Мастер-класс «Код Колеса: Путешествие во Времени с Blender»
(Техническая направленность - Начальное техническое моделирование и конструирование)
Место проведения: Мобильный технопарк «Кванториум»
Направление: «Хайтек».
Возраст участников: 10-17 лет.
Цель: Формирование у участников навыков 3D-моделирования в Blender через изучение истории колеса, как основополагающего изобретения в развитии техники и цивилизации.
Задачи:
Образовательные:
Познакомить с историей изобретения колеса, его эволюцией и ключевым значением для прогресса человечества.
Освоить базовые навыки работы с программой Blender: навигация в интерфейсе, создание и модификация примитивов, добавление и перемещение объектов, простейшая анимация.
Научить применять полученные знания и навыки на практике, создавая собственную 3D-модель колеса в Blender.
Развивающие:
Развивать логическое и пространственное мышление через визуализацию и конструирование объектов в 3D-пространстве.
Улучшать навыки работы с компьютерной техникой и специализированным программным обеспечением.
Развивать творческий подход и воображение при создании дизайна колеса.
Улучшить навыки командной работы (при работе в группах) и презентации своих проектов.
Воспитательные:
Воспитывать интерес к истории науки и техники, подчеркивая роль изобретений в развитии цивилизации.
Воспитывать чувство гордости за достижения человеческого разума и инженерной мысли.
Развивать умение работать в команде, оказывать взаимопомощь и сотрудничать при решении задач.
Воспитывать уважение к труду инженеров и конструкторов, создающих мир техники вокруг нас.
Планируемые результаты:
Личностные:
Проявление устойчивого интереса к истории науки и техники, к процессу изобретения и конструирования.
Формирование чувства гордости за достижения человеческого разума и инженерной мысли.
Развитие умения работать в команде, оказывать взаимопомощь и проявлять инициативу при решении технических задач.
Метапредметные:
Развитие логического и пространственного мышления.
Формирование умения планировать свою деятельность и достигать поставленных целей.
Развитие навыков самооценки и рефлексии.
Овладение навыками работы с информацией: поиск, анализ, систематизация.
Развитие коммуникативных навыков: умение слушать и понимать других, грамотно выражать свои мысли.
Предметные:
Знание истории изобретения колеса, его эволюции и значения в развитии цивилизации.
Освоение базовых принципов работы с программой Blender: навигация в интерфейсе, создание примитивов, перемещение и масштабирование объектов, создание простейшей анимации.
Умение создавать 3D-модели колеса в Blender, используя базовые инструменты и приемы.
Умение анимировать вращение колеса в Blender.
Знание основных типов анимации и применение их в моделировании.
Продолжительность: 60 минут.
Материалы:
Компьютеры с установленным ПО Blender.
Проектор и экран для демонстрации презентаций, инструкций и примеров.
Раздаточные материалы: распечатанные фрагменты “древних свитков” с исторической информацией о колесе и загадками.
Распечатанные изображения “древних камней” с логическими задачами о колесе.
Сценарий мастер-класса
-Приветствую вас, юные исследователи! Сегодня мы вновь будем создавать технический прогресс. Знаете ли вы, что объединяет все – от телеги до космического корабля?
-Правильно! Колесо! Почти всё, что нас окружает — от наручных часов до космических станций — обязано своим существованием одному скромному, но гениальному устройству: колесу. Его образ стал синонимом прогресса и инноваций. Но вот парадокс: мы до сих пор не знаем наверняка, кто и когда его создал? И сегодня мы, Хрономеханики, отправимся в прошлое, чтобы разгадать его секреты!»
-К сожалению до нас дошли лишь фрагменты знаний, разбросанные во времени. Ваша задача – как настоящим исследователям: найти, расшифровать и собрать эти фрагменты, а затем…С помощью волшебства Blender, воссоздать колесо во всей его красе! Создать колесо своей мечты! Готовы ли вы к этому захватывающему приключению?
-Тогда отправляемся.
-Как вы думаете, почему строители египетских пирамид, величайшие инженеры своего времени, перемещавшие многотонные блоки, не знали колёсного транспорта, а их современники где-то в горах Европы, возможно, уже вовсю им пользовались?
Новая теория, подкреплённая компьютерным моделированием, предлагает элегантный и немного обескураживающий ответ. Похоже, у колеса не было одного-единственного гения-изобретателя. Оно не родилось в момент озарения. Оно эволюционировало — медленно, случайно и в самом неожиданном месте.
Древний Свиток: Расшифровка послания (10 минут)
-Нам удалось обнаружить древний свиток, спрятанный в глубинах истории! Но, к сожалению, часть текста утеряна, а оставшееся – зашифровано. Как думаете, сможем расшифровать?»
(Раздает командам распечатки фрагментов свитка, в котором пропущены некоторые буквы и слова)
В 1981 году румынский археолог М. Дину сообщил о находках глиняных колёс на игрушечных повозках в поселениях которые он приблизительно датировал второй половиной 5-го тысячелетия до нашей эры. |
В Цюшенской камерной гробнице на мегалитической плите середины 4 тыс. до н. э. были найдены гравировки, схематически изображающие волов, запряжённых в повозку |
Модели четырёхколёсных повозок, сделанные из глины, были найдены в двух погребениях поздней баденской культуры в Будакалаше (Восточная Венгрия), которые датируются 3300—3100 годами до н. э. |
На поселении хоргенской культуры в Прессехаусе (Швейцария) было найдено колесо с квадратным отверстием для крепления оси, которая вращалась вместе с колёсами. |
-Отлично! Вы настоящие лингвисты и историки! Прочитайте, что вам удалось узнать!
-Долгое время основной версией происхождения колеса была теория «катков». Идея логична: чтобы переместить что-то тяжёлое, подложи под него брёвна и кати. Со временем эти брёвна могли как-то трансформироваться в ось с колёсами.
-Чтобы разобраться в этом вопросе,нам нужно больше информации. Давайте обратимся к следующей подсказке.
-Но ее нужно сначала донести, она запечатана в том тяжелом ящике. Давайте опробуем метод катков напрактике.
Дети перемешающ коробку, путем подкладывание алок под ее основание.
-Ну как вам метод? Чего не хватает?
Делятся мыслями по улучшению.
Загадка на Камне: Логическая задача (5 минут)
-Мы обнаружили еще одну реликвию – древний камень с загадочной надписью. Эта загадка поможет нам понять суть колеса, его роль в мире.
-Внимательно прочитайте загадку, обдумайте каждый символ. Ответ кроется в понимании самой сути колеса!»
Загадка: «Я есть всегда и нет меня, я двигаюсь, но остаюсь на месте, я – основа всех механизмов, что я?» Колесо |
-Браво! Вы мыслите как настоящие философы!
-Именно! Колесо – это одновременно и движение, и основа. Оно позволяет нам перемещаться, создавать механизмы, строить цивилизации! И сейчас вы попробуете создать свое собственное колесо, воплотив в нем все свои знания и творчество!
-А как вы думаете для чего пригодилось 1 колесо?
-Новая теория переносит нас из долин Месопотамии в Карпатские горы, на территорию современной Венгрии, примерно в 3900 год до н. э. Археологи обнаружили здесь более 150 миниатюрных глиняных моделей повозок — древнейших из известных науке изображений колёсного транспорта.
Шахта — это совершенно другой мир. Здесь нет ни кочек, ни мягкой почвы. Есть узкие, рукотворные туннели с относительно ровным и твёрдым полом. Это идеальная среда для катков. Но главное, в замкнутом пространстве шахты постоянно переносить катки вручную было бы особенно тяжело и неэффективно. Именно это неудобство, вероятно, и стало катализатором первого прорыва.
Переход от простого катка к колесу не был одним скачком. Это была цепь последовательных усовершенствований, где каждый шаг давал небольшой, но ощутимый практический выигрыш.
-Предподожите какие иновации произошли с перевозками в таких условиях?
-Инновация №1: Посадочные гнёзда. Первым шагом стала доработка не катка, а самой тележки. Шахтёры могли выдолбить на её дне полукруглые пазы (гнёзда), в которые ложились катки. Теперь катки не просто находились под грузом, а были зафиксированы относительно тележки и вращались вместе с ней. Это решало главную проблему — их больше не нужно было перекладывать. Тележка стала единым механизмом.
-Инновация №2: Случайное открытие физики. Вот здесь и начинается самое интересное. Когда каток вращался в своём гнезде, трение неизбежно истирало древесину. Со временем центральная часть катка, контактирующая с пазами, становилась тоньше, чем его края. Возможно, шахтёры и сами начали сознательно утончать середину, чтобы тележка легче преодолевала мелкие неровности.
Сами того не ведая, они наткнулись на фундаментальный физический принцип —чем тоньше ось по сравнению с диаметром колеса, тем меньшее усилие нужно приложить для его вращения. Древние шахтёры заметили простой факт: тележки с «потёртыми» посередине катками толкать легче.
-Но что отличает цилиндр с отверстием от привычного нам вида колеса?
Новые катки изготавливались уже с преднамеренным сужением в центре. Этот процесс, повторяясь снова и снова, постепенно превращал цельный каток в два диска, соединённых тонкой перемычкой. Так, без всякого гениального плана, родилась ось с колёсами.
Подтверждением этой гипотезы служит современное компьютерное моделирование. Инженеры создали алгоритм, который, перебирая сотни форм и стремясь к оптимальному балансу между прочностью и механическим выигрышем, самостоятельно «эволюционировал» от простого цилиндра к той самой форме колеса с осью. Машина, руководствуясь чистой физикой, повторила путь, который древние люди прошли интуитивно.
-И сейчас мы тоже спроектируем такое колесо.
Мастерская Blender: 3D-моделирование (25 минут)
-Добро пожаловать в виртуальную мастерскую Blender! Здесь мы превратим наши знания в реальность! Blender – это мощный инструмент, который используют дизайнеры, художники и инженеры по всему миру. И сегодня вы станете одними из них!
-Посмотрите: это окно 3D-вида, где мы будем создавать наши колеса. Слева – панель инструментов с различными функциями. Сверху – меню с командами. Не пугайтесь, все не так сложно, как кажется на первый взгляд. Я буду рядом и помогу вам!
-Сейчас я покажу, как создать простую форму, перемещать ее, изменять размер. Это как лепить из виртуального пластилина!
В Blender можно добавлять разные фигуры, например круг, так из него мы создадим основу нашего колеса!
-А теперь, давайте создадим трехмерное пространство, с помощью инструмента выдавливания.
-Что бы наше колесо могло крутиться, нужно создать отверствие для оси! Сделаем это с помощью вычитания одной фигуры из другой.
- А сейчас вы сможете создать уникальный дизайн вашему колесу и создать анимацию доля него
(учащиеся уже умеют работать с цветом, текстурами и анимацией)
Практическая работа разработка: дизайна колеса
- Нет неправильных решений! Ваше колесо – это отражение вашей фантазии и вашего видения истории. Главное – получать удовольствие от процесса!
-Из чего делали первые колёса? В основном из дерева, это были цельные диски, не очень прочные, но это было началом! Попробуйте создать вид дерева с помощью материалов и текстур!
Презентация моделей (10 минут)
-Время пришло! Сейчас мы отправимся в путешествие по эпохам, любуясь вашими шедеврами! Каждый из вас представит свое колесо, расскажет, из чего оно сделано, какие детали вы добавили, и как ваша работа связана с историей колеса!
(Каждый участник демонстрирует свою 3D-модель колеса с анимацией вращения и кратко рассказывает о процессе ее создания, использованных материалах и исторических ассоциациях.)
-Потрясающе! Каждое колесо – это уникальное произведение искусства! Вы проявили невероятную фантазию и талант! Вы – настоящие Хрономеханики!
-А теперь, давайте поделимся впечатлениями. Что нового вы узнали сегодня? Что было самым интересным? Что было самым сложным? Какие навыки вы развили? Пригодится ли вам этот опыт в будущем?
-Сегодня вы не только узнали много нового об истории колеса и освоили основы 3D-моделирования, но и научились мыслить творчески, решать задачи, работать в команде. Эти навыки пригодятся вам в любой сфере жизни! А напоминать вам об этом будут наши сувениры (дети получают брелок в виде колеса, созданный на лазерном гравере.
-Помните: колесо – это символ движения вперед! Пусть ваши знания, навыки и творчество всегда ведут вас к новым горизонтам, к новым открытиям и свершениям! До новых встреч в мастерской Хрономехаников!
.png)
