Версия для печати

Красуцкая Е.М. 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИНЖЕНЕРНОГО МЫШЛЕНИЯ ВЫПУСКНИКОВ ЛИЦЕЯ

Оцените материал
(3 голосов)

Мы видим, как техника, технологии все больше проникают в нашу жизнь. В основе всех преобразований окружающего мира, которые производит человечество в своих интересах лежит инженерное мышление. В последнее время в стране и в Уральском  регионе большое внимание стали уделять развитию именно инженерного мышления, пришло понимание того, что без квалифицированных инженерных кадров у нашей страны нет будущего.  Возникает вопрос:  что лежит в основе развития инженерного мышления? Многие ученые-практики считают, что базой для формирования инженерного мышления служат пространственное представление и воображение, конструктивно-геометрическое мышление. Без этих факторов трудно себе представить грамотных инженеров и конструкторов, способных проектировать современные машины и сооружения.

В советской школе развитию пространственного и логического мышления уделялось большое внимание: начиная с 7 класса, как обязательный предмет преподавался курс черчения. Тогда наша страна была в первых рядах технически развитых стран. В 90-е годы из школьной программы убрали этот предмет, сократили программу по алгебре и геометрии, что негативно отразилось на развитии инженерного мышления выпускников.

Уже много лет наш лицей ведет углубленную подготовку по математике, физике, информатике, является базовым учебным заведением УрФУ (ранее УПИ и УрГУ). В целях удовлетворения новых запросов общества в подготовке квалифицированных инженеров и запросов УрФУ в качественной геометро-графической подготовке выпускников лицея, на кафедре информатики было принято решение о введение в курс «Технологии» в 10-11 классах раздела по 3D-моделированию.

В качестве базовых САПР для 3D-моделирования были выбраны Компас 3D LT V12 и Autodesk Inventor 2014, так как они не являются коммерческими версиями и могут быть использованы для обучения, адаптированы под Windows, имеют удобный интерфейс.

Для начала обучения мы разработали ряд лабораторных работ в Компас 3D LT V12, позволяющих учащимся самостоятельно освоить основные приемы трехмерного моделирования. Лабораторные работы были составлены с учетом индивидуальных особенностей учащихся, что дало возможность каждому школьнику включиться в работу, осваивать приемы 3D-моделирования в индивидуальном режиме. Предусмотренная в лабораторных работах многовариантность деятельности, возможность обращения к встроенной русифицированной справочной системе, индивидуальные консультации учителя при необходимости, способствовали созданию комфортного психоэмоционального режима самостоятельной работы на занятиях, повышению эффективности образовательного процесса, в ходе которого каждый учащийся освоил необходимые умения.

Для закрепления полученных знаний умений, повышения интереса к предмету,  развития познавательной,  творческой, изобретательской и практической активности учащихся в Лицее был разработан проект, охватывающий всех 10-классников «Легко ли быть детским дизайнером?»  Основополагающий вопрос проекта: «Каков путь от идеи до воплощения?» Учащимся было предложено разработать в Компасе 3d-модели аттракционов для детской площадки на пришкольной территории. Общую тематику площадки каждый класс придумал свою, нужно было данную тематику учесть в своих моделях. Все материалы проекта, включая развернутый план работы, результаты работы каждого участника проекта, были собраны на общей Wiki-странице на сайте Wikirobokomp.ru.

В соответствии с планом, каждый сначала придумал идею аттракциона, зафиксировал ее в эскизе в графическом редакторе, сделал технический рисунок (наглядное изображение, обладающее основными свойствами перспективного рисунка, выполненное в глазомерном масштабе, с соблюдением пропорций и возможным оттенением формы). Для работы использовались уже хорошо знакомые школьникам графические редакторы Paint и Gimp. Данная работа была направлена на развитие творческих способностей, логики, фантазии. Ведь прежде чем создать эскиз, технический рисунок, учащийся должен был четко представить ее в своем воображении, продумать геометрию объектов.

Наиболее интересным оказался следующий этап работы – построение 3D-моделей в Компасе. Здесь уже надо было активно применять умения, полученные в ходе лабораторных работ: операции выдавливания, вращения, вырезания отверстий, построения по сечениям и другие. Для изучения особенностей внутреннего строения моделей учащиеся построили изометрию с вырезом четверти, а для ознакомления с возможностями создания технической документации – создали 2D-чертежи по 3D-модели и нанесли на них размеры по требованиям ГОСТа.

Отчеты о своей работе и самооценку ребята оформили в Wiki-странице, там же дали ответ на основополагающий вопрос, написав мини-эссе, в котором рассказали, каков для каждого из них был путь от идеи до воплощения, чему они научились и как это поможет им в дальнейшей жизни.

В ходе работы над проектом была собрана коллекция трехмерных моделей аттракционов для детской площадки, а в завершении проведен конкурс моделей с участием учителей информатики, математики, черчения, ИЗО, определивших лучшие работы, которые потом были напечатаны на лицейском 3D-принтере. При печати моделей мы столкнулись с проблемой: данная учебная версия Компаса не позволяет сохранить модели в формате, пригодном для печати, необходима специальная профессиональная версия, в которой возможно преобразование форматов .m3d в .stl. Поэтому для дальнейшей работы по 3D-моделированию была выбрана САПР Autodesk Inventor 2014.

Таким образом, изучение 3D-моделирования способствовало расширению кругозора учащихся, совершенствованию таких навыков, как аккуратность, внимательность, работа над коллективным практикоориентированным  проектом  стимулировала интеллектуальную самостоятельность учащихся, а свободное оперирование пространственными образами в ходе 3D-моделирования способствовало развитию пространственного мышления – одного из важнейших профессиональных качеств инженера. 

Литература

1.Сторчак Н.А., Гегучадзе В.И., Синьков А.В. Моделирование трехмерных объектов в среде Компас 3D. [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://edu.ascon.ru/source/files/methods/VPI.pdf

2. Якунин В. И. Геометро-графические дисциплины в техническом университете [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://teoria-practica.ru/rus/files/arhiv_zhurnala/2014/17/pedagogics/yakunin-guznenkov.pdf

Прочитано 1859 раз

Последнее от Организатор ИРО

1 Комментарий