Рабочая программа кружка «3D-моделирование» для 8 классов

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №2»

Рабочая программа кружка «3D-моделирование»

для 8 классов

Программу составила: Килина Татьяна Викторовна, учитель информатики высшей квалификационной категории

Чернушка-2024

3D-моделирование – прогрессивная отрасль, позволяющая осуществлять процесс создания трехмерной модели объекта на основе эскизов, трафаретов, чертежей, рисунков. Данная программа реализуется в научно-технической направленности с учётом реализации федерального государственного образца стандартов.

Актуальность данной программы определяется активным внедрением технологий 3D-моделирования во многие сферы деятельности (авиация, архитектура, машиностроение, и т.п.) и потребностью общества в дальнейшем развитии данных технологий.  На ознакомление и получению практических навыков обучающихся в среде 3D-моделирования с помощью 3D ручки для последующего проектирования и реализации своих проектов посредством 3D модели призвано данная программа.

Новизна состоит в том, что в учебном процессе обучающиеся овладевают навыками 3D моделирования с помощью 3D ручки, и это дает возможность увидеть объекты проектирования, в том виде, какими они являются в действительности.

Педагогическая целесообразность заключается в выявлении интереса обучающихся к знаниям и оказание помощи в формировании устойчивого интереса к построению моделей с помощью аддитивных технологий (3D-ручки).  В процессе создания моделей, обучающиеся научатся   объединять реальный мир с виртуальным, что будет способствовать развитию пространственного мышления, воображения.

 Практическая значимость: практические задания, выполняемые в ходе изучения материала в данной программе, готовят обучающихся к решению ряда задач, связанных с построением объектов геометрии и изобразительного искусства.

Цель: формирование и развитие у обучающихся интеллектуальных и практических компетенций в области создания пространственных моделей. Освоение элементов основных навыков по трехмерному моделированию.

Задачи:

Образовательные:

дать обучающимся представление о трехмерном моделировании, назначении, перспективах развития;

обучить обоснованию целесообразности моделей при создании проектов;

ориентироваться в трехмерном пространстве;

модифицировать, изменять объекты или их отдельные элементы;

объединять созданные объекты в функциональные группы;

создавать простые трехмерные модели;

оценивать реальность получения результата в обозримое время.

Развивающие:

способствовать развитию интереса к изучению и практическому освоению 3Д моделированию с помощью 3D-ручки;

способствовать развитию творческих способностей;

способствовать стремлению к непрерывному самосовершенствованию, саморазвитию;

способствовать развитию настойчивости, гибкости; стиля мышления, адекватного требованиям современного информационного общества – структурного и алгоритмического.

Воспитательные:

способствовать воспитанию потребности в творческом труде, трудолюбия как высокой ценности в жизни;

способствовать формированию позитивного отношения, обучающегося к собственному интеллектуальному развитию и воспитанию гражданской культуры личности;

способствовать воспитанию умения работать в коллективе.

Контингент обучающихся: возраст детей от 13-15 лет. Состав группы 7-10 человек. Набор обучающихся в объединение – свободный. Наличие какой-либо специальной подготовки не требуется.

Режим занятий: На реализацию программы отводится 68 часов, срок реализации программы – 1 год. Группа занимается 2 раза в неделю, в соответствии с требованиями СанПин 2.4.4.3172-14.

Формы проведения занятий. Основной формой образовательного процесса является занятие, которое включает в себя теорию и практику.

Ожидаемые результаты по ФГОС. В результате освоения данной общеразвивающей программы ожидается, что у обучающихся будут сформированы личностные, регулятивные, познавательные и коммуникативные универсальные учебные действия (УУД).

Познавательные УУД

Обучающиеся будут знать:

основные правила создания трехмерной модели реального геометрического объекта;

ТБ и принципы работы с 3D-ручкой;

способы соединения и крепежа деталей;

способы и приемы моделирования;

закономерности симметрии и равновесия.

Обучающиеся будут уметь:

создавать трехмерные изделия реального объекта различной сложности и композиции из пластика.

Обучающиеся усовершенствуют:

образное пространственное мышление;

мелкую моторику;

художественный вкус.

Личностные УУД

Формирование адекватной самооценки и самопринятия.

Развитие познавательных интересов и творческих способностей.

Регулятивные УУД

Вносить коррективы в действия и проявлять инициативу.

Выделение и осознание обучающимися того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения.

Способность к волевому усилию и преодолению препятствий.

Организовать свое рабочее место под руководством педагога.

Адекватно воспринимать оценку педагога.

Различать способ и результат действия.

Соотносить выполненное задание с образцом, предложенным педагогом.

Коммуникативные УУД

Участвовать в диалоге на занятии.

Задавать вопросы, с помощью вопросов получить необходимые сведения от

партнера о деятельности с учетом разных мнений.

Отвечать на вопросы педагога, товарища по объединению.

Участвовать в паре, группе, коллективе.

Формулировать собственное мнение и позицию.

Уважение к окружающим - умение слушать и слышать партнера.

Ориентироваться на позицию других людей, отличную от собственной позиции, уважать иную точку зрения.

 Формы подведения итогов реализации дополнительной общеразвивающей программы: участие в выставках, конкурсах.

Учебно-тематический план курса

Содержание программы

1. Вводное занятие, ТБ – (1ч).

Ознакомление с тематическими разделами программы и планом работы объединения на курс. Инструктаж по технике безопасности. Организационные вопросы.

2. Основы работы с 3D ручкой – (1ч).

История создания 3D ручки. Конструкция, основные элементы устройства 3D ручки. Техника безопасности при работе с 3D ручкой.

Эскизная графика и шаблоны при работе с 3D ручкой. Общие понятия и представления о форме.

Тренировка рисования ручкой на плоскости. Выполнение линий разных видов.

3. Простое моделирование - (11ч).

Отработка техники рисования на трафаретах. Значение чертежа. – 1ч.

Практическая работа:  

Способы заполнения межлинейного пространства «Волшебство цветка» – 2ч.

Создание плоской фигуры по трафарету «Бабочка» – 2ч.

Создание объёмной фигуры, состоящей из плоских деталей «Насекомые» для декора картин, фоторамок (стрекозы, бабочки, божья коровка, паучок) – 2ч.

Создание объёмной фигуры, состоящей из плоских деталей «Новогодние украшения» (игрушки-подвески на елку, декор окон снежинками) – 2ч.

Создание объемной фигуры из плоских деталей «Оправа для очков» – 2ч.

4.  Создание сложных 3D моделей - (20 ч).

Отработка техники рисования на трафаретах. Значение чертежа. – 2ч.

Создание трёхмерных объектов – 18ч.

Практическая работа:

Модели: «Качели», «Велосипед», Эйфелева башня» – по 6ч.

5.  Создание 3D композиций - (34 ч).

Отработка техники рисования на трафаретах. Значение чертежа. – 2ч.

Создание трёхмерных композиций – 34ч.

Практическая работа

6. Творческая мастерская. Итоговое занятие – (1ч.)

Подготовка лучших работ к выставке.

Просмотр творческих работ обучающихся, сделанных в течение курса.

Устранение дефектов: исправления, маскировка в работах. Ремонт сломанных 3D изделий – действие по принципу «дефект в эффект».

Оформление работ. Выставка. Подведение итогов.

Методическое обеспечение программы

Методическое обеспечение реализации программы направлено на обеспечение широкого, постоянного и устойчивого доступа для всех участников образовательного процесса к любой информации, связанной с реализацией общеобразовательной развивающей программы, планируемыми результатами, организацией образовательного процесса и условиями его осуществления.

Приемы и методы организация образовательного процесса:

инструктажи, беседы, разъяснения;

наглядный (фото и видеоматериалы по 3D-моделированию);

практическая работа 3D-ручкой;

инновационные методы (поисково-исследовательский, проектный, игровой);

познавательные задачи, дискуссии, создание ситуации новизны, ситуации гарантированного успеха и т.д.;

метод стимулирования (участие в конкурсах, поощрение, выставка работ).

Основной формой занятия является учебно-практическая деятельность. А также следующие формы работы с обучающимися:

занятия, творческая мастерская, собеседования, консультации, обсуждения, самостоятельная работа на занятиях;

выставки работ, конкурсы;

мастер-классы.

Достижение поставленных целей и задач программы осуществляется в процессе сотрудничества обучающихся и педагога. На различных стадиях обучения ведущими становятся те или иные из них. Традиционные методы организации учебного процесса можно подразделить на: словесные, наглядные (демонстрационные), практические, репродуктивные, частично-поисковые, проблемные, исследовательские.

Социально-психологические условия реализации образовательной программы обеспечивают:

учет специфики возрастного психофизического развития обучающихся;

вариативность направлений сопровождения участников образовательного процесса (сохранение и укрепление психологического здоровья обучающихся, формирование ценности здоровья и безопасного образа жизни; дифференциация и индивидуализация обучения; мониторинг возможностей и способностей обучающихся, выявление и поддержка одаренных детей, детей с ограниченными возможностями здоровья);

формирование коммуникативных навыков в разновозрастной среде и среде сверстников.

Методические рекомендации

Дополнительная общеразвивающая программа может быть вариативной, так как педагог может сам менять соотношение пропорций разделов как для всего коллектива, так и для каждого обучающегося, учитывая их возраст, развитие, навыки, знания, интереса к конкретному разделу занятий, степени его усвоения.

В программе рекомендуется коллективная деятельность как продуктивное общение, в котором осуществляются следующие функции:

информационная – обмен чувственной и познавательной информацией;

контактная – готовность к приему и передаче информации;

координационная – согласование действий и организация взаимодействия;

персептивная – восприятие и понимание друг друга;

развивающая – изменение личностных качеств участников деятельности.

  Процесс обучения строится по принципу «от простого к сложному».

Итоги работ (промежуточные, итоговые) обучающихся подводятся ежегодно. Лучшие работы обучающихся выставляются   в выставках всеобщего обозрения, на длительный срок на постоянно действующих выставках, и принимают участие в различных конкурсах.

Календарно-тематическое планирование

Условия реализации программы

Помещение, в котором проводится учебные занятия - проветриваемое и хорошо освещенное. Столы и стулья соответствуют возрасту обучающихся. Предоставляются необходимые для занятий в объединении материально-технические средства и инструменты, а также дидактические и методические материалы - видеофильмы, наглядные пособия, образцы моделей, схемы, чертежи.

 В наличии имеются инструкции по технике безопасности; шаблоны, развертки и трафареты; шкафы для хранения материала.

Материально-технические средства и оборудование, необходимые для занятия 

Список рекомендуемой и используемой литературы

Интернет ресурсы для педагога

www.losprinters.ru/articles/instruktsiya-dlya-3d-ruchki-myriwell-rp-400a

http://lib.chipdip.ru/170/DOC001170798.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=dMCyqctPFX0

https://www.youtube.com/watch?v=oK1QUnj86Sc

https://www.youtube.com/watch?v=oRTrmDoenKM  (ромашка)

http://make-3d.ru/articles/chto-takoe-3d-ruchka/

http://www.losprinters.ru/articles/trafarety-dlya-3d-ruchek  (трафареты)

https://selfienation.ru/trafarety-dlya-3d-ruchki/

Интернет ресурсы для обучающихся

www.losprinters.ru/articles/instruktsiya-dlya-3d-ruchki-myriwell-rp-400a

http://lib.chipdip.ru/170/DOC001170798.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=dMCyqctPFX0

https://www.youtube.com/watch?v=oK1QUnj86Sc

https://www.youtube.com/watch?v=oRTrmDoenKM  (ромашка)

http://make-3d.ru/articles/chto-takoe-3d-ruchka/

http://www.losprinters.ru/articles/trafarety-dlya-3d-ruchek (трафареты)

https://selfienation.ru/trafarety-dlya-3d-ruchki/

Приложение

Ключевые понятия

3D ручка – это инструмент, способный рисовать в воздухе. На сегодняшний день различают 2 вида ручек: холодные и горячие. Первые печатают быстро затвердевающими смолами – фотополимерами. «Горячие» ручки используют различные полимерные сплавы в форме катушек с пластиковой нитью.

Модель – это целевой образ объекта оригинала, отражающий наиболее важные свойства для достижения поставленной цели.

Моделирование – исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.

Полезные советы для рисования 3D ручкой

3D ручка – это компактный и многофункциональный инструмент, который открывает новые грани воображения, мечтаний, творческих навыков, а также отличное подспорье для трехмерного проектирования.

На что обращают внимание? Всё просто 6 вопросов и ответов!

1) Это просто?

Да! Идея по созданию трехмерных объектов своими руками, при помощи простой ручки или портативного прибора, еще «вчера» казалась несбыточной мечтой. И вот ее сделали (3D ручку), это оказалась настолько просто и практично, что использовать 3D ручку может кто угодно, от мала до велика.

ABS и PLA пластики – 2 материала, которыми рисует 3D ручка, представляет собой нить, диаметром 1,75 мм. Нить заправляем в ручку, нажимаем на кнопку и чудо начинается. Разогретый пластик выливается, следует и повторяет движение ваших рук и создает то, что Вы хотите.

2) Это удобно?

Конечно! Легкость и удобство использования делают этот прибор похожим на обыкновенную шариковую ручку. Нужно иметь компьютер? нет!  Нужно обладать знаниями графических программ? нет! Этому нужно долго учиться? нет!  Для творчества с 3D ручкой нужно: желание, решимость, свободное время и хороший запас расходных материалов, конечно же.

На подготовку 3D ручки нужно буквально несколько мгновений, а само создание изделия рождается на Ваших глазах. Вы сами руководите процессом, сразу же можно использовать нарисованный элемент творчества - подарить, разместить на видное место, ну или переделать то, что не получилось с первого раза.

3) Это интересно?

Естественно! Вам не помешает даже ваша фантазия. Не важно, умеете или просто любите Вы рисовать, или это Ваш первый опыт. Можете взять за основу трафареты, а можете создавать Ваш рисунок прямо «в воздухе» из головы. 
Конечно, имея навык рисования, результаты будут красивее и интересней. Если нет — 3D ручка Вас научит.

4) Это функционально?

Разумеется! При имеющемся таланте или его развитии, имея художественную натуру и практику, у Вас есть возможность при помощи 3D ручки зарабатывать деньги. Рисуйте эксклюзивные и оригинальные поделки, фигуры, точные изделия, подарки, аксессуары — в общем, различные поделки, за которые люди готовы будут платить.
И ещё, 3D ручка станет нужным инструментом для ремонта или усовершенствования других объектов, например сделанных из пластика и других материалов. Ручная работа позволяет исправить имеющиеся недостатки, добавить сложные и важные элементы к изделию, разнообразить его дизайн и добавить элементы которые под силу только человеческой руке.

5) Это отличный подарок?

Ещё бы! Подарить игрушку, которая может не только чинить игрушки, но и создавать их - это же мечта детства для ребенка и не только. 3D ручку назвать игрушкой сложно, но можно. Во-первых, техника объёмной печати не такая лёгкая, как может показаться на первый взгляд; во-вторых, для эксплуатации нужно: время, тщательность, аккуратность и много усидчивости. Толк от 3D ручки для ребенка (и не только): желание творить, бережное отношение к своему труду, развитие воображения, 3D мышления и многое другое.

Детское удивление и восторг вызывают краски, разноцветные карандаши, гуашь. А теперь представьте, на то, что «нарисованное» теперь можно взять в руку, поиграть с тем, что нарисовал, или создать свою коллекцию поделок (тем более цветов пластика великое множество и даже светящийся в темноте). И основное условие 3D ручкой может рисовать и ребёнок от 8 лет.

6) Это дешево?

Правда. 3D ручка обойдётся на порядок (в 10 раз) дешевле самого доступного 3D принтера. Вы станете обладателем миниатюрного 3D-устройства, которое будет Вас радовать долгое время. 

Что касается пластика (расходный материал), — его цена вполне приемлема. Цена катушки ABS-пластика в среднем составляет 1200 - 2000 рублей и его хватает для украшения своей квартиры или украшения кабинета сотнями миниатюрных и неминиатюрных изделий.

Сравнение свойств ABS и PLA пластики

 Совет для старта: на начальном этапе использования 3D ручки лучше использовать ABS пластик, а при дальнейшем усложнении рисовании фигур и накопленном опыте можно начинать использовать PLA пластик.

Общее заключение: лучше использовать два варианта, т.к. каждый из них имеет свои особенности, описанные выше, при помощи ABS и PLA пластиков, можно делать удивительные поделки, а в будущем сфера применения 3D ручки увеличится, за счет появления новых направлений рисования в пространстве.

 Общее заключение:

ABS пластиком можно рисовать вертикальные линии, он идеально подходит для рисования по трафаретам и создания гибких конструкций.

PLA пластик требует больше времени для затвердевания, ввиду чего рисование в воздухе затруднительно. PLA хорошо подходит для декорирования, рисования на различных поверхностях