Инновационная программа "3D моделирование с применением технологии организации проектно-исследовательской деятельности обучающихся"
рабочая программа по информатике и икт по теме

Введение

Сегодня проектно-исследовательская деятельность позволяет решать многие проблемы социализации молодежи, причем делать это более эффективно, нежели в обычных условиях, оставаясь в рамках содержания общего школьного образования. Цель современной системы образования – готовить человека к жизни в постоянно меняющихся условиях, а также способствовать развитию человеческого потенциала, решению наиболее значимых и острых социальных проблем. В связи с этим можно говорить о принципиальном изменении роли и места образовательных систем в современном мире, поэтому вся система образования наших дней должна быть обращена в будущее. Именно от выполнения этого будет зависеть реализация планов долгосрочного развития экономики и социальной сферы страны.  Известно, что сегодняшнюю жизнь невозможно представить без разнообразных механизмов, машин, высокотехнологичных конструкций, также компьютерных технологий. Компьютеры вошли в наш быт, стали неотъемлемой частью всех сфер деятельности человечества. Образование, разработка новейших технологий и покорение Космоса немыслимы без этих умных электронных машин. На сегодняшний день повсеместный переход на новые информационные технологии с применением компьютеров очень важен в жизни современного общества, в том числе и современного образования. Образовательная сфера не отстает от прогресса, с 2006 года в России реализуется комплексная программа по созданию высокотехнологичных технопарков. Технопарки создаются на базе академий, университетов, институтов, колледжей и школ. В учебных заведениях активно развивается преподавание трехмерной графики и происходит внедрение нового оборудования.  Это обусловлено тем, что трехмерная графика получает все большее применение в различных отраслях и сферах деятельности, знание которой становится все более необходимым для полноценного развития личности. Изучение и внедрение 3D-технологий в сферу проектно-исследовательской деятельности  способствует воспитанию у обучающихся новых подходов к конструкторской деятельности, создает дополнительную мотивацию для технического творчества, возводит 3D-ручку, а впоследствии  3D-принтер в ранг инструментов для самовыражения.  При этом создаются благоприятные условия для удовлетворения индивидуальных потребностей, развития творческого потенциала, социальной адаптации, полноценной организации свободного времени. А это означает, что учащиеся социально реализуют себя, готовятся к освоению профессии и, как результат всего этого, - у них выше конкурентно способность (больше шансов достичь успехов в будущем).

Модернизация системы образования, непосредственной целью которой является создание механизма ее устойчивого развития, обеспечение высокой результативности, соответствия современным запросам развития страны, предъявляет высокие требования к инновационной деятельности образовательных учреждений. Проект «3D – моделирование с применением технологии организации проектно-исследовательской деятельности обучающихся» в сфере инновационных технологий оказывает содействие развитию технического творчества, развитию инновационной деятельности в образовательных учреждениях.

Именно вследствие протяженности во времени образовательного процесса мы считаем важным, что инновационный процесс в образовательных учреждениях имеет сложную структуру. Чаще всего он складывается из нескольких по количеству относительно самостоятельных инновационных циклов. Каждый из них проходит в определенный момент времени ту или иную стадию, обеспечивая продвижение от концепции новой стратегии, появление новой деятельности, через проблемный анализ, разработку инновационной стратегии, появление инновационных замыслов или идей до конкретных планов реализации нововведения.

Актуальность программы:

В современных условиях быстроразвивающихся информационно-коммуникационных технологий к числу инновационных образовательных технологий целесообразно отнести и технологии 3D – моделирования. Например, в качестве образовательных технологий 3D – моделирование можно применить в следующих случаях:  изучение различных интернет-источников, посвященных данной тематике; создание обучающимися собственных 3D – моделей, 3D – изображений на базе посещений мастер-классов, выставок, посвященных данной тематике. Применение технологий 3D – моделирования способствует развитию творческих способностей обучающихся; профориентации обучающихся на инженерные и технические специальности; развитию познавательного интереса у обучающихся; улучшению восприятия учебного материала обучающимися;  концентрации внимания обучающихся на учебном материале;  организации внеурочной деятельности обучающихся по разным направлениям;  проведению конкурсов и других мероприятий.

Актуальность проекта для детей с недостатками слуха:

Базой нашего проекта является ГКОУ СКОШИ №52 для детей с нарушениями слуха. При подходе к обучению слабослышащих и глухих детей необходимо учитывать, что при нарушении слуха аномально развивается не только речь, но и общая познавательная деятельность учащихся, что проявляется в недоразвитии логических операций, нарушениях отражения и обобщения действительности в форме абстракции. Поэтому у слабослышащих детей один и тот же программный материал повторяется многократно, из года в год расширяется и углубляется (имеет концентрический характер), и здесь большое значение имеет многообразие форм подачи материала. Информация, представленная в визуальной форме, воспринимается легче, при этом сложные информационные структуры и взаимосвязи осознаются за более короткий промежуток времени, в большем объеме и с меньшими искажениями по сравнению с прочими используемыми методами. Суть 3D – моделирования в том, что проектировщик разрабатывает геометрическую модель в ее естественном наглядном виде, а построение чертежа объекта выполняется на завершающем этапе, в значительной степени в автоматическом режиме, предусмотренном графическими редакторами современных пакетов.  В рамках проектно-исследовательской работы по 3D – моделированию обучающиеся получат базовые знания по видам 3D- принтеров, их особенностям и возможностям применения и использования, практические навыки работы с высокотехнологичным устройством посредством посещения различных мастер-классов, выставок на базе университетов, институтов, колледжей.

Целью данной программы является

• образование детей и молодежи в сфере инновационных технологий и содействие развитию технического творчества, развитие инновационной деятельности в образовательных учреждениях.
• освоение знаний, составляющих основу научных представлений о системах, технологиях и моделях;
• овладеть представлениями о работе 3D принтеров с помощью изучения различных интернет-источников, посещений мастер-классов, выставок в течение года по данной тематике, проводимых в течение года различными образовательными учреждениями;
• развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей средствами изучения 3D технологий;
• воспитание ответственного отношения к проекту с учетом правовых и этических аспектов его реализации;
• выработка навыков применения 3D технологий в повседневной жизни, при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в учебной деятельности, дальнейшем освоении профессий, востребованных на рынке труда.

Исходя из поставленных целей, можно выделить ряд образовательных задач, которые решает данный курс. Они интересны и часто непросты в решении, что позволяет повысить учебную мотивацию учащихся и проверить их способности к информатике. Вместе с тем, содержание курса позволяет ученику любого уровня активно включиться в учебно-познавательный процесс и максимально проявить себя: занятия могут проводиться на высоком уровне сложности, но включать в себя вопросы доступные и интересные всем учащимся.

• познакомить с принципами работы 3D принтеров;
• расширение политехнического кругозора;
• развитие навыков проектной и конструкторской деятельности в сочетании с готовностью к исполнительской деятельности;
• формирование знаний об основных принципах работы 3D принтеров;
• формирование умений и навыков самостоятельного использования компьютера в качестве решения практических задач.

Сформулированная цель и задачи реализуются через достижение образовательных результатов. Эти результаты структурированы по ключевым задачам проектно-образовательной деятельности, отражающим индивидуальные, общественные и государственные потребности, и включают в себя личностные, предметные, метапредметные результаты.

Личностные результаты:

∙​ формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности, обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию;

∙​ формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики;

∙​ развитие осознанного и ответственного отношения к собственным поступкам при работе с графической информацией;

∙​ формирование коммуникативной компетентности в процессе образовательной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности.

Предметные результаты:

∙​ умение использовать терминологию моделирования;

• изучение видов 3 D принтеров;

∙​ ​ изучение возможностей 3 D принтеров;

• иметь представление о работе 3D принтеров;

Метапредметные результаты:

∙​ умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

∙​ владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;

∙​ умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы;

∙​ умение создавать, применять и преобразовывать графические объекты для решения учебных и творческих задач;

∙​ умение осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации;

• обогащение словарного запаса и расширения кругозора обучающихся с недостатками слуха;

∙​ владение устной и письменной речью.

Место проекта «3D моделирование» в учебном плане

Данная программа и составленное тематическое планирование рассчитано на 32 часа по 1 часу в неделю.

В процессе занятий используются различные формы занятий: традиционные, комбинированные и практические выездные занятия;

А также различные методы:

Методы, в основе которых лежит способ организации занятия:

• словесный (устное изложение, беседа, рассказ и т.д.);
• наглядный (показ иллюстраций, презентаций, видео педагогом);
•    изучение различных интернет-источников по данной тематике

Методы, в основе которых лежит уровень деятельности детей:
• объяснительно-иллюстративный – дети воспринимают и усваивают готовую информацию;
• репродуктивный – учащиеся воспроизводят полученные знания и освоенные способы деятельности;
• частично-поисковый – участие детей в коллективном поиске, решение поставленной задачи совместно с педагогом; 
Методы, в основе которых лежит форма организации деятельности учащихся на занятиях:
• фронтальный – одновременная работа со всеми учащимися;
• индивидуально-фронтальный – чередование индивидуальных и фронтальных форм работы;

Учебно-тематическое планирование

Содержание программы

I. Основы 3D-моделирования (8часов)

1

Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности.

Человек и информация: мы живем в мире информации, информацию человек воспринимает с помощью органов чувств (глаза, уши, нос, кожа).

Инструкция для 3D принтеров PrintBox3D 

2-3

Основы 3D технологий: история и перспективы.

4-5

Что такое моделирование. Виды моделирования. Модель объекта: материальная и информационная, виртуальная модель; цели моделирования.

6

Модель отношений между понятиями: текстовая и графическая модель отношений.

7-8

Алгоритм: последовательность действий и алгоритм; известные алгоритмы; алгоритм и сохранённая информация.

II. Знакомство  с приложениями, которые работают с 3D-графикой (6 часов)

3D-моделирование

10-12

Что нужно сделать, чтобы начать печатать?

13

Программное обеспечение

14

Ознакомление с библиотекой программы

III. Архитектура 3D-принтера (3 часа)

15-16

3D-принтер — устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по цифровой 3D-модели

17

Знакомство с моделью 3D принтера «PrintBox3D One»;

Основные компоненты 3D принтера и их функции.

Гигиенические, эргономические и технические условия безопасной эксплуатации 3D принтера.

IV. Создание школьного проекта на конкурс школьных проектов с целью ознакомления обучающихся нашей школы (9 часов).

V. Выездные экскурсии по данной тематике (6 часов).

Информационные источники:

1. http://www.printbox3d.ru/data/files/manual_printbox3d_one.pdf

2. http://www.printbox3d.ru/data/files/manual_printbox3d_one_app1.pdf

3. http://www.youtube.com/user/PrintBox3D

4. http://www.inf1.info/book/export/html/197

5. http://volna.org/informatika/chieloviek_i_informatsiia.html

6. http://plastic3d.ru/news/kratkaya-istoriya-3d-printerov-s-kartinkami

7. http://3dwiki.ru/kratkaya-istoriya-3d-pechati-v-infografike/

8. http://cpu3d.com/movies/osobennosti-i-perspektivy-tehnologii/

9. http://5fan.ru/wievjob.php?id=26378

10. https://3ddevice.com.ua/blog/reviews/3d-pechat-i-cura/

11. http://softikbox.com/grafika-i-dizayn/3d-modelirovanie/

12. https://make-3d.ru/articles/programmy-dlya-3d-pechati-i-3d-printera/

13. https://3dprinter.ua/programma-sura-15-02-1-chto-vliyaet-na-kachestvo-3d-pechati/

14. http://900igr.net/prezentatsii/matematika/model-otnoshenija-mezhdu-ponjatijami/005-tekstovaja-i-graficheskaja-modeli-otnoshenij.html

15. http://www.myshared.ru/slide/653613/

16. http://www.docme.ru/doc/841198/model._-otnosheniya-mezhdu-ponyatiyami.