МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ВОЗНЕСЕНОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА ШЕБЕКИНСКОГО РАЙОНА БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ» Практико – ориентированный проект по теме: «Возможности поощрения учащихся с использованием 3D моделирования» Выполнили: Пономарев Сергей, ученик 7 «А» класса и Линников Дмитрий, ученик 11 класса с. Вознесеновка, 2015 г. «Возможности поощрения учащихся с использованием 3D моделирования» Разработка и изготовление отличительного знака поощрения школьника, имеющего отличные успехи в учебе по итогам года. Актуальность: возникла необходимость поощрения за успехи в учебе, т.к. только после 11 класса можно получить медаль золотую, серебренная отменена с 2014 года. Цель исследования: возможности 3D принтера (новое оборудование поступившее в школу) Задачи исследования: получить информацию о желаемом знаке поощрения, создать практическую вариативную модель. Гипотеза исследования: предполагаем, что существуют возможности поощрения с использованием 3 D принтера Научная новизна: использование 3 D моделирование в поощрении учащихся Объект и предмет исследования: 3 D принтер Практическая значимость исследования: заинтересованность учащихся в поощрении за результативность их учебного труда. Методы исследования: опрос, собеседование, сравнение, анализ, моделирование. Краткое описание структуры работы: 1. Основная часть (теоретический материал) 2. Заключение 3. Библиография 4. Приложения 1. Основная часть (теоретический материал) В декабре 2014 г. в школе появился 3д принтер. Что это и для чего его используют? Используя следующий источник информации: Интернет, мы выяснили что 3D-принтер — это периферийное устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по цифровой 3D-модели. В зарубежной литературе данный тип устройств также именуют фабберами, а процесс трехмерной печати — быстрым прототипированием 3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания (выращивания) твёрдого объекта. Технологии, применяемые для создания слоев: лазерная и струйная. К нам в школу поступил учебно-бытовой настольный 3D принтер "Альфа" производства Центра технологической компетенции аддитивных технологий г. Воронеж. Принтер позволяет распечатать методом послойного наплавления, простые и прочные детали. В принтере раздаточная головка выдавливает на охлаждаемую платформу-основу капли разогретого термопластика. Капли быстро застывают и слипаются друг с другом, формируя слои будущего объекта. Характеристики нашей модели: - материал корпуса: акрил - тип корпуса: закрытый - толщина наносимого слоя: 0,1-0,3 мм - область печати: 200х200х200 мм - габариты принтера: 410х420х390 мм - вес: 7 кг - интерфейс с ПК: USB – кабель В качестве расходных материалов используется ABS и PLA пластик толщиной прута 1,75 мм. Этот принтер разработан для применения в учебно-образовательном процессе и в быту. Легок в использовании и обслуживании, безопасен для использования детьми школьного возраста. Позволяет быстро материализовать любую нашу задумку. Вообще принтер может применяться в архитектуре, в сфере моды, в медицине и т.д. Мы выяснили, что процесс печатанья на принтере достаточно длинный и сложный. В него вовлечено много разных вещей, которые должны взаимодействовать и слаженно работать: • Первый шаг – это создание 3D-модели, цифрового двойника объекта, который мы хотим напечатать (этап цифрового моделирования). • Второй шаг – создание файла правильного формата (обычно «STL»). • Третий шаг – преобразование цифровой модели в список команд, которые наш 3D-принтер может понять и выполнить. • Четвёртый шаг – запустить 3D-принтер, начать печатать и ждать результата (печать). • Пятый шаг – снять только что созданный объект с рабочей платформы, удалить вспомогательные части (т.е. поддерживающие опоры и/или подложку – если они есть), очистить его поверхности (этап конечной обработки). Итак, вернемся к первому шагу – создание 3D-модели, этот шаг имеет еще второе название - «этап цифрового моделирования». 3D моделирование - создание изображений объёмных объектов (3D Graphics, три измерения изображения, 3 измерения). Трёхмерное изображение на плоскости в отличие от двумерного включает построение геометрической проекции объёмной модели на плоскость с помощью специализированных программ. Основные функции и возможности 3D программ: - моделирование трёхмерной графики - создание трёхмерной модели, сцены и 3D объектов в ней; - рендеринг (визуализация) - построение проекции модели; - обработка и редактирование изображений; - вывод полученного изображения на устройство вывода - принтер, дисплей. Программные пакеты, позволяющие создавать трёхмерную графику, то есть моделировать объекты виртуальной реальности и создавать на основе этих моделей изображения, очень разнообразны. Последние годы устойчивыми лидерами в этой области являются коммерческие продукты, такие, как: Blender Cinema 4D Кроме того, существуют и открытые продукты, распространяемые свободно, например SketchUp. SketchUp — бесплатная программа для быстрого создания и редактирования трехмерной графики. SketchUp обладает рядом преимуществ, заключающихся, в первую очередь, в почти полном отсутствии окон предварительных настроек. В состав пакета включен плагин для Google Earth, позволяющий после создания 3D объекта размещать его в картографическом сервисе Google. SketchUp прост в обращении, поскольку сделан с расчетом на непрофессионалов. Основные характеристики SketchUp : — Понятный и простой в использовании интерфейс. — Привычные с детства инструменты (линейка, карандаш, транспортир, ластик) в трех плоскостях. — Импорт и экспорт различных форматов двухмерной растровой и трехмерной графики, в частности (3ds, dwg, ddf, jpg, png, bmp, psd). — Пополняемые библиотеки компонентов, материалов и стилей. — Полная интеграция с программой Google Earth. Мы были впечатлены возможностями 3 D принтера в разных сферах жизни человека, о них мы уже говорили. Возник вопрос: как можно его использовать в школе в ближайшем будущем? Мы сразу же вспомнили о том, что только по итогам 11 класса можно получить золотую медаль, причем, только золотую, поскольку серебряную отменили в 2014 году. Таких высот могут достичь лишь единицы. Что же делать нам, всем остальным учащимся переводных классов, имеющим отличные успехи в учебе? Мы воспользовались Интернет – ресурсом: свободной энциклопедией «Википедия». По словарю Ожегова: медаль – это знак в виде круглой металлической пластинки с различными изображениями, присуждаемый в награду за что-нибудь или отливаемый в память о каком-нибудь событии. А школьная медаль, официально - это знак отличия. Медаль является одним из основных видов поощрения. Наша идея встретила большую поддержку в школьной среде. И мы обратились к учащимся школы, предложив им шаблон (круглая форма) будущей медали. Полученные эскизы мы с Димой рассмотрели и, проанализировав работы, мы выявили общие элементы: отметка «5», книга, глобус. В некоторых работах указано название школы, что нам тоже хотелось отразить в будущей медали. Для создания нашей медали мы использовали уже упомянутую нами программу SketchUp. 2. Заключение Исходя из основного вида деятельности, наш проект является практико – ориентированным, средней продолжительности с возможным переходом на долгосрочный (имеется явная заинтересованность в использовании проекта в других сферах школьной жизни). Проект наш внутришкольный, но может быть использован практически в любой школе, т.к. идея поощрения с использованием 3 D моделирования, учитывая оснащенность школ(хотя бы одна школа в сети имеет принтер), является вполне осуществимой. Достоинства проектно – исследовательской деятельности: особая атмосфера, направленная на развитие своих умений, возможность принимать самостоятельные решения и возможность поверить и проверить свои силы значительно превышают недостатки: увеличение умственной и эмоциональной нагрузки, существование риска неудачного выполнения работы (например, 3д принтер был взят на ремонт в ходе завершающей фазы проекта), поэтому напряжение к сроку сдачи работы, естественно, возросло. Однако, работа над проектом дает перспективу получения запланированного продукта, что приводит к ситуации успеха. В нашей работе мы опирались на центральные идеи проектно – исследовательской деятельности: - опережения («проект» означает «бросок в будущее»), - разность потенциалов (между тем, что есть и каким должно быть), - пошаговости ( в приближении «нужного будущего»), - кооперации ресурсов и усилий, - разветвляющейся активности. В нашем практико – ориентированном проекте формировалась деятельнастная компетенция (по типу деятельности – практическая), в результате которой мы получили модель медали, которую можно варьировать. Таким образом, была решена практическая задача заказчика проекта, т.е. цель была достигнута. Кроме основной компетенции, в ходе выполнения проекта формировались дополнительные – мыслительная, информационная и коммуникативная. 3. Библиография 1. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. — М.: Наука, 1997. — 320 с. — ISBN 5-9221-0120-X. 2. Аристов А.О. Теория квазиклеточных сетей : научная монография — М: МИСиС, 2014. — 188с.ISBN 978-5-600-00321-7 3. Щепотьев А.В. Использование памятных и юбилейных медалей в денежном обращении европейских стран и России.// Смоленский региональный журнал для коллекционеров, краеведов, музейных работников «Коллекция». 2008. № 3-4. – с. 42-47.