-24 | Варианты и особенности использования операции вращение. | Массив по оси. | Практическая часть. Создание круговых массивов |
25-32 | Совместное использование разных операций | Круговые массивы, вращение с вырезанием, моделирование в разных плоскостях. | Практическая часть. Штурвал |
33-36 | Совместное использование разных операций | Вращение, работа в разных плоскостях, массивы массивов. | Практическая часть. |
37-42 | Самостоятельное моделирование | Творческий проект | Практическая часть. Творческий проект |
Проектирование поверхностей | |||
43-46 | Поверхности. Их создание, придание толщины. Операция "Сдвиг по линии". | Инструменты построения поверхностей. Кривые. Параметры. | Практическая часть. Выполнение упражнений на закрепление инструментов построения поверхностей |
47-50 | Объединение и вычитание тел, 3D-эскизы, работа с поверхностями. | Поверхностное моделирование для сопрягаемых плоскостей. | Практическая часть. Выполнение упражнений на закрепление инструментов построения поверхностей |
51-54 | Тела и поверхности. | Криволинейные поверхности, пересечение объемов. | Практическая часть. Операции с поверхностями. |
55-58 | Мультитела. | Введение в многотельные детали. Лофт по направляющей | Практическая часть. Работа с поверхностями. |
Работа в режиме «Сборка» | |||
59-62 | Преобразование многотельной детали в сборку. | Режим объединения деталей в сборку. Манипулирование компонентами | Практическая часть. Сборка кубической конструкции |
63-66 | Создание и виды сборочных моделей (сборок). Сборочные зависимости. | Типы ограничений. Создание и сохранение сборки | Практическая часть. Сборка кубической конструкции |
67-70 | “Сборки”. Зубчатые передачи. Моделирование шестерни “вручную” | Способы создания шестерни «вручную» | Практическая часть. Моделирование шестерни |
71-74 | Массивы деталей. Параметризация. Использование массивов в сборочных моделях | Техника создания копий объектов. Создание массивов элементов | Практическая часть. Выполнение упражнений на создание различных массивов |
75-78 | Режим объединения деталей в сборку. Манипулирование компонентами. | Режим объединения деталей в сборку. Манипулирование компонентами | Практическая часть. Выполнение сборки многотельной детали |
79-82 | Режимы работы в сборке | Режимы работы в сборке. Управление отображением объектов. | Практическая часть. Выполнение сборки многотельной детали |
Работа в режиме «Чертеж» | |||
83-86 | Стартовые настройки чертежа. Манипуляции с чертежами. | Стартовые настройки чертежа. Изменение масштаба чертежа. Перемещение видов. Добавление размеров. Добавление примечаний. | Практическая часть. Составление чертежей деталей сборки. |
87-90 | Работа с чертежами, с сечениями, с листами чертежа | Работа с чертежами, с сечениями, с листами чертежа | Практическая часть. Составление чертежа детали с сечением. |
Работа в режиме «Анимация» | |||
91-102 | Настройка анимации | Работа в режиме «Анимация». Особенности настройки анимации сборки | Практическая часть. Создание анимации сборки |
Создание моделей по чертежам | |||
103-108 | Знакомство с положениями конкурсов разного уровня. Анализ конкурсных заданий. | Разбор положений конкурсов разного уровня в области 3D-моделирования и прототипирования | Практическая часть. Изучение конкурсных заданий |
109-116 | Работа с конкурсными заданиями | Разбор положений конкурсов разного уровня в области 3D-моделирования и прототипирования | Практическая часть. Выполнение конкурсных заданий по моделированию согласно чертежу |
117-136 | Творческий проект | Разработка собственного проекта. Продумывание общей идеи. Разработка алгоритма создания модели. Практическая работа по созданию модели. | Практическая часть. Работа над проектом. |
137-140 | Резерв | Подведение итогов за год занятий в объединении. Перспектива работы на следующий год. | |
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
Первый год обучения
№ | Название темы | Кол-во часов | Теория | Практика | Дата план | Дата факт |
1 | Вводное занятие. | 1 | 1 | | 08.09 | |
Моделирование как метод познания всего часов – 7, теория – 3, практика – 4 | ||||||
2 | Понятие о моделях и моделировании. | 1 | 1 | | 08.09 | |
3 | Железнодорожное моделирование. | 1 | 1 | | 15.09 | |
4 | ЖД транспорт: прошлое, настоящее, будущее. | 1 | 1 | | 15.09 | |
5-8 | Простейшие модели паровозов. | 4 | | 4 | 22.09 22.09 29.09 29.09 | |
Моделирование в среде графического редактора всего часов – 28, теория – 2, практика – 26 | ||||||
9 | Методы представления графических изображений | 1 | 1 | | 06.10 | |
10 | Цвет в компьютерной графике | 1 | 1 | | 06.10 | |
11 | Форматы графических файлов | 1 | | 1 | 13.10 | |
Графический редактор INKSCAPE всего часов – 12, теория – 0, практика – 12 | ||||||
12 | Знакомство с векторным графическим редактором Inkscape | 1 | | 1 | 13.10 | |
13-14 | Основы работы с объектами в Inkscape | 2 | | 2 | 20.10 20.10 | |
15 | Вспомогательные режимы работы | 1 | | 1 | 03.11 | |
16 | Создание рисунков из кривых | 1 | | 1 | 03.11 | |
17-18 | Эффект объема | 2 | | 2 | 10.11 10.11 | |
19 | Работа с текстом | 1 | | 1 | 17.11 | |
20 | Сохранение и загрузка изображений в редакторе векторной графики Inkscape. | 1 | | 1 | 17.11 | |
21-23 | Работа над проектом | 3 | | 3 | 24.11 24.11 01.12 | |
Графический редактор GIMP всего часов – 13, теория – 0, практика – 13 | ||||||
24 | Изучение интерфейса программы GIMP. | 1 | | 1 | 01.12 | |
25 | Работа с инструментами выделения программы GIMP. | 1 | | 1 | 08.12 | |
26 | Работа с инструментами коррекции GIMP. | 1 | | 1 | 08.12 | |
27-29 | Монтаж фотографии. | 3 | | 3 | 15.12 15.12 22.12 | |
30 | Раскрашивание вручную на цифровых фотографиях | 1 | | 1 | 22.12 | |
31-32 | Анимация в GIMP. | 2 | | 2 | 10.01 10.01 | |
33-36 | Работа над проектом | 4 | | 4 | 17.01 17.01 24.01 24.01 | |
3D моделирование всего часов – 30, теория – 4, практика – 26 | ||||||
37 | Трехмерное моделирование. | 1 | 1 | | 31.01 | |
38-39 | Знакомство с 3D принтером | 2 | | 2 | 31.01 07.02 | |
40-41 | Интерфейс редактора трехмерного моделирования 3D Max. | 2 | 1 | 1 | 07.02 14.02 | |
42-45 | Создание и преобразование трехмерных объектов в 3D Max. | 4 | 1 | 3 | 14.02 21.02 21.02 28.02 | |
46-47 | Применение инструментов модификации объектов | 2 | | 2 | 28.02 07.03 | |
48-51 | Основы создания сплайнов | 4 | | 4 | 07.03 14.03 14.03 21.03 | |
52-57 | Создание простых 3D моделей. | 6 | | 6 | 21.03 04.04 04.04 11.04 11.04 18.04 | |
58-60 | Материалы и текстурирование | 3 | 1 | 2 | 18.04 25.04 25.04 | |
61-66 | Работа над проектом | 6 | | 6 | 02.05 02.05 16.05 16.05 23.05 23.05 | |
67-70 | Резерв | 4 | | | 30.05 30.05 | |
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
Второй год обучения
№ | Название темы | Кол-во часов | Теория | Практика | Дата план | Дата факт |
1 | Вводное занятие. Введение в инженерное 3D-моделирование и 3D-печать | 1 | 1 | | 03.09 | |
Основы моделирования деталей в Autodesk Inventor всего часов – 42, теория – 12, практика – 30 | ||||||
2-4 | Первый опыт работы в Autodesk Inventor | 3 | 1 | 2 | 03.09 06.09 06.09 | |
5-8 | Первый опыт работы в Autodesk Inventor. | 4 | 1 | 3 | 10.09 10.09 13.09 13.09 | |
9-12 | Построение эскиза. | 4 | 1 | 3 | 17.09 17.09 20.09 20.09 | |
13-16 | Варианты и особенности использования операции вытягивание | 4 | 1 | 3 | 24.09 24.09 27.09 27.09 | |
17-20 | Массивы - виды и способы применения | 4 | 2 | 2 | 01.10 01.10 04.10 04.10 | |
21-24 | Варианты и особенности использования операции вращение. | 4 | 1 | 3 | 08.10 08.10 11.10 11.10 | |
25-32 | Совместное использование разных операций | 8 | 2 | 6 | 15.10 15.10 18.10 18.10 22.10 22.10 01.11 01.11 | |
33-36 | Совместное использование разных операций | 4 | 1 | 3 | 08.11 08.11 12.11 12.11 | |
37-42 | Самостоятельное моделирование | 6 | 1 | 5 | 15.11 15.11 19.11 19.11 22.11 22.11 | |
Проектирование поверхностей всего часов – 16, теория – 6, практика – 10 | ||||||
43-46 | Поверхности. Их создание, придание толщины. Операция "Сдвиг по линии". | 4 | 2 | 2 | 26.11 26.11 29.11 29.11 | |
47-50 | Объединение и вычитание тел, 3D-эскизы, работа с поверхностями. | 4 | 1 | 3 | 29.11 29.11 03.12 03.12 | |
51-54 | Тела и поверхности. | 4 | 1 | 3 | 06.12 06.12 10.12 10.12 | |
55-58 | Мультитела. | 4 | 2 | 2 | 13.12 13.12 17.12 17.12 | |
Работа в режиме «Сборка» всего часов – 24, теория – 6, практика – 18 | ||||||
59-62 | Преобразование многотельной детали в сборку. | 4 | 1 | 3 | 20.12 20.12 24.12 24.12 | |
63-66 | Создание и виды сборочных моделей (сборок). Сборочные зависимости. | 4 | 1 | 3 | 12.01 12.01 14.01 14.01 | |
67-70 | “Сборки”. Зубчатые передачи. Моделирование шестерни “вручную” | 4 | 1 | 3 | 19.01 19.01 21.01 21.01 | |
71-74 | Массивы деталей. Параметризация. Использование массивов в сборочных моделях | 4 | 1 | 3 | 26.01 26.01 28.01 28.01 | |
75-78 | Режим объединения деталей в сборку. Манипулирование компонентами. | 4 | 1 | 3 | 02.02 02.02 04.02 04.02 | |
79-82 | Режимы работы в сборке | 4 | 1 | 3 | 09.02 09.02 11.02 11.02 | |
Работа в режиме «Чертеж» всего часов – 8, теория – 2, практика – 6 | ||||||
83-86 | Стартовые настройки чертежа. Манипуляции с чертежами. | 4 | 1 | 3 | 16.02 16.02 18.02 18.02 | |
87-90 | Работа с чертежами, с сечениями, с листами чертежа | 4 | 1 | 3 | 25.02 25.02 02.03 02.03 | |
Работа в режиме «Анимация» всего часов – 12, теория – 2, практика – 10 | ||||||
91-102 | Настройка анимации | 12 | 2 | 10 | 04.03 04.03 09.03 09.03 11.03 11.03 16.03 16.03 18.03 18.03 23.03 23.03 | |
Создание моделей по чертежам всего часов – 34, теория – 8, практика – 22 | ||||||
103-108 | Знакомство с положениями конкурсов разного уровня. Анализ конкурсных заданий. | 6 | 4 | 2 | 25.03 25.03 06.04 06.04 08.04 08.04 | |
109-116 | Работа с конкурсными заданиями | 8 | 4 | 4 | 13.04 13.04 15.04 15.04 20.04 20.04 22.04 22.04 | |
117-136 | Творческий проект | 20 | 2 | 18 | 27.04 27.04 29.04 29.04 04.05 04.05 06.05 06.05 11.05 11.05 13.05 13.05 18.05 18.05 20.05 20.05 25.05 25.05 27.05 27.05 | |
137-140 | Резерв | 4 | | | | |
ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Личностные результаты – сформировавшаяся в образовательном процессе система ценностных отношений учащихся к себе, другим участникам образовательного процесса, самому образовательному процессу, объектам познания, результатам образовательной деятельности. Основными личностными результатами, формируемыми при изучении информатики в основной школе, являются:
формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики;
способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значимость подготовки в области информатики и ИКТ в условиях развития информационного общества;
формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию с использованием средств и методов информатики и ИКТ;
терпение при приобретении новых знаний и отработке умений;
развитие чувства личной ответственности за результат своего труда;
развитие осознанного и ответственного отношения к собственным поступкам;
формирование коммуникативной компетентности в процессе образовательной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности;
формирование у учащихся графической культуры в целом;
способность и готовность к принятию ценностей здорового образа жизни благодаря знанию основных гигиенических, эргономических и технических условий безопасной эксплуатации средств ИКТ.
Метапредметные результаты – освоенные обучающимися на базе одного, нескольких или всех учебных предметов способы деятельности, применимые как в рамках образовательного процесса, так и в других жизненных ситуациях. Основными метапредметными результатами, формируемыми при изучении информатики в основной школе, являются:
умение самостоятельно определять цели обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;
владение умениями самостоятельно планировать пути достижения целей; соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности, определять способы действий в рамках предложенных условий, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией; оценивать правильность выполнения учебной задачи;
владение информационно-логическими умениями: 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;
владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
владение основными универсальными умениями информационного характера, такими как: 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 информационным моделированием как основным методом приобретения знаний: умение преобразовывать объект из чувственной формы в пространственно-графическую или знаково-символическую модель; умение строить разнообразные информационные структуры для описания объектов; умение «читать» таблицы, графики, диаграммы, схемы и т. д., самостоятельно перекодировать информацию из одной знаковой системы в другую; умение выбирать форму представления информации в зависимости от стоящей задачи, проверять адекватность модели объекту и цели моделирования;
формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий — широкий спектр умений и навыков использования средств ИКТ технологий в области компьютерного моделирования, навыки создания личного информационного пространства (обращение с устройствами ИКТ; создание графических объектов и объектов 3D моделирования; поиск и организация хранения информации; анализ информации);
приобретение опыта создания творческих работ с элементами конструирования, базирующихся на ИКТ;
формированию будущего инженерного потенциала среди школьников, их ускоренное развитие в научно-технической сфере
Предметные результаты включают в себя: освоенные обучающимися в ходе изучения учебного предмета умения, специфические для данной предметной области, виды деятельности по получению нового знания в рамках учебного предмета, его преобразованию и применению в учебных, учебно-проектных и социально-проектных ситуациях, формирование научного типа мышления, научных представлений о ключевых теориях, владение научной терминологией, ключевыми понятиями, методами и приемами. Основные предметные результаты изучения данной программы отражают:
формирование информационной и алгоритмической культуры; формирование представления о компьютере как универсальном устройстве обработки информации; развитие основных навыков и умений использования компьютерных устройств в области компьютерного моделирования;
формирование представления об основных изучаемых понятиях: модель, графический редактор, 3D объект – их свойствах;
формирование у учащихся графических знаний, умений и навыков чтения и выполнения графических изображений с использованием компьютерного моделирования, необходимых для будущей профессиональной деятельности, формирование представления об основных инструментах программного обеспечения для 3D-моделирования;
формирование у школьников новых навыков оперирования информационными потоками, восприятия, переструктурирования и графической интерпретации информации в соответствии с возникающими учебно-познавательными задачами.
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.
Учащиеся будут знать:
основные изучаемые понятия: модель, графический редактор, 3D объект – их свойства;
назначение и функции графических редакторов, программ трехмерного моделирования, новейших средств моделирования;
основные навыки оперирования информационными потоками, восприятия, переструктурирования и графической интерпретации информации в соответствии с возникающими учебно-познавательными задачами;
принципы создания трехмерных моделей по чертежу, основные методы и приемы проектирования и конструирования;
основы работы с периферийными устройствами (3D-принтер, 3D-сканер);
подготовку объектов к печати на 3D-принтере (подбор материала, настройка слайсера, печать), правила выполнения ручной доводки и сборки полученных изделий
Учащиеся будут уметь:
читать и выполнять графические изображения с использованием компьютерного моделирования, использовать рабочие инструменты программного обеспечения для 3D-моделирования;
читать чертежи и по ним воспроизводить модели; подготавливать трехмерные модели к печати на 3D-принтере;
сравнивать разные приемы действий, выбирать удобные способы для выполнения конкретного задания;
моделировать в процессе совместного обсуждения алгоритм проектирования объекта; использовать его в ходе самостоятельной работы;
применять изученные способы учебной работы и приёмы линейной обработки материальных объектов для 2D и 3D проектирования;
проектировать в 2D и 3D объекты и схемы разной технической и конструкторской сложности;
делать эскизы деталей, создавать объемные детали на основании эскизов, создавать эскизы по объемным фигурам
создавать 3D-модели деталей и сборочные модели несложных технических устройств, работать со сборочными моделями, использовать продвинутые приемы моделирования на уровне детали;
самостоятельно придумать и смоделировать несложное техническое устройство, состоящее из нескольких взаимодействующих деталей.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
Единая система конструкторской документации (ЕСКД) ГОСТ 2.109-73. Основные требования к чертежам. Введен 01.07.1974. Дата последнего изменения: 22.05.2013. М.:Стандартинформ.2007. 29 с.
Жексенаев А.Г. ОСНОВЫ РАБОТЫ В ГРАФИЧЕСКОМ РЕДАКТОРЕ GIMP: Томск, 2007
Залогова Л.А. Компьютерная графика. Элективный курс: Учебное пособие - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009 г.
Зиновьев Д.В. Основы проектирования в Autodesk Inventor 2016. 2-е изд. г. Днепропетровск: Студия Vertex, 2016. 259 с.
Плаксина В.В., Плаксина А.В. – Практикум по моделированию (информатика) - Программа кружка для предпрофильной подготовки в 9 классах, 2010г.
Трембли Т. Autodesk Inventor 2012 и Inventor LT 2012. М: ДМК Пресс, 2012. 352 с.
Федоренков А.П., Полубинская Л.Г. Autodesk Inventor. Шаг за шагом. М.: Эксмо, 2008. 336 с.: ил.
Ресурсы Интернет:
http://nazva.net/logic_test5/ - Тест на механическую понятливость. Тест Беннета.
http://olymp3d.ru/ - сайт методической поддержки программы.
http://ru.wikipedia.org/ - Википедия – свободная энциклопедия.
http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/– единая коллекция цифровых образовательных ресурсов.
http://www.gimp.org/ - GIMP (Гимп) — растровый графический редактор
http://www.inkscape.org/ - Inkscape Векторный графический редактор
http://www.openarts.ru –уроки Gimp и Inkscape
