Дополнительная программа технической направленности по «Основам 3D моделирования и 3D печати "Новые технологии"»
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
технической направленности по «основам 3d моделирования и 3d печати «Новые технологии»»
Возраст обучающихся: 14-15 лет
Срок реализации: 2 года
Автор-составитель:
Кузнецов Иван Андреевич
г. Волгоград, 2022
Раздел № 1. Комплекс основных характеристик дополнительной общеразвивающей программы. Пояснительная записка
Данная программа – нормативный документ, определяющий содержание образования и технологии его передачи. В основе этой программы 3d моделирование и 3d-печать или «аддитивное производство» - процесс создания цельных трехмерных объектов практически любой геометрической формы на основе цифровой модели. 3D-печать основана на концепции построения объекта последовательно наносимыми слоями, отображающими контуры модели. Фактически, 3D-печать является полной противоположностью таких традиционных методов механического производства и обработки, как фрезеровка или резка, где формирование облика изделия происходит за счет удаления лишнего материала, т.н. «субтрактивное производство».
Направленность программы «основы 3d моделирования и 3d печати «Новые технологии»» - Программа 3D-моделирования разработана для погружения школьников в мир аддитивных технологий. Программа включает в себя изучение основ 3D-моделирования (при помощи программы «Blender» и др.) и 3D-печати (через изучение строения и принципов работы 3D принтера).
создание мотивационной образовательной среды, для профессиональной ориентации и развитие у обучающихся технического мышления средствами проектирования и изготовления изделий в программной среде для обработки изображений, построения рабочих моделей и настройка управляющих программ.
Актуальность программы .Актуальность данной программы заключается на анализе спроса на дополнительные образовательные услуги. Современные графические программы значительно ускоряют процесс проектирования позволяя оперативно создавать, вносить коррективы и визуализировать объекты. Сформированные информативно-коммуникативные компетенции и умения, связанные с работой в графических программах и редакторах, будут полезны обучающимся для получения таких профессий, как инженер-проектировщик, станочник, инженер-конструктор.
В процессе реализации программы учащихся получают возможность изучить принципы, методы и приемы создания трехмерных моделей, освоить навыки 3D-моделирования, проектирования и построения собственных моделей, подготовки (оптимизации) их для трехмерной печати, с последующей печатью на 3D-принтере.
Для создания твердотельных трехмерных объектов, с последующей печатью на 3D- принтере, используется специальное программное обеспечение, которое позволяет обучающимся освоить основные методы моделирования: конструктивный блочная геометрия и экструзия (выдавливание) двухмерных контуров
Педагогическая целесообразность. Программа имеет техническую направленность и способствует развитию творческих способностей, удовлетворению индивидуальных потребностей учащихся, проявивших интерес к 3d моделированию, овладению основными приемами и способами работы на работы на 3d принтере, в том числе учащихся с ОВЗ.
В процессе работы в блочном моделировании учащиеся имеют возможность создать сложную сцену или объект. С помощью экструзии дети учатся представлять модели или поверхности имитирующие различную структуру материалов. В программе предусмотрено выполнение школьниками творческих проектных работ, включающих в себя все этапы создания трехмерного объекта: моделирование, подготовка к печати и печать. В ходе проектной работы ученик может не только показать все, чему научился за год обучения, но и воплотить в жизнь свои творческие задумки.
Программа включает в себя практическое освоение технологий печати, формирования объемных моделей, программных средств для работы с 3D моделями, основ векторной графики, конвертирования форматов, практическое занятие. Кроме того, во время занятий происходит изучение 3D принтера и создание авторских моделей и их печать, знакомство с возможностями 3D сканера, программных средства для работы с 3D сканером.
Образовательная дополнительная программа «основы 3d моделирования и 3d печати «Новые технологии»» - технического направления носит индивидуальный и групповой характер обучения.
Отличительной особенностью данной дополнительной образовательной программы от уже существующих образовательных программ – это комплексное решение задач:
развитие конструкторских, инженерных и вычислительных навыков;
развитие у учащихся технического творческого мышления;
обучение школьников основам трехмерного моделирования;
обучение школьников основам эксплуатации 3D-принтеров и соответствующего программного обеспечения;
обучение школьников создавать и вести проекты от идеи до готового продукта;
научить применять знания, умения и навыки, полученные при изучении других предметов: математики, физики, информатики, технологии; развить умение собирать, анализировать и систематизировать информацию;
- развитие индивидуальных и технических способностей обучающихся через овладение обучающимися знаниями, умениями и навыками выполнения 3d моделирования в программе Blender,
Адресат программы. Программа рассчитана на учащихся 14-15 лет.
Уровень программы. Программа предназначена для учащихся 7-8 классов. Возраст детей 14-15 лет.
Обучение 3d моделированию и 3d печати предполагает решение следующих основных задач – задачи обучения: развить у учащихся техническое творческое мышление. программа составлена на 1 год обучения, предполагает занятие один раз в неделю.
Форма обучения очная.
Режим занятий
34 часа в год
1 час в неделю
Особенности организации образовательного процесса. Состав группы постоянный, занятия групповые, виды занятий по программе(лекции, практические занятия, мастер-классы ).
Цель программы – создание мотивационной образовательной среды, для профессиональной ориентации и развитие у обучающихся технического мышления средствами проектирования и изготовления изделий в программной среде для обработки изображений, построения рабочих моделей и настройка управляющих программ.
Задачи программы:
Обучающие:
научить школьников основам трехмерного моделирования;
научить школьников основам эксплуатации 3D-принтеров и соответствующего программного обеспечения;
научить школьников создавать и вести проекты от идеи до готового продукта;
научить применять знания, умения и навыки, полученные при изучении других предметов: математики, физики, информатики, технологии; развить умение собирать, анализировать и систематизировать информацию;
Развивающие:
развить конструкторские, инженерные и вычислительные навыки;
развить у учащихся техническое творческое мышление;
Просветительские:
побудить у учеников интерес к техническому творчеству;
рассказать о использовании аддитивных технологиях в техническом творчестве как о самостоятельном предмете и как о приложении к другим предметам и видам технического творчества;
донести до школьников престижность и значимость работы в сфере высоких технологий;
Воспитательные:
научить школьников эффективно работать как лично, так и в команде;
сформировать у учащегося адекватное отношение к командной работе, без стремления к соперничеству;
развить у учеников чувство взаимопомощи.
№ | Наименование и содержание темы | Количество часов учебных занятий | ||
всего | теория | практика | ||
1. | Вводное занятие. История развития 3D- технологий. Техника безопасности | 1 | | |
2. | Прикладное 3D-моделирование. Средства и особенности 3D-моделирования | 1 | | |
5. | Знакомство с программным обеспечением для 3D-моделирования | 1 | | |
4. | Знакомство с 3D-принтером | 1 | | |
5. | Элементарные геометрические фигуры | 1 | | |
6. | Преобразование объектов | 1 | | |
7. | Проверочная работа «Моделирование и печать простейших фигур по образцу» | 1 | | |
8. | Особенности кривых | 1 | | |
9. | Виды и назначение модификаторов | 1 | | |
10. | Проверочная работа «Применение модификаторов при создании сложных объектов» | 1 | | |
И. | Печать моделей, полученных в ходе проверочной работы. | 1 | | |
12. | Режим «Скульптинг» | 1 | | |
13. | Текстовые инструменты | 1 | | |
14. | Проверочная работа «Самостоятельное корректирование и печать готовой модели» | 1 | | |
15. | Настройка мира, визуализация | 1 | | |
16. | Разработка итогового проекта | 1 | | |
17. | Подведение итогов работы. Итоговое тестирование. | 1 | | |
| Итого: | 34 | | |
Содержание программы
Вводное занятие. История развития 3D-технологий. Техника безопасности -1 ч.
История возникновения аддитивных технологий и ЗИ-технологий. Техника безопасности. Перспективы отрасли. -1 ч.
Прикладное 3D-моделирование. Средства и особенности ЗИ-моделирования -1 ч.
Существующие доступные средства 3D-моделирования. Особенности прикладного 3D-моделирования -1 ч.
Знакомство с программным обеспечением для 3D-моделирования -2 ч.
Запуск программы, знакомство с интерфейсом и инструментарием -1 ч.
Практическая работа: интуитивное создание простейших 3D- моделей. Наглядный разбор ошибок. 1 ч.
Знакомство с 3D-принтером -2 ч.
Практическая работа: Запуск и калибровка 3D-принтера - 1 ч.
Практическая работа: Заправка пластика и подготовка к печати -1 ч.
Элементарные геометрические фигуры - 5 ч.
Обсуждение простейших геометрических форм, их параметров и способов моделирования -1 ч.
Практическая работа: моделирование простейших геометрических фигур (шар, куб, параллелепипед, цилиндр, конус и пр.) -1 ч.
Практическая работа: печать простейших геометрических фигур.
Определение проблем при печати различных фигур - 1 ч.
Преобразование объектов - 5 ч.
Изучение способов преобразования (перемещение, масштабирование, поворот, растяжение-сжатие, дублирование) — 1 ч.
Практическая работа: применение способов преобразования (перемещение, масштабирование, поворот, растяжение-сжатие, дублирование) при трехмерном моделировании -1 ч.
Практическая работа: моделирование и печать молекулы воды - 1 ч.
Практическая работа: моделирование и печать чашки - 1 ч.
Проверочная работа «Моделирование и печать простейших фигур по образцу» -1 ч.
Особенности кривых -2 ч.
Знакомство с кривыми в трехмерном пространстве -1 ч.
Практическая работа: моделирование и печать шахматных фигур -1 ч.
Виды и назначение модификаторов — 5 ч.
Изучение свойств и назначений модификаторов (на примере «Отражение», «Подразделение поверхности», «Винт», «Массив») -1 ч.
Проверочная работа: применение свойств и назначений модификаторов при трехмерном моделировании -1 ч.
Проверочная работа «Моделирование и печать фигур по образцу» -1 ч.
Изучение модификатора «Логический» -1 ч.
Практическая работа: моделирование и печать головки сыра (с применением модификаторов) -1 ч.
Проверочная работа «Применение модификаторов при создании сложных объектов» -1 ч.
Практическая работа: печать моделей, полученных в ходе проверочной работы «Применение модификаторов при создании сложных объектов» -1 ч.
Знакомство с инструментарием режима «Скульптинг» -1 ч.
Практическая работа: создание и печать моделей с применением режима «Скульптинг» -1 ч.
Создание текстовых моделей с применением 3D-технологий - 1 ч.
Практическая работа: создание и печать текстовых моделей -1 ч.
Проверочная работа «Самостоятельное корректирование и печать готовой модели» -1 ч.
Настройка мира, визуализация -8ч.
Цветные фигуры -1 ч.
Практическая работа: моделирование цветных фигур -1 ч.
Материалы и текстурирование -1 ч.
Практическая работа: применение материалов и текстурирования -1 ч.
Источники света -1 ч.
Практическая работа: выставление источников света -1 ч.
Визуализация -1 ч.
Практическая работа: визуализация — 1 ч.
Разработка итогового проекта -4 ч.
Проектная деятельность в 3D-моделировании -1 ч.
Разработка идей (мозговой штурм) -1 ч.
Практическая работа: моделирование проекта -1 ч.
Практическая работа: печать модели проекта - 1 ч
Подведение итогов работы, итоговое тестирование -1 ч.
Проведение итогового теста, подведение итогов, приглашение учащихся продолжить обучение -1 ч.
Целью обучения по курсу «3d моделирование и 3d печати «Новые технологии»» является - формирование знаний, первоначальных умений и навыков, а также обеспечение всестороннего развития личности подростка.
Обучение предполагает решение следующих задач:
научить школьников основам трехмерного моделирования;
научить школьников основам эксплуатации 3D-принтеров и соответствующего программного обеспечения;
научить школьников создавать и вести проекты от идеи до готового продукта;
научить применять знания, умения и навыки, полученные при изучении других предметов: математики, физики, информатики, технологии; развить умение собирать, анализировать и систематизировать информацию;
Программа включает:
пояснительную записку;
перечень знаний и умений формируемых у воспитанников;
календарно-тематическое планирование занятий.
Воспитанники должны -
Знать:
основы компьютерных технологий;
возможности использования компьютеров для поиска, хранения, обработки и передачи информации, решения практических задач.
основные правила создания трехмерной модели реального геометрического объекта;
историю возникновения 3D-печати, особенности ее развития, существующие технологии;
принципы работы с 3D-графикой;
основные этапы создания 3D-модели;
различные виды ПО для управления 3D-принтером и для создания 3D-моделей;
интерфейс программы «Blender»;
интерфейсы основных программ, необходимых для осуществления #d-печати;
базовые настройки 3D-принтера, их влияние на конечный результат и особенности подбора под разные 3D-модели;
Воспитанники должны
Уметь:
работать с персональным компьютером на уровне пользователя;
уметь выбрать устройства и носители информации в соответствии с решаемой задачей.
пользоваться редакторами трехмерной графики «Blender», «3D-MAX» и др.;
создавать трехмерные модели с помощью программы «Blender» и адаптировать их для 3D-печати;
включать и выключать 3D-принтер. Запускать печать. Снимать готовое изделие с рабочего стола;
подбирать настройки печати необходимые для данной конкретной задачи;
ставить и решать элементарные задачи, требующие технического решения;
пользоваться электрооборудованием с соблюдением норм техники безопасности и правил эксплуатации;
Планируемые результаты
Воспитанники должны освоить, отработать и закрепить следующие -
Навыки:
работать с персональным компьютером на уровне пользователя;
уметь выбрать устройства и носители информации в соответствии с решаемой задачей.
пользоваться редакторами трехмерной графики «Blender», «3D-MAX» и др.;
создавать трехмерные модели с помощью программы «Blender» и адаптировать их для 3D-печати;
включать и выключать 3D-принтер. Запускать печать. Снимать готовое изделие с рабочего стола;
подбирать настройки печати необходимые для данной конкретной задачи;
ставить и решать элементарные задачи, требующие технического решения;
пользоваться электрооборудованием с соблюдением норм техники безопасности и правил эксплуатации;
Формы организации учебной деятельности:
индивидуальная;
коллективная (звеньевая).
Критерии и показатели оценки знаний воспитанников.
Прямые:
теоретический уровень знаний;
применение полученных знаний на практике;
соблюдение технических и технологических требований;
качество изготовления изделия - по внешнему виду готового изделия;
изготовление изделия в установленные нормы времени;
соблюдение правил техники безопасности, пожарной и электробезопасности, производственной санитарии и охраны среды.
Косвенные:
экономия материалов;
познавательная активность и творческий подход;
самостоятельность;
партнёрские отношения при совместной работе.
Раздел № 2. Комплекс организационно-педагогических условий, включающий формы аттестации
Условия реализации программы
Материально-техническое обеспечение дополнительной общеобразовательной программы: Отдельный кабинет, который отвечает требованиям санитарии и противопожарной безопасности- 3D-принтер «CubeX Trio», Ноутбук , Мышь
Информационное обеспечение дополнительной общеобразовательной программы – видео-, фото-, интернет источники; Программа предусматривает использование интернет-ресурсов (видеоматериалов, мастер-классов)
Кадровое обеспечение дополнительной общеобразовательной программы: Педагог дополнительного образования, занятый в реализации программы, имеет высшее профессиональное педагогическое образование, прошедший медицинский осмотр
Планируемые результаты
Личностными результатами освоения учащимися курса являются:
проявление познавательных интересов и активности в данной области;
развитие трудолюбия и ответственности за качество своей деятельности;
овладение установками, нормами и правилами научной организации умственного труда;
становление самоопределения в выбранной сфере будущей профессиональной деятельности;
развитие самостоятельности и личной ответственности в деятельности.
бережное отношение к природным и хозяйственным ресурсам;
готовность к рациональному ведению домашнего хозяйства;
проявление технико-технологического и экономического мышления при организации своей деятельности.
Метапредметными результатами освоения курса являются:
алгоритмизированное планирование процесса познавательно-технической деятельности;
определение адекватных имеющимся организационным и материально-техническим условиям способов решения учебной или трудовой задачи на основе заданных алгоритмов;
комбинирование известных алгоритмов технического и технологического творчества в ситуациях, не предполагающих стандартного применения одного из них;
проявление инновационного подхода к решению практических задач в процессе моделирования изделия или технологического процесса;
Предметными результатами освоения курса являются:
- знание классификации 3d принтеров,
- эволюцию инструментов, приспособлений и материалов для печати
- правила безопасности труда;
- способы выявления потребностей общества в товарах и услугах;
- основные законы построения композиции;
- знакомство с творческими профессиями технического характера.
Календарно-учебный график
Сентябрь 2022- июнь 2023 года
Форма аттестации
С целью определения результативности обучения по программе применяются следующие виды контроля:
- вводный – на первом занятии при поступлении на обучение;
- текущий – после изучения одной или нескольких тем;
- итоговый – по окончании обучения по программе.
Подведение итогов проводится в вариативных формах:
- беседа;
- выставка, анализ;
- самостоятельная творческая работа;
- практическая работа;
- защита творческой работы.
Оценочные материалы.
Оценка деятельности учащихся по программе осуществляется в конце.каждого полугодия. Работы оцениваются по следующим критериям
Формы подведения итогов: · выставки.защита творческих проектов
Контроль выполнения программы осуществляется по следующим параметрам качества:
1. степень самостоятельности учащихся при выполнении заданий;
2. характер деятельности (репродуктивная, творческая);
3. качество выполняемых работ и итогового проекта
Методические материалы
Педагогически грамотный и методически обоснованный процесс обучения может стать удачным началом формирования личности, способной к творческому развитию и саморазвитию. Особенно важно обеспечить на данном этапе организацию образовательного процесса так, чтобы предоставить возможность обучающимся максимально проявлять свою творческую активность. На начальном этапе обучения с целью активизации образовательного процесса целесообразно использовать:
методы, направленные на формирование положительной мотивации к обучению (создание ситуации успеха, через выполнение заданий посильных для всех обучающихся, изучение нового материала с опорой на старые знания; положительный эмоциональный настрой через создание доброжелательной атмосферы доверия и сотрудничества на занятии; рефлексия через оценку собственной деятельности и деятельности других ребят; необычное, интересное, неожиданное начало занятия);
приём состязательности при организации работы в микроколлективах;
сочетание личностно-ориентированного и дифференцированного подходов.
Методы обучения, используемые на занятиях, обеспечивают их эффективность и мотивацию к занятиям.
Список литературы
Литература и электронные ресурсы
Для учащихся
Большаков В.П. Основы 3D-моделирования / В.П. Большаков, А.Л.Бочков,- СПб.: Питер, 2013
Уроки в программах Autodesk 123D design, 3D MAX http://video.yandex.ru
Уроки в программах Autodesk 123D design, 3D MAX 14. www.voutube.com
Энциклопедия 3D печати http://3dtodav.ru
ЗD-моделирование http://online-torrent.ru/Table/3D-modelirovanie
Для педагога
Белухин Д.А. Личностно ориентированная педагогика в вопросах и ответах: учебное пособие.-М.: МПСИ, 2006
Большаков В.П. Основы ЗР-моделирования / В.П. Большаков, А.Л.Бочков.- СПб.: Питер, 2013
Ильин Е.П. Психология творчества, креативности, одарённости. СПб.: Питер, 2012.
4. Кан-Калик В.А. Педагогическое творчество. - М.: Педагогика. http://opac.skunb.rU/index.php7urWnotices/index/IdNotice:249816/Source:default
Менчинская Н.А. Проблемы обучения, воспитания и психического развития ребёнка: Избранные психологические труды/ Под ред. Е.Д.Божович. - М.: МПСИ; Воронеж: НПО «МОДЭК», 2004
Путина Е.А. Повышение познавательной активности детей через проектную деятельность // «Дополнительное образование и воспитание» №6(164) 2013
Пясталова И.Н. Использование проектной технологии во внеурочной деятельности // «Дополнительное образование и воспитание» №6(152) 2012
Сергеев И.С. Как организовать проектную деятельность учащихся: Практическое пособие для работников общеобразовательных учреждений. — 2-е изд., испр. и доп.— М.: АРКТИ, 2005
Фирова Н.Н. Поиск и творчество - спутники успеха // «Дополнительное образование и воспитание» №10(156) 2012
Уроки в программах Autodesk 123D design, 3D MAX http://video.vandex.ru
Уроки в программах Autodesk 123D design, 3D MAX 14. www.voutube.com
Энциклопедия 3D печати http://3dtodav.ru
ЗD-моделирование http://online-torrent.ru/Table/3D-modelirovanie
Для родителей
Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. - СПб.: Питер, 2008
Менчинская Н.А. Проблемы обучения, воспитания и психического развития ребёнка: Избранные психологические труды/ Под ред. Е.Д.Божович. - М.: МПСИ; Воронеж: НПО «МОДЭК», 2004
Ильин Е.П. Психология творчества, креативности, одарённости. СПб.: Питер, 2012.
Энциклопедия 3D печати http://3dtodav.ru
ЗР-моделирование http://online-torrent.ru/Table/3D-modelirovanie
Белухин Д.А. Личностно ориентированная педагогика в вопросах и ответах: учебное пособие.-М.: МПСИ, 2006.