ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Актуальность и педагогическая целесообразность.

3D технологии являются передовыми технологиями, которые окружают современную жизнь человека. В основе 3D технологий лежит 3D моделирования. На сегодняшний день трудно представить работу дизайнера, проектировщика, мультипликатора без использования 3D моделей, построенных с помощью компьютера. Еще более широкому распространению 3D моделирование получило в связи распространением 3D принтеров. Сейчас 3D модели используются во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и управленческой деятельности.

Стремительному распространению 3D моделирования мешает нехватка подготовленных кадров.

Подготовку 3D моделистов осуществляют учреждения высшего образования и различные курсы повышения квалификации, но, не смотря на это, осушается дефицит работников, имеющих компетенции в данной области.

Как и все информационные технологии, 3D моделирование основано на применении компьютерных и программных средств, которые подвержены быстрым изменениям. Возникает необходимость усвоения данных технологий в более раннем возрасте.

Программные средства 3D моделирования предназначены для пользователей, имеющих различный уровень подготовки. Графические системы 3D различного уровня позволяют строить сложные модели, которые могут быть использованы в различных областях. Этому способствует возможность реализации «в материале» теоретически разработанных моделей с помощью 3D принтера.

Цель обучения по данной программе – приобретение навыков 3D моделирования с помощью современных программных средств и основ 3D принтеров.

Задачи:

Обучающие:

• Ознакомится с основными положениями 3D моделирования.
• Приобрести умения анализа пространственной формы объектов.
• Овладеть умением представлять форму  проектируемых объектов.
• Приобрести навыки моделирования с помощью современных программных средств.
• Освоить навыки 3D печати.

Развивающие:

• Развить пространственное воображение, умения анализа и синтеза пространственных объектов..
• Развивать техническое и проектное мышление.
• Развить познавательные и творческие способности обучающихся, прививать активно познавательный подход к жизни
• Развить устойчивый интерес к поисковой творческой деятельности.
• Развивать мотивацию доведения решения задач до реализации в материале.
• Развить умение работать над проектом в команде, эффективно распределять обязанности.
• Развить умение излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений.

Воспитательные:

• Воспитать чувство личной и коллективной ответственности за выполняемую работу.
• Воспитать нравственные качества по отношению к окружающим (доброжелательность, чувство товарищества и т.д.).
• Приобщить ребенка к здоровому образу жизни.

Количество детей в группе 8-15 человек.

Сроки реализации программы: Программа рассчитана на 34 часа

ПЛАНИРУЕМЫЕ И ЛИЧНОСТНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Тема 1. Вводное занятие. (2 ч.)

Планируемые результаты: Знание и соблюдение правил ТБ. Понимание интерфейса Blender. Умение выполнять простейшие эскизы.

Личностные результаты: Ответственное отношение к безопасности и оборудованию. Формирование интереса к 3D-моделированию.

Тема 2. Создание 3D моделей в Blender (9 ч.)

Планируемые результаты: Владение основными способами полигонального моделирования (работа с вершинами, рёбрами, гранями, модификаторы). Умение создавать сложные составные объекты.

Личностные результаты: Развитие настойчивости, терпения и целеустремленности. Формирование эстетического вкуса.

Тема 3. Программа САПР КОМПАС 3Д. (8 ч.)

Планируемые результаты: Уверенная работа в интерфейсе КОМПАС-3D. Навык создания моделей с помощью эскизов и операций (экструзия, вращение, лофтинг). Понимание принципов параметрического моделирования.

Личностные результаты: Формирование технического, инженерного мышления, точности и аккуратности.

Тема 4. Редактирование 3D моделей OpenSCAD. (7 ч.)

Планируемые результаты: Понимание принципа программирования геометрии. Умение создавать и редактировать модели с помощью кода (булевы операции, параметры, фаски).

Личностные результаты: Развитие логического и абстрактного мышления. Понимание связи между дизайном и программированием.

Тема 5. Наложение материалов и визуализация. (2 ч.)

Планируемые результаты: Навык подбора, настройки и наложения материалов. Умение работать с освещением и настраивать рендер для финальной визуализации.

Личностные результаты: Развитие художественного вкуса, чувства цвета и света. Формирование целостного представления о создании цифрового арт-объекта.

Тема 6. 3D печать. (2 ч.)

Планируемые результаты: Знание принципов работы FDM 3D-принтера. Умение подготовить модель к печати (слайсинг: ориентация, поддержки, настройки). Навык печати и анализа результатов.

Личностные результаты: Получение удовлетворения от перевода идеи в физический объект. Понимание полного цикла цифрового производства.

Тема 7. 3D фрезерование. (2 ч.)

Планируемые результаты: Понимание технологии 3D-фрезерования и её отличий от 3D-печати. Знание этапов подготовки модели (создание УП).

Личностные результаты: Расширение кругозора в области современных производственных технологий.

Тема 8. Итоговое занятие

Планируемые результаты: Систематизация знаний по курсу. Умение презентовать свою работу и анализировать проделанный путь.

Личностные результаты: Формирование адекватной самооценки и мотивации к дальнейшему обучению. Осознание практической значимости полученных навыков.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ УЧЕБНЫЕ ДЕЙСТВИЯ (УУД)

Регулятивные:

• Принимать и сохранять учебную задачу.
• Планировать свои действия для достижения результата.
• Осуществлять последовательное выполнение задач.
• Прогнозировать возможные проблемы и находить пути их решения.
• Оценивать промежуточный и конечный результат, вносить необходимые коррективы.
• Осуществлять рефлексию своей деятельности, оценивать свои достижения и определять зоны роста.

Познавательные:

• Строить речевые высказывания, формулировать мысли.
• Структурировать и анализировать знания.
• Развивать пространственное мышление и воображение.
• Создавать, преобразовывать и сравнивать модели и схемы для решения задач.

• Выбирать наиболее эффективные способы решения задач в зависимости от условий.
• Устанавливать причинно-следственные связи.
• Формировать алгоритмическое и логическое мышление.

Коммуникативные:

• Слушать и понимать инструкции, задавать уточняющие вопросы.
• Обращаться за помощью к педагогу и одногруппникам в случае затруднений.
• Кратко и точно формулировать проблему, аргументировать свою точку зрения.
• Участвовать в коллективном обсуждении, конструктивно обсуждать работы других.
• Понимать важность точности и формализма в описании объектов.

ФОРМЫ КОНТРОЛЯ И ПОДВЕДЕНИЯ ИТОГОВ

В начале занятия проводится опрос обучаемых школьников по вопросам предыдущего занятия.

В конце этапа моделирования проводится обсуждение результатов проектирования с оценкой проделанной работы. Вопросы, которые возникают у обучающихся, выносятся на общее обсуждение также в диалоговой форме разбора материала.

В качестве проверки используются различные формы подведения итогов: проведение внутренних соревнований между обучающимися, учебными группами; участие в окружных, городских и международных соревнованиях по 3d моделированию.

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКОГО ПЛАНА.

Тема 1. Вводное занятие. (2 ч.)

Основы 3D моделирования. Знакомство с интерфейсом программой Blender. Правила работы в лаборатории и организация рабочего места. Выполнение эскизов

Тема 2. Создание 3D моделей в Blender (9 ч.)

        Основные способы построения моделей.

Тема 3. Программа САПР КОМПАС 3Д. (8 ч.)

Интерфейс программы САПР КОМПАС 3Д. Создание моделей булевыми операциями. Экструдирование. Сдвиг. Лофтинг.

Тема 4. Редактирование 3D моделей OpenSCAD. (7 ч.)

Фаски и скругления. Редактирование 3D тел. Изменение формы моделей.

Тема 5. Наложение материалов и визуализация. (2 ч.).

Выбор и наложение материалов. Подбор и установка источников света. Выбор рендера. Визуализация.

Тема 6. 3D печать. (2 ч.).

Знакомство с программой для 3D принтера. Подготовка моделей к печати. Печать моделей. Обсуждение результатов.

Тема 7. 3D фрезерование. (2 ч.).

Ознакомление с технологий 3D фрезерования. Подготовка моделей к изготовлению на фрезерном станке.

Тема 8. Итоговое занятие

Анализ проделанной работы, рассмотрение наиболее удачных конструкций. Задание на будущие.

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОГРАММЫ

Занятия строятся на сочетании разных форм работы: кратких пояснений педагога, совместного обсуждения идей и обязательного практического создания моделей.

Для достижения результатов применяется комплекс методов:

Практико-ориентированные методы:

• Четкое задание: Выполнение конкретных задач по созданию 3D-моделей по индивидуальному или групповому заданию.
• Групповой проект: Работа в мини-группах (2-4 человека) над одной моделью. Обучающиеся распределяют роли (например, «проектировщик», «визуализатор», «инженер-печатник»), совместно ищут оптимальный способ решения.
• Творческий проект: Самостоятельная разработка авторского проекта — от идеи до готовой модели. Учащийся сам выбирает тему, инструменты и темп работы, что стимулирует креативность.
• Соревновательный элемент: Организация мини-конкурсов для определения самых качественных, продуманных и оригинальных работ.

Методы взаимодействия и коммуникации:

• Обсуждение и дискуссия: Коллективное обсуждение готовых работ, технологических проблем и творческих замыслов. Этот метод позволяет обмениваться опытом, отстаивать свою точку зрения и развивать критическое мышление.
• Объяснение и обратная связь: Педагог четко ставит задачи, объясняет критерии оценки и дает развернутый комментарий по итогам работы.
• Методы наглядности:
• Демонстрация: Показ готовых 3D-моделей, их визуализаций на экране и примеров, напечатанных на 3D-принтере. Это помогает сформировать четкое понимание цели и вдохновляет на собственные проекты.

МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Эффективность каждого занятия обеспечивается тщательной подготовкой:

• Планирование: Занятие имеет четкую структуру — вводный инструктаж, основная практическая часть и заключительное обсуждение результатов.
• Дидактические материалы: Педагог заранее готовит список новых терминов, подбирает наглядные примеры поэтапного создания моделей и определяет ключевую информацию для усвоения.
• Рефлексия: В конце занятия обязательно проводится разбор успехов и трудностей, дается оценка работе каждого учащегося или группы.

Материально-технические условия реализации программы для проведения занятий:

• Помещение: Просторный, хорошо освещенный кабинет.
• Мебель: Удобные рабочие столы с доступом к розеткам, стулья, а также шкафы или стеллажи для систематичного хранения инструментов, расходных материалов и демонстрационных образцов.
• Оборудование и ПО: Компьютеры с установленным программным обеспечением (Blender, КОМПАС-3D, OpenSCAD, слайсеры), 3D-принтер(ы), а при возможности — фрезерный станок с ЧПУ.
• Расходные материалы: Пластик (PLA, ABS) для 3D-печати, материалы для прототипирования (например, пенопласт для фрезерования).

Для реализации программы необходимо:

1. Компьютерный класс 12-16 шт.
2. Системное программное обеспечение (Windows)
3. Программное обеспечение Blender
4. Программное обеспечение САПР КОМПАС 3Д
5. Программное обеспечение OpenSCAD
6. Проектор
7. 3D принтер
8. Программа для 3D принтера типа Slicer
9. Цветной филамент ABS или PLA (1.75)

Ссылки на ПО:

1. Программное обеспечение Blender

 https://www.blender.org/download/

2. Программное обеспечение САПР КОМПАС 3Д

https://edu.ascon.ru/main/download/cab/

3. Программное обеспечение OpenSCAD

https://openscad.org/downloads.html#windows