Конспект урока по теме:"Технологии создания визуальных моделей. Практическая работа «Инструменты программного обеспечения для создания и печати 3D-моделей»

Технология

Тема урока: Технологии создания визуальных моделей. Практическая работа «Инструменты программного обеспечения для создания и печати 3D-моделей»

Класс: 8

Цели урока:

·         Образовательные:

o    Познакомить учащихся с понятием визуальной модели и ее ролью в современном мире.

o    Изучить основные методы и инструменты создания визуальных моделей.

o    Ознакомить с принципами работы и интерфейсом программного обеспечения для 3D-моделирования.

o    Научить создавать простые 3D-модели с использованием изученных инструментов.

o    Познакомить с процессом подготовки 3D-модели к печати.

·         Развивающие:

o    Развивать пространственное мышление и воображение.

o    Развивать навыки работы с графическим интерфейсом программного обеспечения.

o    Развивать навыки планирования и выполнения практических задач.

o    Развивать алгоритмическое мышление.

o    Совершенствовать навыки самостоятельной работы и работы в команде.

·         Воспитательные:

o    Воспитывать аккуратность и внимательность при работе с компьютером и программным обеспечением.

o    Воспитывать интерес к современным информационным технологиям.

o    Формировать понимание важности визуальных моделей в различных сферах деятельности.

Тип урока: Комбинированный (изучение нового материала, практическая работа)

Оборудование и материалы:

·         Компьютерный класс (каждый ученик за компьютером)

·         Проектор, интерактивная доска (желательно)

·         Презентация по теме урока

·         Программное обеспечение для 3D-моделирования (например, TinkerCAD, Blender, SketchUp) - установите заранее. TinkerCAD - простой и бесплатный, хорошо подходит для начинающих.

·         Инструкции для практической работы (в печатном или электронном виде)

·         Примеры готовых 3D-моделей (в электронном виде)

·         (по возможности) 3D-принтер и программное обеспечение для слайсинга (Cura, Simplify3D) - для демонстрации процесса.

Ход урока:

I. Организационный момент (2 минуты)

·         Приветствие учащихся.

·         Проверка готовности к уроку (наличие необходимых материалов и программного обеспечения).

·         Инструктаж по технике безопасности при работе с компьютером.

II. Актуализация знаний (3минуты)

·         Повторение основных понятий, связанных с компьютерной графикой (пиксель, вектор, растр).

·         Обсуждение примеров применения визуальных моделей в различных сферах (реклама, дизайн, архитектура, игры, кино и т.д.).

·         Вопросы к учащимся:

o    Какие примеры визуальных моделей вы можете назвать?

o    Где и для чего используются визуальные модели?

III. Мотивация учебной деятельности (5 минут)

·         Показ короткого видеоролика или презентации с примерами впечатляющих визуальных моделей (например, сложные 3D-модели персонажей из игр или фильмов, проекты зданий, визуализации научных данных).

·         Подводка к теме урока: "Сегодня мы начнем изучать, как создаются такие модели, и попробуем сами создать что-то простое, но интересное."

IV. Изучение нового материала (10 минут)

1.    Что такое визуальная модель? (2минуты)

o    Определение визуальной модели (графическое представление объекта, явления или процесса).

o    Типы визуальных моделей (двумерные и трехмерные).

o    Роль визуальных моделей в современном мире (коммуникация, проектирование, обучение, развлечение).

2.    Технологии создания визуальных моделей (3 минуты)

o    Двумерная графика (растровая и векторная).

§  Инструменты (графические редакторы, такие как GIMP, Inkscape).

o    Трехмерная графика (полигональное моделирование, NURBS-моделирование, скульптурное моделирование).

§  Инструменты (программы для 3D-моделирования: TinkerCAD, Blender, SketchUp).

o    Фотограмметрия (создание 3D-моделей на основе фотографий).

o    Сканирование (создание 3D-моделей с использованием 3D-сканеров).

3.    Программное обеспечение для 3D-моделирования (5 минут)

o    Выбор программного обеспечения: Для практической работы рекомендуется использовать TinkerCAD (бесплатный, простой в освоении, работает в браузере).

o    Интерфейс программы TinkerCAD (или выбранной вами):

§  Рабочая область.

§  Панель инструментов.

§  Библиотека примитивов.

§  Навигация по сцене (вращение, масштабирование, перемещение).

o    Основные операции:

§  Добавление примитивов.

§  Перемещение, вращение и масштабирование объектов.

§  Группировка объектов.

§  Выравнивание объектов.

§  Создание отверстий.

o    Демонстрация: Показ основных операций в выбранной программе на экране проектора.

V. Практическая работа (20 минут)

·         Подготовительный этап (3 минуты)

o    Разделить учащихся на группы (по 2-3 человека).

o    Раздать инструкции для практической работы (в печатном или электронном виде). Инструкции должны быть четкими и понятными, с иллюстрациями.

o    Убедиться, что все учащиеся понимают задание и имеют доступ к необходимому программному обеспечению.

o    Повторить основные правила работы с компьютером и правила техники безопасности.

·         Основной этап (15 минут)

o    Задание: Создать простую 3D-модель (например, домик, машинку, брелок для ключей).

o    Этапы выполнения:

1.    Определить основные формы, из которых состоит модель.

2.    Добавить необходимые примитивы из библиотеки.

3.    Изменить размеры и положение примитивов.

4.    Сгруппировать объекты.

5.    Добавить отверстия (при необходимости).

6.    Проверить модель на наличие ошибок.

o    Контроль и помощь: Преподаватель контролирует процесс работы, оказывает помощь учащимся, отвечает на вопросы, исправляет ошибки.

·         Заключительный этап (2 минуты)

o    Каждая группа демонстрирует свою модель.

o    Обсуждение результатов работы.

o    Сохранение моделей (в формате .STL или другом подходящем формате).

o    (Если есть возможность) Импорт модели в слайсер и краткая демонстрация подготовки к 3D-печати (настройки, слои и т.д.). Рекомендуется показать, как это делается в Cura.

VI. Подведение итогов урока (3 минуты)

·         Обсуждение трудностей, возникших в процессе работы.

·         Оценка работы учащихся (с учетом активности, аккуратности, оригинальности).

·         Рефлексия:

o    Что нового вы узнали на уроке?

o    Какие навыки вы приобрели?

o    Что было самым интересным?

o    Что было самым сложным?

VII. Домашнее задание (2 минуты)

·         (По желанию) Усовершенствовать созданную модель или создать новую, более сложную.

·         Найти информацию о применении 3D-моделирования в интересующей вас сфере деятельности.

Пример инструкции для практической работы (TinkerCAD – создание домика):

1.    Войдите в TinkerCAD: Откройте браузер и перейдите на сайт tinkerCAD.com. Зарегистрируйтесь или войдите в свою учетную запись.

2.    Создайте новый проект: Нажмите кнопку "Create new design".

3.    Добавьте "Box" (куб): Перетащите куб из панели справа в рабочую область.

4.    Измените размеры куба: Щелкните по одному из белых кубиков на углах куба, чтобы изменить его размеры. Сделайте его более плоским, чтобы создать стены домика (например, длина = 60 мм, ширина = 40 мм, высота = 20 мм).

5.    Добавьте "Roof" (крышу): Перетащите крышу (треугольную призму) из панели справа в рабочую область.

6.    Измените размеры и положение крыши: Измените размеры крыши, чтобы она соответствовала размерам стен домика. Поднимите крышу над стенами, используя черный конус.

7.    Добавьте дверь и окна (создание "отверстий"):

o    Перетащите еще один куб в рабочую область.

o    Измените его размеры, чтобы он соответствовал размеру двери.

o    Поднимите куб над землей и поместите его на одну из стен домика.

o    Сделайте куб "отверстием", щелкнув по кнопке "Hole" в верхней части экрана.

o    Повторите эти шаги, чтобы добавить окна.

8.    Сгруппируйте объекты: Выделите все объекты (стены, крышу, дверь, окна) и нажмите кнопку "Group" в верхней части экрана.

9.    Сохраните модель: Нажмите кнопку "Design" в левом верхнем углу и выберите "Download for 3D Printing". Выберите формат ".STL".

Важные советы:

·         Подготовка к уроку: Тщательно протестируйте программное обеспечение и убедитесь, что оно работает на всех компьютерах в классе. Заранее подготовьте инструкции для практической работы и примеры готовых моделей.

·         Индивидуальный подход: Учитывайте индивидуальные особенности и уровень подготовки учащихся. Предоставляйте дополнительную помощь тем, кто испытывает трудности.

·         Поощрение творчества: Поощряйте учащихся к проявлению творчества и оригинальности в процессе работы.

·         Реальный объект: Если есть возможность, напечатайте одну из созданных учащимися моделей на 3D-принтере и покажите результат на следующем уроке. Это значительно повысит мотивацию и интерес к предмету.