Рабочая программа внеурочной деятельности "Основы 3D моделирования" на базе центра цифрового и гуманитарного профилей

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Званновская средняя общеобразовательная школа»

Глушковского района Курской области

Центр цифрового и гуманитарного профилей

«Точка роста»

Рабочая программа внеурочной деятельности

«Основы 3D моделирования»

Направление: техническая

Возраст обучающихся: 9-11 классы

Составитель:

Жильцова Ольга Александровна,

учитель информатики

с.Званное 2021 г.

Пояснительная записка

Рабочая программа внеурочной деятельности технической направленности «Основы 3D моделирования» составлена для обучающихся основной и средней школы и ориентирована на обучающихся, проявляющих интересы и склонности в области информатики, математики, физики, моделирования, компьютерной графики. В программе решаются задачи по созданию и редактированию 3D моделей с помощью программного обеспечения КОМПАС 3D. КОМПАС 3D – это система трехмерного моделирования для домашнего использования и учебных целей, позволяет создавать трехмерные модели деталей и чертежи.

Направленность программы «Основы 3D моделирования» техническая. Занятия по программе позволят обучающимся приобрести основы владения инструментом для создания интерьеров, технических объектов в редакторе трёхмерной графики, способствуют профориентации детей в области современных компьютерных технологий. Освоение данной программы позволяет решить проблемы, связанные с недостаточным уровнем развития абстрактного мышления, существенным преобладанием образно-визуального восприятия над другими способами получения информации.

Деятельность по моделированию способствует воспитанию активности школьников в познавательной деятельности, развитию высших психических функций (повышению внимания, развитию памяти и логического мышления), аккуратности, самостоятельности в учебном процессе.

Поддержка и развитие детского технического творчества соответствуют актуальным и перспективным потребностям личности и стратегическим национальным приоритетам Российской Федерации.

Базовой основой для проектирования региональной стратегии развития научно-технического творчества, учебно-исследовательской деятельности обучающихся и молодежи являются нормативные и правовые акты:

• Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ.

• Конституция Российской Федерации (принята всенародным голосованием
  12.12.1993 с изменениями, одобренными в ходе общероссийского голосования
  01.07.2020).

• Паспорт национального проекта «Образование» (утверждён президиумом Совета
  при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам, протокол от
  24.12.2018 № 16).

• Государственная программа Российской Федерации «Развитие образования»
  (утверждена постановлением Правительства РФ от 26.12.2017 № 1642 (ред. от 22.02.2021)
  «Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие образования»).

• Стратегия развития воспитания в Российской Федерации на период до 2025 года
  (утверждена распоряжением Правительства РФ от 29.05.2015 №996-р «Об утверждении
  Стратегии развития воспитания в Российской Федерации на период до 2025 года»).

• Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (утверждён приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 1897) (ред. 21.12.2020).

• Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (утверждён приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 мая 2012 г. № 413) (ред.11.12.2020).

• Методические рекомендации по созданию мест для реализации основных и дополнительных общеобразовательных программ цифрового, естественнонаучного, технического и гуманитарного профилей в общеобразовательных организациях, расположенных в сельской местности и малых городах, и дистанционных программ обучения определенных категорий обучающихся, в том числе на базе сетевого взаимодействия. (Утверждены распоряжением Министерства просвещения Российской Федерации от 1 марта 2019 г. № Р-23).

• Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28 сентября 2020 г. N 28 "Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 "Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи".

Актуальность данного курса заключается в том, что он способствует формированию целостной картины мира у школьников в подростковом возрасте, позволяет им определить свое место в мире для его деятельностного изменения. Решающее значение имеет способность к пространственному воображению. Пространственное воображение необходимо для чтения чертежей, когда из плоских проекций требуется вообразить пространственное тело со всеми особенностями его устройства и формы. Как и любая способность, пространственное воображение может быть улучшено человеком при помощи практических занятий. Как показывает практика, не все люди могут развить пространственное воображение до необходимой конструктору степени, поэтому освоение 3D-моделирования в основной и средней школе призвано способствовать приобретению соответствующих навыков.

Данная программа ориентирована на систематизацию знаний и умений по курсу «Основы 3D моделирования». Практические задания, выполняемые в ходе изучения материала курса, готовят учеников к решению ряда задач, связанных с построением объектов геометрии и изобразительного искусства.

Курс с одной стороны призван развить умения использовать трехмерные графические представления информации в процессе обучения в образовательном учреждении общего среднего образования, а с другой – предназначен для прикладного использования обучающимися в их дальнейшей учебной или производственной деятельности.

В основу программы положены следующие принципы обучения:

– принцип деятельности (обучающийся должен уметь самостоятельно ставить цели и организовывать свою деятельность для их достижения).

– принцип непрерывности (преемственность между всеми ступенями и этапами
обучения);

– принцип целостности (формирование у обучающихся обобщенного системного представления о мире (природе, обществе, самом себе);

– принцип психологической комфортности (создание на занятиях доброжелательной
атмосферы, ориентированной на реализацию идей педагогики сотрудничества, развитие диалоговых форм общения);

– принцип творчества (максимальная ориентация на творческое начало в
образовательном процессе, приобретение учащимися собственного опыта творческой
деятельности).

Практическая значимость программы заключается в приобщении обучающихся к
самым разнообразным формам проявления технической мысли и на этой основе –
формирование у учащихся творческих способностей и интересов. В соответствие с
программой, учащиеся изучают:

– Примеры инженерных объектов.

– Правила создания чертежей и чтения чертежей деталей и сборочных объектов.

– Правила нанесения размеров и обозначений на чертеже.

– Нормы и требования ГОСТ ЕСКД на оформление конструкторской документации.

Отличительной особенностью программы от уже существующих является
применение на занятиях информационных технологий и проектной деятельности.

Преемственность программы заключается в том, что Полученные знания учащиеся смогут использовать в школе:

– на уроках информатики и ИКТ в рамках изучения векторной графики и трехмерного моделирования и проектирования;

– на интегрированных уроках геометрии и ИКТ, для развития пространственного мышления;

– при изучении и проектировании объектов материальной культуры, на занятиях по
краеведению и истории;

– на уроках по Технологии и трудовому обучению, при выполнении проектов;

– в курсе «Изобразительное искусство, дизайн»;

– на уроках физики и химии для виртуального моделирования оборудования.

Цель и задачи программы

Цель программы:

• Показать возможности современных программных средств для обработки трёхмерных изображений и познакомить обучающихся с принципами и инструментарием работы в трехмерных графических редакторах, с возможностями 3D печати.

Реализация поставленной цели предусматривает решение следующих задач:

Задачи:

• Развитие творческого мышления при создании 3D моделей.

• Формирование интереса к технике, конструированию, программированию, высоким технологиям.

• Развитие логического, алгоритмического и системного мышления.

• Формирование навыков моделирования через создание виртуальных объектов в предложенной среде конструирования.

• Углубление и практическое применение знаний по математике (геометрии).

• Расширение области знаний о профессиях.

• Участие в олимпиадах, фестивалях и конкурсах технической направленности с индивидуальными и групповыми проектами.

Общая характеристика

Основным содержанием данного курса является формирование умений по созданию и редактированию трехмерных моделей, изучение особенностей и приемов манипулирования виртуальными объектами в программной среде КОМПАС 3D. Итоги курса подводятся по результатам разработки обучающимися творческих мини-проектов 3D моделей с последующим обсуждением и защитой этих проектов.

Место в учебном плане

Программа рассчитана на 1 год, с проведением занятий 2 раз в неделю. Продолжительность занятия 2,5 часа с перерывом в 15 минут.

Форма занятий - групповая. В группе может находиться до 10 человек.

Содержание занятий отвечает требованию к организации внеурочной деятельности. Подбор заданий отражает реальную интеллектуальную подготовку детей, содержит полезную и любопытную информацию, способную дать простор воображению.

Планируемые результаты освоения курса

Личностные результаты:

• формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности, обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;

• формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики;

• развитие осознанного и ответственного отношения к собственным поступкам при работе с графической информацией;

• формирование коммуникативной компетентности в процессе образовательной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности.

Метапредметные результаты:

• умение ставить учебные цели;

• умение использовать внешний план для решения поставленной задачи;

• умение планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей и условиями ее реализации;

• умение осуществлять итоговый и пошаговый контроль выполнения учебного задания по переходу информационной обучающей среды из начального состояния в конечное;

• умение сличать результат действий с эталоном (целью);

• умение вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи с ранее поставленной целью;

• умение оценивать результат своей работы с помощью тестовых компьютерных программ, а также самостоятельно определять пробелы в усвоении материала курса.

Предметные результаты:

• умение использовать терминологию моделирования;

• умение работать в среде КОМПАС 3D;

• формирование представления об основных изучаемых понятиях: модель, эскиз, сборка, чертёж;

• повышение уровня развития пространственного мышления и, как следствие, уровня
  развития творческих способностей;

• обобщение имеющихся представлений о геометрических фигурах, выделение связи и отношений в геометрических объектах;

• формирование навыков, необходимых для создания моделей широкого профиля и
  изучения их свойств;

• документирование результатов труда и проектной деятельности;

• проектирование виртуальных и реальных объектов и процессов, использование
  системы автоматизированного проектирования;

• моделирование с использованием средств программирования;

• выполнение в 3D масштабе и правильное оформление технических рисунков и эскизов разрабатываемых объектов;

• грамотное пользование графической документацией и технико-технологической
  информацией, которые применяются при разработке, создании и эксплуатации
  различных технических объектов;

• осуществление технологические процессов создания материальных объектов,
  имеющих инновационные элементы.

• умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

• владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;

• умение 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;

• умение создавать, применять и преобразовывать графические объекты для решения учебных и творческих задач;

• умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации;

• поиск и выделение необходимой информации в справочном разделе учебников;

• владение устной и письменной речью.

Формы организации учебных занятий:

• проектная деятельность,

• самостоятельная работа;

• работа в парах, в группах;

• творческие работы;

• знакомство с научно-популярной литературой.

Формы контроля:

• опрос;

• практические работы;

• мини-проекты.

Методы обучения:

• Познавательный (восприятие, осмысление и запоминание учащимися нового материала с привлечением наблюдения готовых примеров, моделирования, изучения иллюстраций, восприятия, анализа и обобщения демонстрируемых материалов).

• Метод проектов (при усвоении и творческом применении навыков и умений в процессе разработки собственных моделей).

• Систематизирующий (беседа по теме, составление систематизирующих таблиц, графиков, схем и т.д.).

• Контрольный метод (при выявлении качества усвоения знаний, навыков и умений и их коррекция в процессе выполнения практических заданий).

• Групповая работа.

В течение года, для определения результативности проводятся опросы.
В конце обучения обучающиеся разрабатывают итоговый проект по 3D моделированию в
программе «КОМПАС 3D».

Тематическое планирование

Содержание программы

Введение в 3D моделирование (4 часа)

Инструктаж по технике безопасности. Аддитивные технологии. Экструдер и его устройство. Основные пользовательские характеристики 3D принтеров. Термопластики. Технология 3D печати. Понятие 3D модели и виртуальной реальности. Области применения и назначение.

Знакомство с КОМПАС 3D (2 часа)

Вход и выход программы. Интерфейс программы Компас 3D. Основные типы документов.

Геометрические «примитивы» КОМПАС 3D (7 часов)

Единицы измерения и системы координат. Панель свойств. Настройки и оформление панели свойств. Компактная панель. Инструментальная панель. Инструменты: «отрезок», «окружность», «вспомогательная линия», «дуга», «фаска и скругление»

Способы нанесения размеров (8 часов)

Общие сведения о размерах. Глобальные привязки. Локальные привязки. Лекальные кривые. Сопряжение. Изменение параметров размеров.

Редактирование детали (7 часов)

Операции: копирования, сдвиг, удаление, симметрия, масштабирование. Цветовая гамма. Системные линии. Изменение параметров. Выполнение штриховки.

Конструирование в 2D (7 часов)

История орнаментов. Операции копирования по кривой, по окружности. Понятия: мотив, ритм, симметрия. Виды орнамента. Способы построения орнаментов

Выполнение моделей 2D (6 часов)

Построение собственных моделей по эскизам. Применение операций редактирования.

Моделирование в 3D (28 часов)

Общие принципы моделирования. Основные термины моделирования. Эскизы, контуры, операции. Моделирование деталей. Дерево модели. Редактирование в дерево модели. Панель редактирования детали. Операция выдавливания. Раскрашивание. Создание эскизов для моделирования 3D. Операция «ребро жесткости». Операция «зеркальный массив». Операция вращения. Выбор главного вида детали. Ассоциативные виды. Приёмы работы с ассоциативными видами. Построение простых и сложных разрезов. Местный разрез. Вид с разрывом. Способы построения группы тел. Установка тел друг на друга, операция приклеивания. Элементы дизайна. Создание кинематического элемента. Построение пространственных кривых.

Творческие проекты (15 часов)

Выполнение творческих заданий и мини-проектов по созданию 3D моделей.

Календарно-тематическое планирование внеурочной деятельности
«Основы 3D моделирования»

Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение

Список литературы для учащихся:

1. А.А.Богуславский, Т.М. Третьяк, А.А.Фарафонов. КОМПАС-3D Практикум для начинающих–М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2006 г. (серия «Элективный курс Профильное обучение»)

2. Азбука КОМПАС 3D V15. ЗАО АСКОН. 2014 год. 492 с.

3. Анатолий Герасимов. Самоучитель. КОМПАС 3D V12. - БХВ-Петербург. 2011 год. 464с.

4. Потемкин А. Твердотельное моделирование в системе КОМПАС-3D. – С-П: БХВ-Петербург 2014г.

Список литературы для учителя:

1. КОМПАС-3D LT. Трехмерное моделирование. Практическое руководство.

2. КОМПАС-3D LT: учимся моделировать и проектировать на компьютере. Разработчик А.А.Богуславский, И.Ю. Щеглова, Коломенский государственный педагогический институт.

Электронные ресурсы:

1. http://www.kompasvideo.ru/lessons/ - Видео уроки КОМПАС 3D

2. http://kompas-edu.ru - Методические материалы размещены на сайте «КОМПАС в образовании»

3. http://www.ascon.ru – сайт фирмы АСКОН.

4. http://kursak.net/prakticheskie-raboty-v-sapr-kompas-3d/ - Практические работы в САПР «Компас-3D»

Технические средства обучения

• демонстрационное оборудование, предназначенное для демонстрации изучаемых объектов;

• вспомогательное оборудование и устройства, предназначенные для обеспечения эксплуатации учебной техники, удобства применения наглядных средств обучения, эффективной организации проектной деятельности, в т. ч. принтер, сканер.

• дополнительные мультимедийные (цифровые) образовательные ресурсы, интернет-ресурсы, аудиозаписи, видеофильмы, слайды, мультимедийные презентации, тематически связанные с содержанием курса;

• Программное обеспечение: КОМПАС-3D LT