Трёхмерное моделирование. Пример проектирования ФИЭ

Применение 3d-принтера на уроках информатики
Лунева София Николаевна, учитель информатики и ИКТ, МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №21» г. Старый Оскол

PICASO 3D Designer
http://picaso-3d.com/

Класс Тема урока Тема практической
7 Модели объектов и их назначение «Создание крепости из графических примитивов программы 123D Design»
7 Информационные модели «Использование инструментов Extrude, Text для создание именного брелока в программе 123D Design».
9 Графические модели «Смоделировать судно или машину с использованием следующих инструментов: рolyline, spline, extrude без использования готовых фигур в программе 123D Design»
10 Формализация и визуализация моделей. «Инструменты split solid, chamfer, loft в моделировании Робота-трансформера в программе в программе 123D Design»
10 Компьютерное исследование моделей «Режим Скульптинг для создания моделей животных в программе Blender»

Дизайнерские часы
1 этап. Дизайн
2 этап. Чертеж
3 этап. Печать
3 этап. Сбор и покраска моднли

Декоративный вентилятор «Мельница»
Цель проекта: Создание портативного вентилятора, необычной формы. Задачи проекта: 1. Используя знания в области физики, подготовить составляющие цепи для пуска двигателя. 2. Собрать цепь, состоящую из двигателя, батарейки и тумблера. 3. Изучить инструменты программы 123D Design для создания частей мельницы (основания пирамиды, короба, лопастей). 4. Сборка мельницы и цепи.

Моделирование и печать

Ночник «Маяк»

Старооскольская игрушка
Цель проекта: Возрождение народных традиций Белгородской области посредством создания модели глиняной расписной игрушки в соответствии с образами игрушек старооскольских мастеров. Приобретение навыков работы с 3d-редактором Blender в режиме Скульптинг.
Задачи проекта: 1. Поиск информации об особенностях и традициях изготовления старооскольской глиняной игрушки: форма, образы и декор. 2. Поиск информации об особенностях росписи старооскольской глиняной игрушки: основные цвета и элементы, их значение. 3. Поиск подходящих инструментов в программе Blender для создания модели в соответствии с традициями изготовления. 4. Создание модели из пластилина, для того чтобы прочувствовать особенности работы с формой и ее пропорциональные соотношения. 5. Создание моделей в программе Blender. 6. Роспись моделей в соответствии с традициями росписи старооскольской игрушки. 5. Создание платформы для размещения проекта. 6. Печать проекта на 3d-принтере. 4. Роспись проекта акриловыми красками. 5. Сборка проекта.

Построение пластилиновой модели согласно традициям: Изображения людей - монолитные, скупые на детали - близки древним примитивным фигуркам. Неширокая юбка-колокол у барынь плавно переходит в короткое узкое тело и завершается конусообразной головой, составляющей одно целое с шеей. Головы фигурок венчают затейливые шляпки с неширокими полями.

Режим Скульптинг в Blender
Используется для создания персонажей
Используя команду Subdivide, которая доступна при нажатии клавиши W в режиме редактирования в 3D-окне, подразделяем объект.

Разнообразие кистей в Blender
Настройка размера и силы нажатия кисти
Grab используется, чтобы тащить группу точек, ближних к кисти.
Inflate (Надувать)

Солнечные часы

Математический тир
Цель исследования: Научиться строить чертежи, используя транспортир и свойства различных углов. Задачи исследования: Изучить учебную и научную литературу по теме исследования. Смоделировать и распечатать стойки для зеркал, мишень и стойку для направления луча. Провести эксперимент не используя расчеты. Построить чертежи в натуральную величину, используя расчеты и свойства различных углов. Разработать алгоритм их построения.

Каждый из участников исследования строит свой чертеж для исследования путем проб и ошибок оптимизируя задачу. Чертеж 30 градусов: 1. Чертеж начинается от тумбы с лазерной указкой. 2. Стойку № 1 располагают перпендикулярно тумбе. 3. Луч (схематично) направляют от тумбы под углом 30 градусов касания стойки (производится коррекция положения стойки так, чтобы луч попадал посередине стойки). Длина стойки № 1 = 9 см. 4. Рассчитываем угол падения следующим образом 180-30-90, так как стойка и тумба образуют прямоугольный треугольник. 5. Угол отражение должен быть равен углу падения, строят его используя транспортир. 6. Дальнейшее построение можно вести симметрично, только от мишени. 7. В итоге образуется пересечение лучей для второй стойки, остается рассчитать как ее правильно расположить и наметить место для ее расположения. 8. Узнаем с помощью транспортира угол a, рассчитываем какими должны быть углы падения и отражения (180 – a)/2 – каждый, так как они и угол a являются частью развернутого угла, на котором должна стоять стойка № 2. 9. Достраиваем развернутый угол

Аттестационная работаСлушателя курсов повышения квалификации по программе:
«Проектная и исследовательская деятельность как способ
формирования метапредметных результатов обучения в условиях
реализации ФГОС»
учителя ИЗО и технологии:
Кузнецовой Антонины Ивановны
ГОБУ «Физтех-лицей» им. П.Л. Капицы
На тему:
Внеурочный курс 3 D - моделирования и
развитие инновационных технологий в
образовании.
1

Краткая характеристика образовательного учреждения Московская область, г. Долгопрудный ул. Летная д..№7

3D печать

Применение 3D технологий в образовании даст значительный инновационный импульс в таких сферах как:

Преимущества внедрения 3D технологий в образовательный процесс.

Вывод:

ПРЕЗЕНТАЦИЯ ПРОЕКТА «ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ 3D- МОДЕЛИРОВАНИЯ В ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ" Департамент образования Белгородской области ОГАОУ ДПО «БЕЛГОРОДСКИЙ ИНСТИТУТ РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАНИЯ» Доцент кафедры естественно-математического образования и информацииииионных технологий ОГАОУ ДПО «БелИРО» Корнилова Евгения Анатольевна 1

ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТНУЮ ОБЛАСТЬ (ОПИСАНИЕ СИТУАЦИИ «КАК ЕСТЬ») 2 Задачи, стоящие перед современной системой образования (ФГОС ООО п. I, пп. 6) Выпускник, ориентирующийся в мире профессий Выпускник, способный применять полученные знания на практике Выпускник активно и заинтересованно познающий мир Проблемы современной школы по результатам опросов учителей Недостаточное количество практически значимых заданий Слабая профориентация обучающихся Недостаточность применения активных методов обучения Решение задач Решение проблем Усиление практической направленности обучения, в том числе, исследовательской и проектной деятельности обучающихся с применением технологий 3D-моделирования Описание задач, проблем и перспектив современной школы

ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТНУЮ ОБЛАСТЬ (ОПИСАНИЕ СИТУАЦИИ «КАК ЕСТЬ») 3 ! ! Воспри- ятие информацииии Воспри- ятие информацииии Иллюстрация Фильмы, выставки, экскурсии Участие в дискуссиях Моделирование словесная расшифровка 20% то, что слышим 10% то, что читаем 30% то, что видим 50% то, что видим и слышим 70% то, что говорим 90% то, что говорим и делаем визуальная расшифровка восприятие и участие деятельность

4 3D моделирование - это процесс создания трехмерной модели объекта. Задача 3D моделирования - разработать визуальный объемный образ желаемого объекта. С помощью трехмерной графики можно и создать точную копию конкретного предмета, и разработать новое, даже нереальное представление до сего момента не существовавшего объекта. Трёхмерное изображение на плоскости включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ. ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТНУЮ ОБЛАСТЬ (ОПИСАНИЕ СИТУАЦИИ «КАК ЕСТЬ») Категориально-понятийный аппарат

ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТНУЮ ОБЛАСТЬ (ОПИСАНИЕ СИТУАЦИИ «КАК ЕСТЬ») 5 Результаты педагогических исследований и опросов педагогов 2014 года Уровень владения технологиями 3D-моделирования Педагоги Обучающиеся 1,0 % школ Наличие 3D-принтеров 1,0 % школ 10,0 % Владение знаниями в области 3D- моделирования (прошли обучение) 20,0 % 10,0 % Владение умениями в области 3D- моделирования 20,0 % 5,0 % Владение навыками в области 3D- моделирования 2,0 % 1,0 % Владение умениями применять в образовательной практике технологии 3D- моделирования 1,0 % 0,5 % Системное техническое применение в образовательном процессе технологий 3D- моделирования 0,5 %

ЦЕЛЬ И РЕЗУЛЬТАТ ПРОЕКТА Цель проекта: Повышение не менее, чем на 3 % доли участников образовательного процесса, системно применяющих в учебной и внеучебной деятельности технологии 3D-моделирования к концу 2017 года Способ достижения цели: Получение знаний, умений и навыков педагогами и обучающимися в области применения технологий 3D-моделирования Результат проекта: Не менее 200 исследовательских работ, проектов обучающихся, подготовленных с применением технологий 3D – моделирования к концу 2017 года Требования к результату: 1. Разработана дополнительная профессиональная программа повышения квалификации «Автоматизация трёхмерного проектирования в образовательной организации», содержащая модуль «Методика автоматизации трёхмерного проектирования в образовательной организации». 2. Обучено по дополнительной профессиональной программе повышения квалификации «Автоматизация трёхмерного проектирования в образовательной организации» не менее 250 педагогических работников области. 3. Опубликована серия методических рекомендаций для педагогических работников по применению 3D-моделирования в образовательном процессе по конкретным предметам (не менее 7). 4. Опубликована серия алгоритмов осуществления 3D-моделирования для обучающихся образовательных организаций (не менее 7). 5. Подготовлены и проведены семинары «Методические аспекты применения технологий 3D- моделирования в образовательном процессе» (не менее 10). 6. Проведён региональный конкурс исследовательских работ обучающихся, подготовленных с применением технологий 3D-моделирования. 7. Проведён региональный конкурс проектов обучающихся, подготовленных с применением технологий 3D-моделирования. Пользователи результата проекта: Школьники, учащиеся СПО, педагогические работники Белгородской области 6

ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТНУЮ ОБЛАСТЬ (ОПИСАНИЕ СИТУАЦИИ «КАК БУДЕТ») 7 Результаты педагогических исследований и опросов педагогов 2017 года Уровень владения технологиями 3D-моделирования Педагоги Обучающиеся 1,0 % школ 40,0 % школ Наличие 3D-принтеров 1,0 % школ 40,0 % школ 10,0 %30,0 % Владение знаниями в области 3D- моделирования (прошли обучение) 20,0 %40,0 % 10,0 %30,0 % Владение умениями в области 3D- моделирования 20,0 %40,0 % 5,0 %25,0 % Владение навыками в области 3D- моделирования 2,0 %5,0 % 1,0 %5,0 % Владение умениями применять в образовательной практике технологии 3D- моделирования 1,0 %5,0 % 0,5 %3,5 % Системное применение в образовательном процессе технологий 3D-моделирования 0,5 %3,5 %

8 Задачи, стоящие перед современной системой образования (ФГОС ООО п. I, пп. 6) Выпускник, ориентирующийся в мире профессий Выпускник, способный применять полученные знания на практике Выпускник активно и заинтересованно познающий мир Решение проблем современной школы по результатам опросов учителей Решение практически значимых заданий Профориентация обучающихся Применение активных методов обучения Передают и получают знания, умения и навыки (компетенции) на уроках, во внеурочной деятельности, в дополнительном образовании Применение полученных компетенций в учебной деятельности Системное применение в исследовательских работах и проектах по профилю будущей профессии Описание решения задач и проблем современной школы ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТНУЮ ОБЛАСТЬ (ОПИСАНИЕ СИТУАЦИИ «КАК БУДЕТ»)

ОСНОВНЫЕ БЛОКИ РАБОТ ПРОЕКТА Наименование Длит., дней Нача ло Оконч ание 2014 год 2015 год Повышение уровня знаний и умений в области 3D- моделирования Разработка дополнительной профессиональной программы повышения квалификации «Автоматизация трёхмерного проектирования в школе и сузе», содержащей модуль «Методика автоматизации трёхмерного проектирования в школе и сузе» Обучение по дополнительной профессиональной программе повышения квалификации «Автоматизация трёхмерного проектирования в школе и сузе» не менее 250 педагогических работников области

ОСНОВНЫЕ БЛОКИ РАБОТ ПРОЕКТА Наименование Длитель ность, дней Начало Окончание 2015 год 2016 год Актуализация дополнительной профессиональной программы повышения квалификации «Автоматизация трёхмерного проектирования в школе и сузе», содержащей модуль «Методика автоматизации трёхмерного проектирования в школе и сузе» Обучение по дополнительной профессиональной программе повышения квалификации «Автоматизация трёхмерного проектирования в школе и сузе» не менее 250 педагогических работников области Подготовка методических материалов Подготовка и публикация серии методических рекомендаций для педагогических работников по применению 3D-моделирования в образовательном процессе по конкретным предметам Подготовка и публикация серии алгоритмов осуществления 3D- моделирования для обучающихся образовательных организаций

ОСНОВНЫЕ БЛОКИ РАБОТ ПРОЕКТА Наименование Длител ьность, дней Начало Окончание 2016 год 2017 год Обучение педагогических работников Подготовка и проведение семинаров «Методические аспекты применения технологий 3D-моделирования в образовательном процессе" Организация и проведение конкурсов Организация и проведение региональных конкурсов исследовательских работ обучающихся, подготовленных с применением технологий 3D-моделирования Организация и проведение региональных конкурсов проектов обучающихся, подготовленных с применением технологий 3D- моделирования Размещение в СМИ и Интернет- ресурсах информацииииии о 3D- моделировании Итого

УЧАСТИЕ БЮДЖЕТОВ В ПРОЕКТЕ 12 Форма участия Размер участия бюджета, тыс. руб. Федеральный ОбластнойМестный Прямое бюджетное финансирование «Развитие образования Белгородской области на годы» Подпрограмма 5 «Государственная политика в сфере образования» Инфраструктура: Дороги 12 Указать плановую протяженность Электроэнергия 12 Указать требуемую мощность Газоснабжение 12 Указать требуемый объем Водоснабжение 12 Указать требуемый объем Субсидии 12 Обеспечение Гарантии 12 Залоги 12 Прочие формы участия 12 ИТОГО: Земельный участок Указать адрес расположения земельного участка Указать площадь земельного участка Указать расчетную стоимость участка

ПОКАЗАТЕЛИ СОЦИАЛЬНОЙ, БЮДЖЕТНОЙ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА 1Социальная эффективность 1.1Охват населения социальными благами за период реализации проекта Тыс. чел.2,75 1.2Новые рабочие места Ед. 1.3Средняя з/п Тыс. руб. 1.4Месячный ФОТМлн. руб. 1.5Годовой ФОТМлн. руб. 1.6Доля преподавателей, повысивших квалификацию по применению 3D-принтеров в образовательном процессе %10 2Бюджетная эффективность 2.1Участие бюджетных источников в проекте Млн. руб. 2.2Налоги в консолидированный бюджет области Руб. 2.3Налог с 1 работника в консолидированный бюджет области Млн. руб. 2.4Срок окупаемости бюджетных инвестиций Лет 2.5Снижение возможного ущерба Млн. руб. 2.6Экономия бюджетных средств Млн. руб. 3Экономическая эффективность 3.1Годовой объем выручки 13 Млн. руб. 3.2Годовой объем прибыли 13 Млн. руб. 3.3Рентабельность% 3.4Срок окупаемости проекта Лет 3.5 Объем инвестиций в основной капитал в рамках проекта Млн. руб. 3.6 Объем инвестиций, осваиваемых на территории области Млн. руб. 3.7Иные показатели 13 после выхода хозяйствующего субъекта на проектную мощность

КОМАНДА ПРОЕКТА ФИОДолжность и основное место работы Выполняемые в проекте работы 1. Медведева Ольга Ильинична Первый заместитель начальника департамента образования Белгородской области – начальник управления общего, дошкольного и дополнительного образования Куратор проекта 2. Корнилова Евгения Анатольевна Заведующий кафедрой естественно- математического образования и информацииииионных технологий ОГАОУ ДПО «Белгородский институт развития образования» Руководитель проекта 3. Раевская Мария Викторовна Старший методист центра МОРО ОГАОУ ДПО «Белгородский институт развития образования» Администратор проекта 4. Трапезникова Ирина Валентиновна Доцент кафедры естественно- математического образования и информацииииионных технологий ОГАОУ ДПО «Белгородский институт развития образования» Оператор мониторинга проекта 5. Вакансия Представители муниципальных органов управления образованием Ответственные за повышение квалификации, внедрение 3D- принтеров в учебный процесс 39 14

Руководитель проекта: Корнилова Евгения Анатольевна тел.: Администратор проекта: Раевская Мария Викторовна тел.: КОНТАКТНЫЕ ДАННЫЕ: 15

«Информационное моделирование» - Табличные модели. Что такое моделирование. Таблицы свойства «объект- свойство». Карту можно назвать информационной моделью местности. Графические информационные модели. Карта как информационная модель. Таблицы типа «объект- объект»(дороги). Во-первых, карта описывает конкретную местность. Двоичные матрицы(факультативы).

«Проекты по моделированию» - Формализация как важнейший этап моделирования Расчет геометрических параметров объекта. Информационное моделирование как метод познания Основные этапы построения моделей. Следующая статья в том же словаре: «Проектировать – 1) составлять проект; 2) предполагать сделать что-либо, намечать план» . Что же такое проект?

«Компьютерное моделирование» - Научная работа студентов. Пример программы, разработанной в рамках магистерской и кандидатской диссертации «Исследование и разработка методов компьютерного моделирования и обработки интерферограмм». Моделирование волоконно-оптических элементов. Пример программы и результаты исследований, выполненных в рамках магистерских и кандидатской диссертаций, посвященных разработке Волоконно-оптических преобразователей для датчиков температуры и давления.

«Математическое моделирование» - 2. Методика преподавания. Математические модели в сельском хозяйстве. 3. Типология математических моделей. 1. Цели и содержание курса. Франс Дж., Торнли Дж. Матрица потребности в предшественниках (пример). 4. Моделирование минерального питания. Первая модель. 5. Моделирование сочетания культур. Учебные материалы в сети Internet.

«Моделирование ночной сорочки» - Модель №4. Художник-модельер. Моделирование Вырез горловины Обтачка Волан. Презентация. Изменение деталей чертежа изделия в соответствии с выбранным фасоном называется моделированием. Назначение Сезонность Особенности фигуры человека. Модель №1. При моделировании изделия художнику необходимо учитывать:

«Моделирование 3-d наносхемотехники» - Компонент схемотехники - физический переход между материалами с различными свойствами. Rs-триггер в переходной схемотехнике. Представлен новый подход к пониманию и освоению свойств трехмерных интегральных схем. Моделирующее программное обеспечение. Теоретические основы переходной схемотехники (ТОПС 1).