Мастер-класс для педагогов "Мир 3д-моделирования: от теории к практике с 3-д ручкой"
учебно-методический материал по конструированию, ручному труду (старшая, подготовительная группа)

Мир 3д-моделирования: от теории к практике с 3-д ручкой»

Цель мастер-класса: повышение профессионального уровня педагогов – участников посредством использования современного инновационного гаджета у дошкольников в процессе активного педагогического взаимодействия.

 Задачи:

- обучить участников мастер-класса методам и приёмам использования 3D ручки в педагогическом процессе;

- развивать интерес к оригинальным образовательным технологиям, инициативу, желание применять на практике данные технологии, творческое мышление;

- вызвать желание к сотрудничеству, взаимопониманию.

Ход: В процессе нашей творческой деятельности вы освоите азы моделирования с помощью 3D-ручки и сделаете различные объемные модели.

Освоить технику рисования 3D-ручкой несложно. В интернете можно найти уроки рисования, разные шаблоны и мастер-классы. Это позволит начать рисование в воздухе даже при отсутствии опыта. Но первые шаги могут оказаться не такими простыми, как ожидается.

Обратимся к истории. Первая в мире 3D ручка, получившая название 3ДУБЛЕР, была разработана американской компанией WobbleWorks. Идея пришла в голову основателям компании, Максу Боугу и Питеру Дилворту, когда сломался 3D принтер, и потребовалось заделать брешь в напечатанной 3D модели. Инженеры создали прототип ручки, рисующей пластиком, и представили свой проект на Kickstarter в феврале в 2013 году с целью собрать 30 000$ для начала производства. В результате краудфандинга удалось привлечь 2,3 млн $, что стало свидетельством большого интереса аудитории к проекту. После успеха 3 ДУБЛЕР на рынке стали появляться 3D-ручки других производителей.

Первая модель ручки – черное, громоздкое, тяжелое и шумное устройство, которое было тяжело держать в руке даже взрослому человеку.

Индустрия 3D-ручек не стояла на месте и активно развивалась. Передовиком этого развития стала китайская компания Myriwell. За неполные три года, инженеры компании разработали и выпустили в продажу 3D-ручки уже пяти поколений.

По принципу работы 3D-ручки разделяются на 2 вида: «горячие» и «холодные».

«Горячие» ручки заправляются термопластиком, который поставляется в виде прутиков или катушек нитей. «Холодные» 3D-ручки. В качестве расходного материала используются фотополимеры –быстрозатвердевающие смолы.

 «Истоки способностей и дарований детей – в кончиках их пальцев. От них, образно говоря, идут тончайшие ручейки, которые питают источник творческой мысли. Чем больше уверенности и изобретательности в движении детской руки с орудием труда, тем сложнее движения, необходимые для этого взаимодействия, тем ярче творческая стихия детского разума. Чем больше мастерства в детской душе, тем ребенок умнее».

Начинать работу по развитию мелкой моторики нужно с самого раннего возраста. Пальчиковая гимнастика, воздействуя тем самым на активные точки, связанные с корой головного мозга. В раннем и младшем дошкольном возрасте нужно выполнять простые упражнения, сопровождаемые стихотворным текстом, не забывать о развитии элементарных навыков самообслуживания: застегивать и расстегивать пуговицы, завязывать шнурки и т. д.

И, конечно, в старшем дошкольном возрасте работа по развитию мелкой моторики и координации движений руки должна стать важной частью подготовки ребенка к школе. Уровень развития мелкой моторики – один из показателей интеллектуальной готовности ребенка к школьному обучению. Обычно ребенок, имеющий высокий уровень развития мелкой моторики, умеет логически рассуждать, у него достаточно хорошо развиты память, мышление, внимание, связная речь.

Особенно это важно в настоящее время, поскольку мелкая моторика у большинства детей дошкольного возраста недостаточно развита.

Перед педагогами стоит задача всестороннего развития детей и подготовки их к поступлению в школу. Необходимым условием для реализации этой задачи является формирование и совершенствование речи детей в различных ее формах и используя различные методы и приемы.

Чтобы обучающий материал усваивался быстрее, легче и давал положительную динамику, необходимо преподносить его ребенку не только в игровой, но и нестандартной форме. Такой, например, как работа с 3д ручкой. В играх с 3д ручкой – сложные упражнения становятся для ребенка увлекательным, интересным, запоминающимся занятием.

Работа с 3д ручкой – одна из интересных, неординарных форм развития мелкой моторики. Движения при работе с 3д ручкой – полезное занятие для пальчиков, так как развитие мелкой моторики рук у детей напрямую связано с развитием речи и мышления. Работа с3д ручкой – это своего рода упражнения, оказывающие помощь в развитии тонких дифференцированных движений, координации, тактильных ощущений детей. Наши рецепторы (тонкие окончания чувствующих нервов, расположенные в мышцах) – это маленькие, чуткие исследователи, особые воспринимающие устройства, с помощью которых дети ощущают мир вокруг себя. На кончиках пальцев находятся нервные окончания, которые связаны с центрами головного мозга, влияющими на формирование речи человека. Значительную часть коры головного мозга занимают представительства наших рук. Тонкие движения руки при работе с3д ручкой способствуют развитию внимания, мышления, памяти, зрительного и слухового восприятия. При выполнении различных действий с 3д ручкой решается большая часть мыслительных задач – рука действует, а мозг фиксирует ощущения, соединяя их с зрительными, слуховыми и обонятельными восприятиями в сложные, интегрированные образы и представления. Чем больший запас проб и действий в своем опыте накопит ребенок, тем скорее он перейдет к более высокому уровню развития мышления: наглядно – образному. Это значит, что чем больше ребенок умеет, хочет и стремиться делать руками, тем он умнее и изобретательнее.

Выполнение движений пальцами в процессе работы с 3д ручкой индуктивно приводит к возбуждению в речевых центрах головного мозга и резкому усилению согласованной деятельности речевых зон, что, в конечном счете, стимулирует развитие речи.

Одновременно с развитием речи происходит развитие и остальных психических процессов, таких, как память, внимание, мышление.

Упражнения с3д ручкой создают благоприятный эмоциональный фон.

При работе с 3д ручкой ребенок учится концентрировать внимание и правильно его распределять в процессе работы.

Если движения ребенка сопровождать словами, то усилится контроль, за их выполнением.

Развивается память: ребенок учится запоминать определенное положение рук и последовательность движений.

В процессе этой деятельности у ребенка развивается воображение и фантазия.

В результате этого вида деятельности, кисти рук и пальцы приобретают силу, хорошую подвижность и гибкость, что облегчит в дальнейшем освоение ребенком навыков письма.

Сейчас я расскажу о видах 3-д ручек с которыми мы сегодня поработаем.

Электрические (проводные) 3D-ручки

Принцип работы: используют нагревательный элемент для плавления пластиковой нити. Подключаются к розетке через адаптер или USB-кабель. 

Особенности:

• Высокая мощность. Позволяют работать с разными типами пластика (ABS, PLA, PETG и др.), обеспечивая стабильную подачу материала. 
• Широкий выбор материалов. Можно использовать прочные и износостойкие пластики, подходящие для ремонта и создания сложных деталей. 
• Ограничение по мобильности. Движения пользователя ограничены длиной кабеля питания. 
• Риск ожогов. Сопло нагревается до высоких температур (180–240 °C), поэтому требуют осторожности при использовании, особенно детьми. 

Беспроводные 3D-ручки

Принцип работы: работают от встроенного аккумулятора. Чаще всего используют низкотемпературный пластик (например, PCL), который плавится при 60–90 °C. 

Особенности:

• Мобильность. Можно использовать в любом месте без привязки к розетке, что удобно для путешествий или работы вне дома. ozon.ru +1
• Безопасность. Низкая температура плавления пластика снижает риск ожогов. 
• Ограниченная мощность. Не подходят для работы с прочными пластиками (ABS, PLA), так как требуют больше энергии для нагрева. 
• Ограниченное время работы. В среднем работают 40–120 минут от одного заряда. 
• Дополнительный вес. Встроенный аккумулятор увеличивает массу устройства по сравнению с проводными моделями. 

Виды пластика для 3д-ручек

1. ABS (акрилонитрилбутадиенстирол)

• Температура плавления: 210–250 ∘C (в некоторых источниках 200–240 ∘C).
• Свойства: прочный, гибкий, устойчивый к ударам и бытовой химии, влагостойкий, долговечный (без прямого УФ-излучения), хорошо окрашивается.
• Плюсы: широкая цветовая палитра (включая светящиеся в темноте варианты), подходит для прочных деталей и механических элементов.
• Минусы: при плавлении выделяет едкий запах (пары акрилонитрила), требует проветривания помещения; нельзя использовать для контакта с горячей пищей и алкоголем (выделяет стирол).
• Применение: корпуса приборов, игрушки (не для малышей), декоративные и функциональные модели, требующие прочности.

2. PLA (полилактид)

• Температура плавления: 160–220 ∘C (типично 173–180 ∘C или 190–220 ∘C, в зависимости от производителя).
• Свойства: биоразлагаемый (из кукурузы, сахарного тростника), жёсткий, но хрупкий, глянцевый, почти без запаха при плавлении (может пахнуть карамелью).
• Плюсы: безопасен для детей, нетоксичен, легко склеивается, хорошая адгезия к поверхностям.
• Минусы: боится воды и влажности, разрушается при температуре выше 60 ∘C, менее долговечен (разлагается за 1,5–2 года), менее устойчив к изгибам.

3. PCL (поликапролактон)

• Температура плавления: 60–100 ∘C (часто 60–90 ∘C).
• Свойства: мягкий, пластичный, биоразлагаемый, можно формовать руками после нагрева.
• Плюсы: очень низкая температура плавления (сопло на выходе — до 50 ∘C), безопасен даже для самых маленьких, подходит для беспроводных 3D-ручек.
• Минусы: высокая цена по сравнению с ABS и PLA, менее прочен.

Мы сегодня будем работать с последними двумя видами пластика. А пока послушайте инструктаж по технике безопасности, это очень важно.

Краткий инструктаж по технике безопасности при использовании 3d-ручки

Работать электрической 3д-ручкой нужно осторожно, во время работы стальной наконечник разогревается до температуры 180 градусов, поэтому не прикасайтесь к готовому объекту, пока не будете полностью уверены, что он остыл. Не трогайте стержень ручки во время работы или сразу после выключения. Если вы почувствовали резкий, неприятный запах, выключите ручку из сети и положите на твердую ровную поверхность до выяснения причин поломки.

 Перед тем, как начать рисовать подготовим все необходимое к работе с 3D ручкой: 

1.Включаем нашу ручку в сеть (если беспроводная, то просто нажимаем на кнопку)

2.Нажимаем кнопку кнопка подачи пластика. После нажатия загорится индикатор красным цветом, оповещая нас о том, что ручка пока не готова к работе, но уже нагревается. Когда загорится зелёный индикатор - можно начинать работать.

3.Вставляем пластик в специальный разъем, расположенный в задней части ручки. Главное не применять чрезмерных усилий.

4.Нажимаем кнопку подачи пластика и ждем пока пластик начнет выходить из носика ручки.

А теперь возьмите трафареты и приступаем к рисованию.

(Изготовление поделок педагогами, просмотр видеофильма «Овладение 3-д ручкой ребятами подготовительной группы»)

Наш мастер-класс подошел к концу. Надеюсь, он вам понравился и приобретенные сегодня знания и навыки вы сможете применить в своей дальнейшей работе. Я благодарю вас за терпение, активность и желаю вам здоровья, успехов и профессионального оптимизма!