Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «3D-моделирование»

Управление образования администрации города Магнитогорска

Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования

«Дворец творчества детей и молодёжи» города Магнитогорска

Дополнительная общеобразовательная

общеразвивающая программа

«3D-моделирование»

Направленность: техническая

Уровень: ознакомительный

Возраст обучающихся: 8-13 лет

Срок реализации: 2 года (360 часов)

Составитель:

Кариева Светлана Геннадьевна,

педагог дополнительного образования

г. Магнитогорск, 2021

содержание

РАЗДЕЛ 1. КОМПЛЕКС ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОГРАММЫ. 3

Пояснительная записка ……………………………………………. 3

Цель и задачи образовательной программы……………………… 4

Содержание программы…………………………………………….5

Планируемые результаты………………………………………… 14

РАЗДЕЛ 2. КОМПЛЕКС ОРГАНИЗАЦИОННО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ………………………………………………………………………. 16

2.1Календарный учебный график…………………………………… 16

2.2.Учебный план………………………………………………………16

2.3.Условия реализации программы…………………………………. 17

2.4.Формы аттестации...………………………………………………. 17

2.5.Методические материалы………………………………………… 17

2.6.Список литературы………………………………………………...19

Раздел 1. Комплекс основных характеристик программы

Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа технической направленности «3D-моделирование» (далее – Программа) разработана в соответствии с требованиями Федерального Закона «Об образовании в Российской Федерации» № 273-ФЗ от 29.12.2012, Концепцией развития дополнительного образования детей, утвержденной Распоряжением Правительства РФ от 04.09.2014 №1726, Приказом Министерства просвещения Российской Федерации № 196 от 09.11.2018 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам», Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 04.07.2014г. №41 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей».

Актуальность. Социальный заказ современного общества на трансформацию инженерного образования и подготовки «инженеров будущего» связан с необходимостью реализации Стратегии научно-технического развития России.

В качестве ответа на необходимость формирования нового инженерного мышления в учебных программах появляются новые дисциплины, такие как инженерная психология, инженерная экономика, прикладная экология, дизайн, социология техники и другие. Сегодня современному рынку нужны инженеры-лидеры, специалисты-универсалы, умеющие мыслить системно, видеть общую картину и разрабатывать продукты, которые они способны самостоятельно довести от стадии идеи до производства.

В связи с вышеизложенным дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «3D-моделирование» направлена на формирование у обучающихся начальных инженерных компетенций в области создания пространственных моделей, творческого подхода к решению задач по трёхмерному моделированию, что будет способствовать дальнейшему обучению основам алгоритмизации и программирования.

Отличительной особенностью в данном направлении является применение в 3D-моделировании технологии рисования 3D-ручкой. Для создания трёхмерных моделей используется нагретый биоразлагаемый пластик, застывающие нити которого можно располагать в различных плоскостях, что позволяет рисовать в пространстве и создавать объёмные модели. Именно работа с 3D-ручкой лежит в основе разработанной дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «3D-моделирование».

Педагогическая целесообразность программы заключается в создании необходимых условий для личностного развития обучающихся, позитивной социализации и профессионального самоопределения. Программа ориентирована на удовлетворение индивидуальных потребностей обучающихся в интеллектуальном, художественно-эстетическом, нравственном развитии, а также на выявление, развитие и поддержку талантливых детей в занятии научно-техническим творчеством.

Адресат программы. Программа предназначена для детей 8-13 лет.

Такой большой возрастной охват объясняется минимальным набором начальных навыков ребёнка, при котором возможно достижение максимальной результативности реализации программы. Состав группы – не более 10 человек. Набор детей в объединение свободный.

Срок реализации программы 1 учебный год, 144 учебных часов. Групповые очные занятия проводятся 2 раза в неделю, начиная с 10 сентября и до конца мая. Продолжительность занятия 1,5 часа с перерывом на отдых. Режим организации занятий по данной дополнительной общеобразовательной программе соответствует нормам, утвержденным «СанПин к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей» № 41 от 04.07.2014 (СанПин 2.4.43172 -14, пункт 8.3).

Цель и задачи образовательной программы

Целью образовательной программы является создание условий для успешного обучения детей созданию объемных моделей, используя технологию рисования 3D-ручкой.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1). Образовательные задачи (предметные):

- познакомить с трехмерным моделированием, назначением, промышленным и бытовым применением, перспективами развития,

- научить создавать трехмерные модели на плоскости и в пространстве с помощью 3D-ручки,

- познакомить с рисованием в координатной плоскости;

2). Метапредметные задачи:

- развивать образное, техническое мышление и умение выразить свой замысел,

- развивать умения работать по предложенным шаблонам и инструкциям по сборке моделей,

- развивать умения творчески подходить к решению задачи;

3). Личностные задачи:

- формировать навыки выполнения коллективных творческих проектов,

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

- способствовать развитию интереса к технике и моделированию.

Содержание программы

Содержание программы включает в себя три основных раздела:

1). Теоретические основы трехмерного моделирования;

2). Рисование на плоскости с использованием 3D-ручки;

3). Рисование в пространстве с использованием 3D-ручки.

Тематический план первого года обучения

Содержание тематического плана первого года обучения

Вводное занятие (2 ч.)

Теория (1 ч.)

Первое знакомство с 3D-ручкой. История появления, виды 3D-ручек, виды пластика (PLA и ABS). Принцип работы 3D-ручки. Демонстрация возможностей 3Dручки. Техника безопасности при работе с 3D-ручкой. Организация рабочего места. Проведение опроса учащихся об их опыте работы с 3D-ручкой.

Практика (1 ч.)

Первое самостоятельное использование 3D-ручки: подключение, выбор пластика и режима работы, заправка ручки пластиком. Рисование простой фигуры (квадрат, круг, треугольник). Самостоятельная замена пластика в 3Dручке.

Раздел 1. Теоретические основы трехмерного моделирования

Теория (11 ч.)

Задачи 3Dмоделирования, понятия «модель», основные виды моделирования, процесс моделирования, оценка модели.

Общие понятия и представления о форме. Геометрическая основа строения формы предметов. Способы создания трёхмерных объектов: соединение между собой плоских модулей, каркасное моделирование.

Краткая характеристика материалов, используемых в 3D-рисовании.

Применение шаблонов и готовых форм при работе с 3D-ручкой. Понятие рисунка, эскиза, чертежа. Понятие композиционной организации пространства.

Практика (39 ч.)

Работа с 3D-ручкой, исследование процесса нагревания, замена пластика, использование разных видов пластика, испытание разных скоростей подачи материала. Выполнение линий разных видов. Способы заполнения межлинейного пространства.

Работа на бумаге, создание простой модели с помощью карандаша и линейки.

Практическая работа «Создание плоской фигуры по шаблону». Создание простых трёхмерных объектов из плоских модулей. Разработка эскиза. Каркасное моделирование геометрических форм шара, конуса, цилиндра. Создание выразительных образов с использованием художественного оформления и декорирования моделей.

Раздел 2. Рисование на плоскости с использованием 3D-ручки

Теория (3 ч.)

Координатная плоскость. Рисунки на координатной плоскости. Основные техники рисования 3D-ручкой на плоскости, важность цельного контура, техники закрашивания плоскости.

Практика (10 ч.)

Выполнение заданий по рисованию в координатной плоскости. Разработка своего рисунка по координатам. Моделирование и художественное конструирование на заданную тему.

Раздел 3. Рисование в пространстве с использованием 3D-ручки

Теория (12,5 ч.)

Важность создания эскиза будущей композиции и объекта в трехмерном моделировании. Создание объёмной фигуры из плоских и объёмных элементов и с помощью изготовления каркасов. Техника скрепления разных элементов. Простые способы соединения подвижных частей модели.

Практика (68,5 ч.)

Практическая работа «Создание объёмной фигуры, состоящей из плоских деталей». Создание трёхмерных объектов с помощью каркасного моделирования. Моделирование и художественное конструирование на заданную тему. Приоритетные темы: День народного единства, День космонавтики, День победы. Создание авторского или коллективного проекта для оформления тематической выставки.

Тематический план второго года обучения

Содержание тематического плана второго года обучения

Вводное занятие (2 ч.)

Теория (1 ч.)

Знакомство с планом работы объединения в новом учебном году. Актуальность 3D-технологии и 3D-моделирования в современном обществе. Инструктаж по технике безопасности. Организация рабочего места. Подробное изучение внутреннего устройства 3D-ручки.

Практика (1 ч.)

Самостоятельная разборка и сборка 3D-ручки. Исправление и ремонт наиболее частых поломок 3D-ручки.

Раздел 1. Теоретические основы трехмерного моделирования

Теория (25 ч.)

Задачи 3Dмоделирования. Сферы применения трехмерного моделирования. Общие понятия и представления о трёхмерной модели. Основные виды моделирования, процесс моделирования, оценка модели. Краткая характеристика материалов, используемых в 3D-печати и рисовании. Эскизная графика и шаблоны при работе с 3D-ручкой. Понятия рисунка, эскиза, схемы, чертежа.

Геометрические основы строения призмы, цилиндра, конуса, куба, параллелепипеда. Приёмы построения трёхмерных объектов сложной формы путём манипулирования моделями геометрических тел и способы их подвижного соединения между собой.

Способы и приёмы создания художественного выразительного образа.

Понятие проектной деятельности.

Практика (65 ч.)

Работа на бумаге, создание простой модели с помощью карандаша и линейки. Выполнение проекционного чертежа геометрических тел от руки и с помощью чертёжных инструментов.

Разработка проектов на заданную и свободную тему.

Раздел 2. Объёмное рисование в пространстве с использованием 3D-ручки

Теория (19 ч.)

Важность создания чертежа в трехмерном моделировании, основы чертежа.

Комбинирование материалов в 3D-моделировании в разных областях, расширение возможностей моделей. Материалы для комбинирования, преимущества.

Практика (107 ч.)

Практическая работа «Создание сложной объёмной модели с подвижными деталями, состоящей из нескольких материалов».

Моделирование и художественное конструирование на свободную и заданную тему. Приоритетные темы: знаменательные события, приуроченные к государственным и национальным праздникам России, памятным датам и событиям российской истории и культуры.

Создание авторского или коллективного проекта для оформления тематической выставки.

Подготовка к муниципальному и региональному этапам олимпиады по 3D-рисованию.

Планируемые результаты

Обучающиеся по дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе «3D-моделирование»:

знают:

‒ основы трехмерного моделирования;

‒ основные понятия «моделирование», «трёхмерное пространство», «рисунок», «эскиз», «схема», «чертеж»;

‒ способы создания 3D-моделей;

‒ конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;

умеют:

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

‒ создавать 3D-рисунки и 3D-модели;

‒ ориентироваться в трёхмерном пространстве сцены;

‒ эффективно использовать базовые инструменты создания объектов;

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

‒ объединять созданные объекты в функциональные группы;

владеют:

‒ навыками проекционного черчения;

‒ навыками рисования в плоскости;

‒ навыками рисования 3D-ручкой на плоскости и в пространстве;

‒ навыком совмещения материалов при работе с пластиком;

‒ опытом публичной защиты проекта

Ожидаемыеличностные результаты включают готовность и способность к самостоятельному обучению на основе учебно-познавательной мотивации, в том числе готовности к выбору направления профильного образования с учетом устойчивых познавательных интересов. Освоение материала курса как одного из инструментов информационных технологий в дальнейшей учёбе и повседневной жизни.

Ожидаемыеметапредметные результаты обучающихся: Регулятивные универсальные учебные действия:

‒ освоение способов решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях;

‒ формирование умений ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели, создавать наглядные динамические графические объекты в процессе работы;

‒ оценивание получающегося творческого продукта и соотнесение его с изначальным замыслом, выполнение по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла.

Познавательные универсальные учебные действия:

‒ строить рассуждение от общих закономерностей к частным явлениям и от частных явлений к общим закономерностям, строить рассуждение на основе сравнения предметов и явлений, выделяя при этом общие признаки.

Коммуникативные универсальные учебные действия:

‒ формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий.

Раздел 2. Комплекс организационно-педагогических условий

2.1. Календарный учебный график

Режим организации занятий по данной дополнительной общеобразовательной программе определяется календарным учебным графиком и соответствует нормам, утвержденным «СанПин к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей» № 41 от 04.07.2014 (СанПин 2.4.43172 -14, пункт 8.3).

2.2. Учебный план

2.3. Условия реализации программы

Для реализации дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе «3D-моделирование» необходимо помещение для теоретических занятий, просмотров презентаций и видео материалов, проведения практических занятий, оборудованное средствами:

‒ рабочий стол для педагога;

‒ персональный компьютер;

‒ проектор (интерактивная доска);

‒ рабочие место для учащихся (40-50 см2 для каждого, возможно парта на двоих учеников, возможно один большой рабочий стол на всех);

‒ 3D-ручка для каждого обучающегося;

‒ пластик разных цветов.

2.4. Формы аттестации

Формы аттестации разработаны для определения соответствия уровня полученных обучающимися знаний, умений и навыков планируемым результатам образовательной программы. Контроль и оценка образовательной деятельности осуществляется постоянно, по мере изучения материала.

Итоговая аттестация представляет собой оценку качества усвоения обучающимися содержания образовательной программы за весь период обучения и проводится в конце учебного года в форме итогового занятия.

2.5.Методические материалы

Для реализации данной образовательной программы используются следующие методы обучения:

1). Методы, используемые на занятиях по источнику знаний:

- словесные: беседа, рассказ, объяснение;

- наглядные: иллюстрация, демонстрация, наблюдение, показ видеоматериалов;

- практические: игра, упражнения.

2). Методы по характеру учебной деятельности:

- репродуктивные;

- проблемные;

- объяснительно-иллюстративные;

- поисковые;

- эвристический.

3) Методы по степени активности педагога и обучающихся:

- активные;

- интерактивные.

Образовательный процесс строится на основе применения следующих педагогических технологий:

Образовательный процесс строится на основе применения следующих педагогических технологий:

Технология личностно-ориентированного обучения направлена на максимальное развитие индивидуальных познавательных способностей обучающихся. Содержание, методы и приемы личностного ориентирования направлены на то, чтобы раскрыть и использовать субъективный опыт каждого обучающегося, помочь становлению личности путем организации познавательной деятельности.

Технология развивающего обучения, при котором главной целью является не приобретение знаний, умений и навыков, а создание условий для развития психологических особенностей: способностей, интересов, личностных качеств и отношений между людьми; при котором учитываются и используются закономерности развития, уровень и особенности индивидуума.

Групповые технологии предполагают организацию совместных действий, коммуникацию общения, взаимопомощь. Особенности групповой технологии заключаются в том, что учебная группа делится на подгруппы для решения и выполнения конкретных задач: групповые задания выполняются так, чтобы был виден вклад каждого обучающегося.

Технология исследовательского (проблемного) обучения предусматривает организацию проблемных ситуаций, при которых ребенок самостоятельно находит путь к их разрешению.

Здоровье сберегающие технологии, создающие максимально возможные условия для сохранения, укрепления и развития духовного, эмоционального, интеллектуального, личностного и физического здоровья обучающихся.

Также на занятиях активно применяются информационно-коммуникационные технологии, которые значительно повышают интерес детей к занятиям, уровень познавательных возможностей детей. Информационные технологии обеспечивают личностно-ориентированный подход. Возможности компьютера позволяют увеличить объём предлагаемого для ознакомления материала. Каждое занятие имеет следующую структуру: организационный момент, теоретическая часть, практическая часть, подведение итогов.

2.6.Список литературы

3D-принтер: история создания машины будущего / Акбутин Э. А.,

Доромейчук Т. Н. // Юный ученый. – 2015. – №1. – С. 97-98.

3D-ручки – зачем они нужны и в чем различаются / Geektimes

[Электронный ресурс] – Электрон. дан. – URL: https://geektimes.ru/company/top3dshop/blog/284340/

3D-ручка: что это такое, как лучше выбрать 3D-ручку, самые

лучшие 3D-ручки / 3d4all [Электронный ресурс] – Электрон. дан. – URL: http://3d4all.pro/more/articles/kak-luchshe-vybrat-3d-ruchku/.

3D-ручка / Энциклопедия 3D-печати – 3DToday [Электронный

ресурс] – Электрон. дан. – URL: http://3dtoday.ru/wiki/3d_pens/.

Ившин К. С., Башарова А. Ф. Принципы современного трехмерного

моделирования в промышленном дизайне [Текст] / К. С. Ившин, А. Ф. Башарова // Архитектон: известия вузов. – № 39. – Сентябрь 2012. – С. 101- 113

Красильникова В.А. Использование информационных и

коммуникационных технологий в образовании [Текст]: Учебное пособие / В.А. Красильникова. – М.: Директ-Медиа, 2013. – 292 с.

Курс рисования 3D -ручкой / Компании 3DProsto.NET

[Электронный ресурс] – Электрон. дан. – URL: http://3dprosto.net/collection/kurs-risovaniya-3d-ruchkoy.

Моделирование с помощью 3D-ручки / [Электронный ресурс] –

Электрон. дан. – URL: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова https://miem.hse.ru/3dpen/.

Трёхмерная графика / Wikipedia [Электронный ресурс] – Электрон.

дан. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Трёхмерная_графика.

Чернышев С. Л. Фигурные числа. Моделирование и классификация

сложных объектов [Текст] / С. Л. Чернышев; предисл. А. М. Дмитриева. – М.: URSS: КРАСАНД, 2014. – 388 с.

Что такое 3D-ручка? / Make 3D [Электронный ресурс] – Электрон.

дан. – URL: https://make-3d.ru/articles/chto-takoe-3d-ruchka/.