Статья "3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ В ОБРАЗОВАНИИ"
статья по технологии (8, 9, 10 класс)

3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ В ОБРАЗОВАНИИ

Подготовка творческих, высококвалифицированных, компетентных, востребованных специалистов, ориентирующихся в быстро изменяющихся условиях, способных применять современные информационные технологии – одна из главных задач образовательной системы. Умение моделировать согласно Федеральным государственным образовательным стандартам относится к общим учебным умениям Метод моделирования применяется, как метод учебного познания. Например, учащиеся моделируют различные физические явления, исторические события, физические и химические эксперименты и многое другое.              Широкое развитие и повсеместное внедрение информационных и коммуникационных технологий не могло не затронуть образовательную среду. Так одной из инновационных образовательных информационных технологий стало и 3D-моделирование. Применение трехмерного моделирования в образовании стимулирует у учащихся интерес к получению знаний, развивает пространственное мышление и воображение, повышает творческий потенциал личности. Следовательно, технология трёхмерного моделирования может применяться в совершенно различных образовательных предметных дисциплинах:

география – для 3D-моделирования и визуализации местности, атмосферных явлений, извержений вулканов, цунами и др.;

астрономия – для моделирования небесных тел и космических явлений;

химия – для моделирования химических экспериментов, для создания моделей молекул и атомов;

физика – для моделирования физических экспериментов и явлений;

геометрия – для визуализации геометрических объектов и решения задач, таких как пересечение линий и плоскостей;

информатика

3D-моделирование – это построение модели объекта в трехмерном пространстве. Данный способ представления объектов начал применяться в 1960-х годах, когда этим занимались специалисты компьютерной инженерии. Современные технологии 3D-моделирования позволяют конструировать сложные и объемные модели, проводить тестирование и вносить в них изменения на различных уровнях.

Хотя программное обеспечение для 3D-моделирования основано на сложных математических расчетах, все вычисления проводятся автоматически с предоставлением удобного пользовательского интерфейса. Создание трехмерной модели довольно затруднительно и представляет собой своего рода искусство. Для достижения реалистичности необходимо разбираться в особенностях моделирования и правильно проводить расчеты в течение всего процесса моделирования.

Обработка самого файла осуществляется специальной программой, которая называется слайсером и разделяет объект на несколько двухмерных слоев, после чего он преобразуется в особый код.                                                                                                                                                          Главный минус двухмерной графики в том, что наброски и чертежи не могут дать полного представления о том, как будет выглядеть объект в реальности. Как следствие, чертежи обычно дополняют макетом, показывающим внешний вид будущего проекта. Таким образом, при наличии ошибок в вычислениях приходится вносить изменения в уже готовый объект, что сильно усложняет процесс осуществления замысла.

Системы 3D-моделирования позволяют получить модель объекта еще до изготовления пробных образцов и, следовательно, разглядеть слабые стороны проекта и определить его соответствие первоначальной задумке.

Еще одним, но также довольно существенным плюсом 3D-моделирования является крайняя степень убедительности и наглядности трехмерных картинок и видео. Если следовать утверждению, что лучше один раз увидеть, чем тысячу раз услышать, то презентация в 3D длительностью 30 секунд дает тот же результат, что и двухчасовое выступление.

Чтобы получить представление о внешнем виде будущего здания на основе одних лишь зарисовок, нужно иметь хорошее воображение. Намного большего эффекта можно достичь благодаря технологиям трехмерной графики, которые позволяют увидеть итоговый результат проекта еще на стадии разработки.

Трехмерная графика используется практически во всех сферах деятельности, начиная с разработки логотипа и заканчивая масштабными проектами на уровне строительства жилого комплекса или района.

Основная потребность в этом возникает у специалистов из технических областей – инженеров, электриков, строителей и т.д. Они работают с твердотельными или полыми объектами, характеристики которых имеют строго определенное значение.

Соответственно, для этой группы пользователей важно в первую очередь не изобразить модель, а тщательно все рассчитать с применением формул, разработать чертежи и осуществлять контроль в ходе всего проектирования. Другими словами, их основная цель – не визуальное представление объекта, а получение конкретных сведений о нем.

Поэтому необходимое программное обеспечение с широким функционалом и большим набором инструментов компании приобретают с расчетом на весь отдел. Также оно используется для обучения в технических и архитектурных вузах, чтобы выработать у студентов навыки конструирования в комфортной среде.

Работа в САПР ведется с электронно-геометрической моделью. Представление об этом понятии 3D-моделирования можно получить из списка действий, которые с ней можно произвести:

Нарисовать чертежи любого сечения, в любом изображении под нужным углом. Благодаря этому множество графиков заменяются одним макетом. Поэтому один файл с использованием разных слоев может одновременно редактироваться разными сотрудниками и даже подразделениями.

Скорректировать параметры всего изделия, изменив значение одной конкретной величины.

Определить значение любого показателя, как в текущий момент, так и в прогнозируемом варианте.

Осуществить программное управление станком или другим оборудованием с ЧПУ.

Создать объемную модель для презентации с использованием 3D-принтера.

Визуализировать макет путем рендеринга, то есть наложения текстур для представления окончательного внешнего вида.

Зачем изучать 3D-моделирование в школе

Воображение

Трехмерное моделирование дает простор для творчества. Дети не ограничены определенным набором деталей, как в конструкторе. В 3D-программах они могут создавать любые фигуры, изменять их формы и собирать из них новые объекты.

Пространственное мышление

Работа в трехмерной среде отлично развивает пространственное мышление. Прежде чем напечатать на принтере фигуру, нужно разобраться, как устроена модель и и как из простых фигур сделать сложный трехмерный объект.

Аналитические навыки

Конечно, не всегда получается с первого раза создать то, что задумывалось, иногда приходится искать нестандартные решения задач. А это отличная тренировка аналитических навыков.

Мотивация к учебе

3D-моделирование - это современно, необычно и очень интересно. Занятия помогают лучше разобраться в некоторых школьных предметах, мотивирую учиться и узнавать новое.

Инновационное мышление

Увлечение 3D-моделированием учит мыслить новаторски. Занятия стимулируют креативность, развивают целеустремленность, учат работать в команде и брать на себя ответственность.