«3D - моделирование, автоматика и робототехника»

«3D - моделирование,

  автоматика и робототехника».

3D - моделирование — прогрессивная отрасль мультимедиа, позволяющая осуществлять процесс создания трехмерной модели объекта при помощи специальных компьютерных программ. Моделируемые объекты выстраиваются на основе чертежей, рисунков, подробных описаний и другой информации. Построение простых систем автоматики и робототехники, вторая часть программы, ориентированная на не профессиональных пользователей. Эта часть состоит из бесплатной программной оболочки (IDE) для написания программ, их компиляции и программирования аппаратуры. Аппаратная часть представляет собой набор печатных плат. Полностью открытая архитектура системы позволяет свободно копировать, подключать любые устройства: моторчики, лампочки, сенсоры, роутеры, динамики.

Данная программа реализуется в технической направленности. 

Новизна: работа с 3D графикой, построение простых систем автоматики и робототехники - одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники, дизайнеры, конструкторы автоматики и робототехники. Люди осваивают азы трехмерного моделирования и конструирования достаточно быстро и начинают применять свои знания на практике.

Актуальность заключается в том, что данная программа связана с процессом информатизации и необходимостью для каждого человека овладеть новейшими информационными технологиями для адаптации в современном обществе и реализации в полной мере своего творческого потенциала. Любая творческая профессия требует владения современными компьютерными технологиями. Результаты технической фантазии всегда стремились вылиться на бумагу, а затем и воплотиться в жизнь. Если раньше, представить то, как будет выглядеть дом или интерьер комнаты, автомобиль или теплоход мы могли лишь по чертежу или рисунку, то с появлением компьютерного трехмерного моделирования и применение автоматики и робототехники стало возможным создать не только объёмное изображение спроектированного сооружения, но и превратить его в «Умный дом». Передовые технологии позволяют добиваться потрясающих (эффективных) результатов.

Педагогическая целесообразность в том, что данная программа позволит выявить заинтересованных обучающихся, проявивших интерес к знаниям, оказать им помощь в формировании устойчивого интереса к построению моделей с помощью 3Д-принтера, 3Д-ручки и управляемых программных комплексов. В процессе создания моделей, обучающиеся научатся объединять реальный мир с виртуальным, это повысит уровень пространственного мышления, воображения.

Практическая значимость: трёхмерная графика активно применяется для создания изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции в науке и технике, современных компьютерных играх, применяется при презентациях проектов. А создание простых автоматизированных систем, позволяет моделировать механические устройства автоматики по эскизам и чертежам.

Отличительные особенности: программа личностно-ориентирована и составлена так, чтобы каждый ребёнок имел возможность самостоятельно выбрать наиболее интересный объект работы, приемлемый для него. На занятиях применяются информационные технологии и проектная деятельность.

Ключевые понятия:

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. (Википедия)

Трёхмерная графика (3D Graphics) — раздел компьютерной графики, совокупности приёмов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов. (Википедия)

3D-принтер — это периферийное устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по цифровой 3D - модели. В зарубежной литературе данный тип устройств также именуют фабберами, а процесс трехмерной печати -  быстрым прототипированием. (Википедия)

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

Аппаратная часть Arduino - электронный конструктор и удобная платформа быстрой разработки электронных устройств для новичков.

Программная часть с открытой архитектурой и программному коду, устройство программируется через USB без использования программаторов. Язык программирования устройств Ардуино основан на C/C++.

Технопарк. pptx

Кружок «3D - моделирование, автоматика и робототехника» СОШ№ 1.

Руководитель:

Цель - создать условия для успешного использования учащимися компьютерных технологий в учебной деятельности, обучить созданию электронных моделей, способствовать формированию творческой личности.

Задачи:

Основные формы и методы

Формы обучения:

Индивидуальная. Групповая. Самостоятельная работа. Проектная деятельность

Методы и приемы организации образовательного процесса:

Инструктажи, беседы, разъяснения Наглядный фото и видеоматериалы Практическая работа с программами (игровые); 3D принтером и электронным конструктором Инновационные методы (поисково - исследовательский, проектный, игровой); Решение технических задач, проектная работа. Познавательные задачи, учебные дискуссии, участие в вебинарах, создание ситуации новизны, ситуации гарантированного успеха и т. д. Метод стимулирования (участие в конкурсах, поощрение, персональная выставка работ).

Возраст детей и их психологические особенности: программа рассчитана на обучающихся 11­-16 лет. Состав группы 12 человек. Набор детей в объединение - свободный.

Подростковый возраст — остро протекающий переход от детства к взрослости. Данный период отличается выходом ребенка на качественно новую социальную позицию, в которой формируется его сознательное отношение к себе как члену общества. Важнейшей особенностью подростков является постепенный отход от прямого копирования оценок взрослых к самооценке, все большая опора на внутренние критерии. Основной формой самопознания подростка является сравнение себя с другими людьми — взрослыми, сверстниками. Поведение подростка регулируется его самооценкой, а самооценка формируется в ходе общения с окружающими людьми. Первостепенное значение в этом возрасте приобретает общение со сверстниками. Общаясь с друзьями, младшие подростки активно осваивают нормы, цели, средства социального поведения, вырабатывают критерии оценки себя и других, опираясь на заповеди «кодекса товарищества». Педагогов воспринимают через призму общественного мнения группы.

Прогнозируемые результаты: в результате освоения данной образовательной программы ожидается, что учащийся сможет выполнить полностью цикл создания комплексной трёхмерной модели на заданную тему, от обработки темы до совмещения различных моделей. По окончании обучения ожидается: что обучающиеся

Будут знать: - основы компьютерных технологий.

  Будут уметь: - работать с персональным компьютером на уровне пользователя; - пользоваться редактором трёхмерной графики - «Blender»;

- пользоваться редактором векторной графики - «Inskape tutorial»;

- пользоваться программой управления принтером - «Repetier-Host»;

- использовать и настраивать слайсеры - Slic3r и Cura; - создавать трёхмерную модель реального объекта;

- пользоваться электронным конструктором Arduino и создавать управляемые комплексы.

- уметь выбрать устройства и носители информации в соответствии с решаемой задачей.

Организационно-педагогические условия реализации программы:

Образовательный процесс осуществляется на основе учебного плана, рабочей программы и регламентируется расписанием занятий.

В качестве нормативно-правовых оснований проектирования данной программы выступает Федеральный закон Российской Федерации от 01.01.2001 г. «Об образовании в Российской Федерации», приказ Министерства образования Российской Федерации от 01.01.2001 г. № 000 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам», Устав школы, правила внутреннего распорядка, обучающихся школы, локальные акты школы. Указанные нормативные основания позволяют образовательному учреждению разрабатывать образовательные программы с учетом интересов и возможностей обучающихся.

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

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.