Управление формированием метапредметных компетенций учащихся посредством проектной деятельности в ходе изучения 3D-моделирования на уроках технологии | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 27 июля, печатный экземпляр отправим 31 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Педагогика

Опубликовано в Молодой учёный №22 (364) май 2021 г.

Дата публикации: 30.05.2021

Статья просмотрена: 78 раз

Библиографическое описание:

Сенцов, М. Н. Управление формированием метапредметных компетенций учащихся посредством проектной деятельности в ходе изучения 3D-моделирования на уроках технологии / М. Н. Сенцов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 22 (364). — С. 481-483. — URL: https://moluch.ru/archive/364/81768/ (дата обращения: 14.07.2024).



Статья посвящена управлению процессом формирования метапредметных компетенций школьников в ходе проектной деятельности на уроках технологии, при освоении модуля «3D-моделирование».

Цель приведенного исследования — анализ управления процессом формирования метапредметных компетенций через выстроенную проектную деятельность в модуле «3D-моделирование» на уроках технологии в средней школе. Анализируется данный процесс и делается вывод о межпредметных связях 3D-моделирования и о формировании метапредметных компетенций школьников в ходе его освоения.

Ключевые слова: метапредметные компетенции, 3D-моделирование, трехмерная графика, проектная деятельность, предмет технология, управление процессом формирования, модуль, межпредметные связи.

В современном мире 3D-моделирование активно входит во все сферы человеческой деятельности. Оно применяется практически везде, начиная от отраслей, связанных с наукой, и заканчивая искусством. Будь это широкая промышленность или узконаправленная отрасль, всегда имеет большое значение наглядное и простое восприятия их продуктов. Визуализация — главное преимущество использования компьютерных и информационных технологий и современного технологического оборудования. 3D-моделирование является одним из примеров эффектной визуализации, которое динамично развивается, становится все более доступным и не перестает удивлять своими возможностями.

Продукт, получаемый в результате трехмерного моделирования, всегда восхищает. Процесс прорисовывания изображения по 3D-модели приводит к получению качественной двухмерной картинки. 3D-моделирование является основой создания анимационных роликов, фильмов, трехмерных компьютерных игр, проектирования технических изделий, объемных макетов интерьера и экстерьера. Это далеко не весь список сфер применения трехмерной графики, ведь 3D-моделирование присутствует сейчас практически везде, но одним из самых перспективных направлений является 3D-печать.

В конце декабря 2018 года была утверждена Концепция преподавания предметной области «Технология» в образовательных организациях Российской Федерации, реализующих основные общеобразовательные программы.

В средней школе основными направлениями реализации стали: компьютерное черчение, промышленный дизайн, 3D-моделирование, прототипирование, технологии цифрового производства в области обработки материалов, аддитивные технологии (3D-печать).

Ведущей формой учебной деятельности предметной области «Технология» становится проектная деятельность в полном цикле: «от выделения проблемы до внедрения результата». Ведь именно проектная деятельность устанавливает связи между образовательным и жизненным пространством, имеющие для обучающегося ценность и личностный смысл. [1]

Автором была разработана программа по технологии, содержащая модуль «3D-моделирование». Занятия по этой программе проводятся в 5–6 классах. Программа направлена на формирование у обучающихся познавательных, коммуникативных универсальных учебных действий, приобщение их к научно-технической информации, воспитание познавательной активности, творческой инициативы и интереса к техническому творчеству.

В ходе реализации программы, осваивая модуль 3D-моделирования, школьники учатся создавать 3D-модели в программе Autodesk 123D Design. Изучают инструментарий программы, ее возможности, принципы создания модели и постепенно выстраивают алгоритм работы. Это один из главных этапов обучения, так как в дальнейшем именно создание виртуальной 3D-модели и становится основой любого проекта. При создании трехмерной модели учащиеся погружаются в реальный производственный процесс, учатся быть самостоятельными рабочими единицами. Также в ходе создания 3D-моделей развивается и творческий подход к выполняемой задаче, ведь с помощью современного программного обеспечения и мощности современных компьютеров практически любую задумку можно реализовать виртуально. Сам процесс 3D-моделирования является наглядным, что позволяет ученикам в ходе создания своего проекта постоянно отслеживать качество работы.

Освоение построения трехмерных моделей начинается с использования примитивных геометрических тел (куб, цилиндр, шар, конус, полусфера, тор) и действиями с ними (создание, изменение размеров, трансформация, вращение, склеивание, разрезание, удаление, изменение свойств, материала и т. д.), создания геометрических тел, произвольной формы, построение произвольных моделей из этих геометрических тел. Дальше изучаются чертежи простых деталей: значение видов, разметок, размеров, нанесенных на чертеж. Построение 3D-модели детали по чертежу, соблюдая размерность (единицы измерения миллиметры).

Изучив эти основы, учащиеся переходят к более сложным проектам, которые выполняют в команде. Например, это могут быть проекты построения архитектурных сооружений и комплекса зданий, при создании 3D-модели которых, необходимо было изучать и соответствовать плану здания, оформление фасада этих зданий выполнялось по фотографиям. Процесс построения таких моделей осуществлялся примерно одинаково: строится фундамент по чертежу, возводятся стены, в которые вписываются окна, изготавливается крыша. Также могут быть проекты по созданию механизмов — в них рассматривается взаимодействие конструкционных объектов, шестерен, строятся трехмерные тела, составляющие цельный объект по размерам. Чертежи для таких моделей берутся из инженерной литературы и свободных источников.

Правильные STL детали экспортируются из 123D и загружаются в программу подготовки к печати, в нашем случае это программа MakerBot Print, разработанная для 3D-принтера производителем. В этой программе происходит разбивка трехмерной модели на слои для печати, а также изменяется расположение модели на печатном столе, ее масштабирование, настройка печати (высота слоя, параметры принтера и материал). Эта процедура также является важной, так как верное расположение объекта на печатном столе 3D-принтера приводит в последствии к меньшим ошибкам, например, призмы, конические и цилиндрические тела лучше устанавливать на основание. При неправильном расположении модели будут построены дополнительные поддерживающие элементы конструкции и затрачены дополнительные материалы при печати. Обращается внимание на то, что для печати цельная модель разбивается на множество хорошо печатаемых деталей, которые после печати, будут собраны в одну модель путем склеивания или с использованием подвижных соединений.

Материал модуля «3D-моделирования» усложняется постепенно, что не вызывает у учащихся затруднений при его усвоении и практическом применении.

Полученные навыки ребята могут легко применять в работе с любой средой 3D-моделирования, и демонстрировать их, участвуя в различных конкурсах, олимпиадах и соревнованиях.

Например, трехмерное моделирование и трехмерная печать являются основой новой трудовой компетенции «Прототипирование», входящей в каталог WorldSkills International и JuniorSkills.

Школьники 5–8 классов могут создавать в средах 3D-моделирования детали, с последующей печатью на 3D-принтере. При этом изготавливая детали необходимо понимать чертежи, осуществлять разбивку объектов на печатаемые детали, проектировать модель в среде 3D-моделирования или проектировать недостающую деталь, проводить экспорт детали в формат STL с последующим переводом в программу-слайсер. Далее после осуществления печати, детали отделяются от печатного стола, собирается модель и выполняется ее покраска. При этом все указанные операции ведутся командой из двух человек.

Следовательно, трехмерная графика включает в себя не только «рисование» в пространстве и на плоскости. 3D-моделирование взаимодействует с техникой (для построения правильных моделей механизмов), при сборе сведений для построения модели используются данные об объектах (работа с архивами и источниками), используются знания из истории и теории архитектуры. Для верной разработки моделей механизмов, необходимо учитывать, что при взаимодействии тел используются законы из физики. При работе в среде 3D-моделирования не обойтись без основ черчения и геометрии при построении плоских и пространственных тел. Работа с 3D-принтером ведется с помощью компьютерной техники, а печать осуществляется с последующей обработкой материала инструментом.

Таким образом, работа над проектом в среде 3D-моделирования — это не только предметная область «Технология», но и информационные технологии, компьютерная техника, черчение, геометрия, иностранный язык, теория архитектуры, история, физика, основы технологии машин и механизмов и т. д. Все это позволяет сделать вывод, что изучение 3D-моделирования, этой высокотехнологичной современной отрасли, на уроках технологии в средней школе посредством проектной деятельности формирует у учащихся метапредметные компетенции.

Литература:

1. Концепция преподавания предметной области «Технология» в образовательных организациях Российской Федерации, реализующих основные общеобразовательные программы [Электронный ресурс]: (утверждена решением Коллегии Министерства просвещения и науки РФ от 24.12.2018 года). URL: https://docs.edu.gov.ru/document/c4d7feb359d9563f114aea8106c9a2aa/ (дата обращения: 28.05.2021).

Основные термины (генерируются автоматически): проектная деятельность, STL, деталь, печатный стол, предметная область, трехмерная графика, урок технологии, компьютерная техника, трехмерная модель, трехмерное моделирование.


Похожие статьи

Основные принципы создания 3D-моделей. Понятия и методы...

Трёхмерная компьютерная графика появилась сравнительно недавно, однако задолго до появления

Процесс создания 3D-модели может осуществляться множеством способов.

Трёхмерное моделирование — это процесс создания трёхмерной модели объекта.

3D моделирование в промышленной сфере | Статья в журнале...

Трёхмерная графика активно применяется для создания изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции в науке и промышленности, например, в системах автоматизации проектных работ, архитектурной визуализации, в современных системах медицинской...

Необходимость использования 3D-технологий в школьной...

В настоящее время трехмерная графика достигла необычайных высот.

Для этого нужно особое внимание уделять уроку технологии, ведь именно данный предмет оказывается едва ли не самым

Трехмерные модели — это обязательный элемент проектирования современных...

Создание 3D-моделей и 3D-печать | Статья в журнале...

Трехмерные модели — это обязательный элемент проектирования современных транспортных средств, интерьеров, архитектурных моделей и т. д. В медицине 3D-визуализация развивается в двух направлениях: компьютерная томография и протезирование.

Алгоритм построения 3d модели геометрического тела с вырезом

Исходя из определения компьютерной графики как раздела информатики, который занимается проблемами получения различных изображений на компьютере [1], кажется целесообразным использовать в обучение такое базовое понятие информатики как алгоритм решения задачи.

О моделировании объектов для 3D-принтера | Статья в сборнике...

С помощью трехмерной графики можно разработать визуальный объемный образ желаемого объекта

Когда дело доходит до моделирования 3D-файлов для принтера, наиболее часто принятый формат представляет собой файл STL, который представляет сетку из треугольников.

Технологии компьютерной графики и их практическая реализация

Компьютерная графика — гигантская область современных компьютерных знаний. В общем смысле под ней понимают генерирование

1. Ковалев А. С., Шалимова О. А., Польшакова Н. В. Новые технологии компьютерной графики объемного 3d моделирования и их...

Особенности преподавания компьютерного моделирования...

Модели и моделирование используются человечеством давно. С помощью моделей и

‒ продемонстрировать, что моделирование в любой области знаний имеет схожие черты

В чем же преимущество компьютерного моделирования по сравнению с натурным экспериментом?

Пример построения виртуальной 3D-модели учебного заведения

 Трёхмерная графика широко используется для создания различных изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции, в наукеи промышленности, например, в системах автоматизации проектных работ,архитектурной визуализации, в современных...

Похожие статьи

Основные принципы создания 3D-моделей. Понятия и методы...

Трёхмерная компьютерная графика появилась сравнительно недавно, однако задолго до появления

Процесс создания 3D-модели может осуществляться множеством способов.

Трёхмерное моделирование — это процесс создания трёхмерной модели объекта.

3D моделирование в промышленной сфере | Статья в журнале...

Трёхмерная графика активно применяется для создания изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции в науке и промышленности, например, в системах автоматизации проектных работ, архитектурной визуализации, в современных системах медицинской...

Необходимость использования 3D-технологий в школьной...

В настоящее время трехмерная графика достигла необычайных высот.

Для этого нужно особое внимание уделять уроку технологии, ведь именно данный предмет оказывается едва ли не самым

Трехмерные модели — это обязательный элемент проектирования современных...

Создание 3D-моделей и 3D-печать | Статья в журнале...

Трехмерные модели — это обязательный элемент проектирования современных транспортных средств, интерьеров, архитектурных моделей и т. д. В медицине 3D-визуализация развивается в двух направлениях: компьютерная томография и протезирование.

Алгоритм построения 3d модели геометрического тела с вырезом

Исходя из определения компьютерной графики как раздела информатики, который занимается проблемами получения различных изображений на компьютере [1], кажется целесообразным использовать в обучение такое базовое понятие информатики как алгоритм решения задачи.

О моделировании объектов для 3D-принтера | Статья в сборнике...

С помощью трехмерной графики можно разработать визуальный объемный образ желаемого объекта

Когда дело доходит до моделирования 3D-файлов для принтера, наиболее часто принятый формат представляет собой файл STL, который представляет сетку из треугольников.

Технологии компьютерной графики и их практическая реализация

Компьютерная графика — гигантская область современных компьютерных знаний. В общем смысле под ней понимают генерирование

1. Ковалев А. С., Шалимова О. А., Польшакова Н. В. Новые технологии компьютерной графики объемного 3d моделирования и их...

Особенности преподавания компьютерного моделирования...

Модели и моделирование используются человечеством давно. С помощью моделей и

‒ продемонстрировать, что моделирование в любой области знаний имеет схожие черты

В чем же преимущество компьютерного моделирования по сравнению с натурным экспериментом?

Пример построения виртуальной 3D-модели учебного заведения

 Трёхмерная графика широко используется для создания различных изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции, в наукеи промышленности, например, в системах автоматизации проектных работ,архитектурной визуализации, в современных...

Задать вопрос