Использование трехмерного моделирования на уроках технологии
статья по технологии (5, 6, 7 класс)

Использование трехмерного моделирования на уроках технологии

Нарымская Ольга Евгеньевна,

учитель технологии ГБОУ СОШ № 191

Красногвардейского района Санкт-Петербурга

Сегодня образование должно идти в ногу со временем, и компьютерные технологии дают для этого широкие возможности. Инновационные формы и методы обучения создают условия для повышения уровня образования школьников. Одной из новых форм обучения является применение 3D-моделирования на уроках технологии.

Согласно требованиям Федеральных государственных образовательных стандартов нового поколения, к целям и задачам современного технологического образования относятся, в частности, такие, как обеспечение понимания обучающимися сущности современных технологий и перспектив их развития, а также формирование технологической культуры и проектно-технологического мышления у обучающихся. Использование трехмерного моделирования на уроках технологии успешно справляется с этой задачей.

Образовательный модуль «3D-моделирование, прототипирование и макетирование» даже включен в образовательную программу по предметной области «Технология» Методическими рекомендациями Министерства просвещения от 28.02.2020 г. («Методические рекомендации для руководителей и педагогических работников общеобразовательных организаций по работе с обновленной примерной основной образовательной программой по предметной области «Технология», утвержденные Минпросвещением России 28.02.2020 №МР-26/02вн.)

Трехмерное моделирование – это раздел компьютерной графики, посвященный методам создания объемных объектов в трехмерном пространстве. Это процесс создания трехмерной модели объекта для визуализации и исследования данного объекта.

3D-моделирование прочно вошло в современный мир, область его применения очень широка: это не только реклама, компьютерные игры, фильмы со спецэффектами, это и разработка архитектурных сооружений, техники, транспорта, оборудования в самых различных отраслях. Все это обуславливает актуальность изучения трехмерного моделирования в школе.

Применение 3D технологий на уроках способствует развитию творческих способностей и познавательного интереса учащихся, концентрации их внимания на учебном материале, а некоторых даже ориентирует на выбор технических и инженерных профессий.

Основоположник научной педагогики в России, Константин Дмитриевич Ушинский, говорил, что «детская природа требует наглядности». И именно наглядность, а также информативность и реалистичность являются основными достоинствами 3D-моделирования. Его использование на уроках и во внеурочной деятельности способствует развитию интеллектуальных умений  и творческих способностей школьников, а также их практической подготовке к овладению техническими специальностями, помогает ориентироваться в мире высоких технологий.

Компьютерные 3D-технологии в школе помогают развивать метапредметные компетенции, образовывая межпредметные связи технологии с математикой, информатикой, физикой, черчением и другими науками. Овладение основами трехмерного моделирования помогает ученикам получить научное мировоззрение, раскрыть свои творческие способности, развить логику и пространственное мышление, научиться применять полученные навыки в своей практической деятельности. Трехмерное моделирование тренирует память и внимание, стимулирует воображение и логическое мышление, воспитывает сосредоточенность и целеустремленность.

Уроки по 3D-моделированию помогают формировать практические навыки школьников. Ученики сперва выполняют задания учителя, осваивая процесс создания трехмерных моделей последовательно, по шагам, знакомясь с основными инструментами и технологическими операциями. Постепенно, по мере освоения компьютерного моделирования, учащиеся переходят к более сложным и интересным заданиям, справляясь с ними все в большей степени самостоятельно. Данный метод позволяет проводить уроки наиболее интересно, практико-ориентированно, включая всех учеников в творческую деятельность. Самостоятельное моделирование сложных трехмерных объектов создает ситуацию успеха для учеников, положительно влияет на их самооценку и стимулирует интерес к обучению в дальнейшем.

В качестве основной образовательной среды для уроков технологии очень хорошо подходит моделирование в среде SketchUp. Это программа для моделирования зданий и сооружений, а также для оформления внутреннего дизайна помещений, для моделирования мебели и различных технических устройств. Данная программа стала популярна благодаря своей простоте и наглядности, она позволяет по-новому взглянуть на процесс 3D-моделирования, предоставляя простое решение для сложных задач.

Программа появилась достаточно давно, первая рабочая версия была выпущена американской компанией @Last Software еще в 1999 г. В 2006 г. программу приобрела корпорация Google, а в 2012 г. продала ее компании Trimble. Сегодня программа доступна в нескольких вариантах. При необходимости можно приобрести профессиональную версию SketchUp Pro с широкими возможностями не только трехмерного моделирования, но и создания рабочих чертежей, с возможностью импорта и экспорта файлов в специальные конструкторские форматы для возможности работать в различных программах по 3D-моделированию.

Однако для учебной деятельности достаточно бесплатной версии программы – SketchUp Make. Она отличается рядом функциональных ограничений, но ее главное достоинство – возможность свободного использования в некоммерческих целях. Кроме того, существует и такая версия, как SketchUp Free, это мощный web-modeler, который работает прямо в браузере. В данном случае не требуется установка программного обеспечения на компьютер, но нужно постоянное подключение к сети Интернет.

Программа SketchUp очень удобна в освоении. Здесь имеется большое количество стандартных шаблонов форм и моделей, что значительно облегчает работу. С помощью ограниченного набора инструментов здесь можно легко и быстро создавать и преобразовывать самые различные объекты, применяя к ним текстуры необходимых материалов.

Моделирование в SketchUp осуществляется просто и интуитивно понятно. Сильной стороной этой программы является то, что ученики сразу видят результат своей работы, а все внесенные изменения отображаются в режиме реального времени. Важным положительным моментом является и то, что ученики всегда могут вернуться к ранее созданной модели для ее доработки и оптимизации. Можно объединять различные модели в одну общую композицию, что позволяет видеть более целостную картину проделанной работы.

SketchUp идеально подходит для моделирования внутреннего и внешнего дизайна зданий и сооружений. На уроках школьники обучаются моделированию жилых домов и их элементов, создают модели мебели и разрабатывают собственный дизайн помещений. Ученики моделируют целые архитектурные ансамбли, загородные поселки и современные жилые комплексы. Также создают модели различных технических устройств, наземного, водного, воздушного и космического транспорта. Все это позволяет включать элементы 3D-моделирования и в другие разделы предметной области «Технология».

В течение учебного года у каждого учащегося образуется своя коллекция собственноручно смоделированных объектов, от простых к более сложным. Это наглядно показывает ученикам их прогресс в освоении компьютерного трехмерного моделирования и стимулирует их дальнейший рост в данном направлении. Кроме того, 3D-моделирование открывает широкие возможности для командной работы, ведь объекты, выполненные отельными учениками, можно объединять в целостные композиции. Это в свою очередь способствует укреплению командного духа, формированию навыков сотрудничества и коллективного взаимодействия, улучшает психологическую атмосферу в классе.