Методическая разработка раздела «3D моделирование и печать на 3D принтере» к дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе «Судомоделирование»
методическая разработка

Администрация Городецкого муниципального района Нижегородской области

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования

«ЦЕНТР ВНЕШКОЛЬНОЙ РАБОТЫ «РОВЕСНИК»

г. Заволжье

Методическая разработка раздела

«3D моделирование и печать на 3D принтере»

к дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе «Судомоделирование»   3 года с 9 лет

педагог  дополнительного образования Киселев Н. Н.

методист Сытник Н. В.

2018г

г. Заволжье

Пояснительная записка.

В настоящее время цифровые технологии мощным потоком влились в нашу жизнь. Трудно назвать другую область человеческой деятельности, которая развивалась бы так стремительно. В современном мире очень актуальным для большинства людей стало умение пользоваться цифровыми технологиями.

Актуальность раздела «3D моделирование и печать на 3D принтере» в программе «Судомоделирование» связана с запросом общества на обновление программ дополнительного образования, на применение в них последних достижений науки. Использование современных материалов (ПВХ-пластики, филамент ABS, PLA, PETG, фотополимерные смолы) и способов конструирования (3D моделирование и печать на 3D принтере) является одним из направлений развития дополнительного образования.

Отличительной особенностью изучения 3D моделирования в этом разделе является практико-ориентированный характер обучения. Добавляя в программу «Судомоделирование» этот раздел, мы позволяем ребенку получить практический опыт в разработке и создании объекта, выполняющего конкретную функцию в готовой модели, передавая ему практический навык, а не теоретические, оторванные от реальности знания.

Этот раздел является новым по сравнению с большинством программ по судомоделированию, которые опираются на традиционные, испытанные временем материалы и способы изготовления.

Данная образовательная практика предназначена для детей, осваивающих программу на любом уровне – низкий, средний или высокий – с первого года обучения в объединении. Вариативность заданий позволяет каждому учащемуся освоить тему, достичь успеха и выполнить определенное задание при изготовлении своей модели.

Наиболее высокие результаты достигаются при применении практики с детьми, обучающимися по индивидуальному маршруту.

Раздел «3D моделирование и печать на 3D принтере» может быть реализован в любом объединении технического творчества (с учетом коррекции заданий - конкретных 3D объектов). Его можно включить в программу по автомоделированию, авиамоделированию начальному техническому моделированию, робототехнике, техническому конструированию -  для детей старше 9 лет.

Раздел может быть разработан и дополнен до отдельной самостоятельной дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы, либо сокращен до спецкурса или краткосрочного модуля.

Для осуществления образовательного процесса при изучении данного раздела используются элементы следующих педагогических технологий:

• Индивидуальное обучение;
• Дифференцированное обучение;
• Информационные технологии.

В основу педагогического процесса заложены следующие формы организации учебной деятельности:

• Занятие-демонстрация;
• Практическое занятие.

Методы: репродуктивный метод, объяснительно-иллюстративный, метод практической работы.

Формы работы:

• Индивидуальная (самообразование, самоконтроль, самооценка);
• Самостоятельная (практикумы, проверки знаний, закрепление материала);
• Фронтальная (изучение нового материала).

Цель раздела: приобретение знаний и практических навыков в 3D моделировании и печати на 3D принтере различных объектов - деталей, устанавливаемых на модель.

Задачи раздела по годам:

1 год: Научить основным понятиям 3-хмерной графики, дать практический опыт моделирования и печати на 3D принтере простых деталей.

2 год: Дать навык моделирования и печати на 3D принтере простых деталей

3 год: Закрепить умение работать с 3-хмерной графикой моделированием и печатью на 3D принтере деталей, устанавливаемых на модель.

Модуль мастерства: Совершенствовать навыки работы с 3-хмерной графикой, моделируя и печатая на 3D принтере детали, устанавливаемые на модель.

Эффективность образовательной практики включения в программу «Судомоделирование» раздела «3D моделирование и печать на 3D принтере» подтверждается высокими результатами учащихся: это победы на конкурсах моделирования на муниципальном, региональном и всероссийском уровнях, регулярное участие двух полноценных команд (старшие и младшие школьники) в соревнованиях.

Именно этот раздел позволяет на самом современном уровне проработать дизайн модели, включив в нее как можно больше детализации, что в конечном итоге влияет как на стендовую оценку модели (богатство и реалистичность отделки), так и на ходовые качества: ровные гребные винты, дающие прямой курс и т.д.

Кроме конкретных, измеримых в количестве дипломов и наград результатов освоения программы, стоит отметить такие результаты, как получение опыта творческой деятельности, приобретение опыта эмоционально-ценностных отношений, опыт самостоятельной деятельности. Все это несомненно испытывается и переживается учащимся в процессе постройки своей модели и участия в соревнованиях, и порой является даже более важным, чем победы, задавая вектор для развития личности и специалиста в своем деле.

Ожидаемые результаты:

1 год: Учащиеся знают основные понятия 3-хмерной графики, получили практический опыт моделирования и печати на 3D принтере простых деталей.

2 год: Сформирован навык моделирования и печати на 3D принтере простых деталей.

3 год: Закреплено умение работать с 3-хмерной графикой моделированием и печатью на 3D принтере деталей, устанавливаемых на модель.

Модуль мастерства: Совершенствуются навыки работы с 3-хмерной графикой, через моделирование и печать на 3D принтере деталей, устанавливаемых на модель.

Формы подведения итогов:

• устный опрос учащихся;
• выполнение практического задания.

Реализация раздела «3D моделирование и печать на 3D принтере»

в программе «Судомоделирование»

Содержание раздела:

1 год обучения – 12 часов.

Теория.

Области использования 3-хмерной графики и ее назначение. Демонстрация возможностей 3-хмерной графики, 3D принтер. От эскиза к трёхмерной модели. Создание эскизов подробно. Построение твёрдых тел простой конфигурации. Создание поверхностей и деталей на их основе.

Практика. 

Знакомство с работой в 3D программе. Моделирование простых деталей.

Моделирование кронштейна привода колес в ЗD-пространстве и  печать на 3D принтере. Моделирование 3D модели барабанов гребных колес, гребных лопаток, натяжных роликов, деталей крепления мачты и гика и печать на 3D принтере.

2 год обучения – 16 часов.

Теория.

Способы построения эскизов. Построение призматических тел. Построения тел вращением. Построения тел вытягиванием.

Практика. Моделирование в 3Д детали кронштейна гребного винта.

Моделирование деталей, устанавливаемых на палубе и надстройках в 3D (в зависимости от выбранной модели).

3 год обучения – 24 часа.

Теория.

Построение твёрдых тел сложной конфигурации. Создание поверхностей и деталей на их основе. Создание различных конфигураций деталей.

Практика.

Моделирование моторамы для электромотора в 3D. Моделирование кронштейна рулевой машинки, деталей надстройки, деталей брашпиля, деталей вюшки, киповой планки, кнехт  в 3D. Печать на 3D принтере.

Модуль мастерства – 32 часа.

Теория.

Создание различных конфигураций деталей. Создание объекта по точным размерам. Создание сборок.  Создание чертежа. Дополнительные возможности построений.

Практика. 

Моделирование моторамы для электромотора в 3D. Моделирование кронштейна рулевой машинки, деталей надстройки, деталей брашпиля, деталей  вюшки, киповой планки, кнехт  в 3D (в зависимости от выбранной модели). Печать на 3D принтере.

Методическое обеспечение:

Оценочные материалы.

1 год обучения.

Учащиеся знают основные понятия 3-хмерной графики, получили практический опыт моделирования и печати на 3D принтере простых деталей.

Устный опрос:

1.Вопрос: В какой плоскости можно создавать эскиз детали?.

 (ответ: Вид спереди, вид сверху и  вид справа)

2. Вопрос: Как войти в режим эскиза?

 (ответ: Выбрать плоскость и нажать на значок эскиза)

3. Вопрос: Как выдавить объемную  деталь?

(ответ: деталь начерченная на плоскости. Надо нажать на значок выдавить деталь и указать толщину выдавленной детали)

Критерии оценивания:

Учащийся отвечает на все вопросы самостоятельно, дает полный, подробный ответ – высокий уровень.

Учащийся отвечает на вопросы не полно, требуются наводящие вопросы и подсказки педагога – средний уровень.

Учащийся затрудняется с ответами на вопросы, отвечает не на все вопросы – низкий уровень.

Практическая работа

«Моделирование и печать на 3D принтере простого объекта»

1 год обучения:

Выполнение учащимся моделирования и печати на 3D принтере простой детали по выбору:

• кронштейна привода колес,

• барабанов гребных колес,
• гребных лопаток,
• натяжных роликов,
• деталей крепления мачты и гика.

Критерии оценивания:

Учащийся выполняет практическую работу самостоятельно, комментирует и объясняет свои действия – высокий уровень.

Учащийся выполняет практическую работу с подсказками педагога, при комментировании заменяет термины просторечными словами – средний уровень.

Учащийся выполняет практическую работу с помощью педагога, затрудняется при объяснении своих действий – низкий уровень.

2 год обучения:

Сформирован навык моделирования и печати на 3D принтере простых деталей.

Практическая работа

«Моделирование и печать на 3D принтере 3D объекта»

Выполнение учащимся моделирования и печати на 3D принтере деталей, устанавливаемых на модель.

Критерии оценивания:

Учащийся выполняет практическую работу самостоятельно, комментирует и объясняет свои действия – высокий уровень.

Учащийся выполняет практическую работу с подсказками педагога, при комментировании заменяет термины просторечными словами – средний уровень.

Учащийся выполняет практическую работу с помощью педагога, затрудняется при объяснении своих действий – низкий уровень.

3 год обучения.

Учащиеся закрепили умение работать с 3-хмерной графикой моделированием и печатью на 3D принтере деталей, устанавливаемых на модель.

Практическая работа

 «Моделирование и печать на 3D принтере 3D объекта»

Выполнение учащимся моделирования и печати на 3D принтере любой детали, устанавливаемой на модель.

Критерии оценивания:

Учащийся выполняет практическую работу самостоятельно, комментирует и объясняет свои действия – высокий уровень.

Учащийся выполняет практическую работу с подсказками педагога, при комментировании заменяет термины просторечными словами – средний уровень.

Учащийся выполняет практическую работу с помощью педагога, затрудняется при объяснении своих действий – низкий уровень.

Модуль мастерства.

Учащиеся совершенствуют навыки работы с 3-хмерной графикой, создавая моделированием и печатью на 3D принтере детали, устанавливаемые на модель.

Практическая работа

«Моделирование и печать на 3D принтере 3D объекта»

Выполнение учащимся моделирования и печати на 3D принтере любой детали, устанавливаемой на модель.

Критерии оценивания:

Учащийся выполняет практическую работу самостоятельно, комментирует и объясняет свои действия – высокий уровень.

Учащийся выполняет практическую работу с подсказками педагога, при комментировании заменяет термины просторечными словами – средний уровень.

Учащийся выполняет практическую работу с помощью педагога, затрудняется при объяснении своих действий – низкий уровень.

Список литературы:

1. Оценка эффективности реализации программ дополнительного образования детей.Методические рекомендации Под редакцией проф. Н.Ф. Радионовойик.п.н. М.Р. Катуновой, СПб, 2005
2. Щетанов Б. В. Судомодельный кружок. – М.: Просвещение, 1983.
3. Гильдия судомоделистов Санкт-Петербурга. http://forum.modelsworld.ru/?sid=a80ca1815ffe639e57a95ca256ffd124
4.  Бумажные модели. http://models-paper.com/
5.  Верфь на столе. https://www.shipmodeling.ru/phpbb/
6. Форумы Balancer'а https://forums.balancer.ru/