ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ ГОРОДА ЕКАТЕРИНБУРГА МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГИМНАЗИЯ № 144 РАССМОТРЕНА Методическим советом МАОУ гимназии №144 Протокол №__от «___» августа 20___ г. УТВЕРЖДАЮ: Директор МАОУ гимназия № 144 ______________/С. В. Мокина Приказ №__от «___» августа 20___ г. Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа Инженерная студия «Наше дело» 3D-моделирование в САПР Компас Направленность: техническая Возраст обучающихся: 11-14 лет Срок реализации: 1 год (68 часов) Составитель: Никифоров Д.Д., учитель информатики Екатеринбург 2024 г. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Настоящая дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «3D-моделирование в программе Компас» (далее - программа) разработана в соответствии со следующими документами: 1. Федеральный закон РФ 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012 г. с изменениями и дополнениями. 2. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 04 июля 2014 года № 41 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарноэпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей» 3. Концепция развития дополнительного образования детей, утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 сентября 2014 г. № 1726р. 4. Концепция общенациональной системы выявления и развития молодых талантов (утверждена Президентом РФ 03.04.2012г. № Пр-827). 5. Приоритетный проект «Доступное дополнительное образование для детей», утвержденный Президиумом Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и приоритетным проектам (протокол от 30 ноября 2016 г. №И). 6. Приказ Минобрнауки России от 23.08.2017 № 816 «Об утверждении Порядка применения организациями, осуществляющими образовательную деятельность, электронного обучения, дистанционных образовательных технологий при реализации образовательных программ» (Зарегистрировано в Минюсте России 18.09.2017 №48226). 7. Приказ Минобрнауки РФ от 09.11.2018 № 196 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам». 8. Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ Министерства общего и профессионального образования Свердловской области от 02.12.2015 № 02-01-82/10468. 9. Устав МОАУ гимназии № 144. Актуальность программы. Сейчас трудно представить себе современное промышленное предприятие или конструкторское бюро без компьютеров и специальных программ, предназначенных для разработки конструкторской документации или проектирования различных изделий. Системы автоматического проектирования не только позволяют снизить трудоёмкость и повысить наглядность и эффективность процесса проектирования (избежать множества ошибок ещё на стадии разработки), но и дают возможность реализовать идею единого информационного пространства на предприятии. Сегодня высшие и средние специальные учебные заведения уделяют большое внимание применению компьютерной техники при обучении студентов. Уже в рамках вуза студенты осваивают самые перспективные технологии проектирования, приобретают навыки работы с компьютером и системами машинной графики. Поэтому встал вопрос о создании школьного курса компьютерного черчения и 3Dмоделирования для учащихся. Ученики, ознакомившиеся с данным курсом, будут прекрасно подготовлены к дальнейшему обучению и работе в технической сфере. 2 Новизна программы данной программы является ее универсальность, так как она предназначена для учащихся всех типов учреждений среднего образования. Ее содержание соответствует профильному уровню графической подготовки школьников и представляет собой интеграцию основ графического языка, изучаемого в объеме образовательного стандарта, и элементов компьютерной графики, осваиваемых на уровне пользователя отечественной образовательной системы трехмерного проектирования КОМПАС-3D v.20. Программа предусматривает изучение формы предметов, правил чтения графических изображений, методов и правил графического изображения информации об изделиях; выполнение графической документации с помощью графического редактора КОМПАС, освоение элементов художественного конструирования, дизайна. Педагогическая целесообразность программы: заключается в том, что она способствует более разностороннему раскрытию индивидуальных способностей обучающихся, которые не всегда в полной мере удаётся «рассмотреть» на уроке. Знания и навыки, полученные учащимися при изучении данного курса, являются актуальными и перспективными и пригодятся в их дальнейшей профессиональной деятельности Цель программы – формирование и развитие у обучающихся интеллектуальных и практических компетенций в области создания пространственных моделей, а также освоение основных навыков по трехмерному моделированию Задачи Обучающие представление об основных инструментах программного обеспечения для 3D-моделирования; Освоение приёмов проектирования, создания и редактирования моделей объектов и чертежей в программном обеспечении КОМПАС-3D v.20; создавать трехмерные модели и объединять созданные объекты в функциональные группы; эффективно использовать базовые инструменты создания объектов; модифицировать, изменять и редактировать объекты или их отдельные элементы настраивать режимы распечатки моделей на 3D-принтере. Развивающие положительное отношение к алгоритмам трехмерного моделирования; развитие умения быстро ориентироваться в инструментах САПР-программ; развитие объёмного и абстрактного мышления, умения ориентироваться в трёхмерном пространстве сцены. Воспитательные воспитание чувства коллективизма, умение взаимодействовать в группе, формирование интереса детей к техническому творчеству; формирование общей культуры личности ребёнка. 3 Направленность программы: Техническая. По уровню содержания: – базовый. Курс изучения базовых приёмов проектирования трехмерных объектов. Возраст детей и сроки реализации программы. Программа предназначена для учащихся 11-14 лет. В этом возрасте абстрактное мышление активно формируется, поэтому очень важно именно сейчас давать достаточно сложные задачи, связанные с воображением и проектированием трехмерных моделей. Программа рассчитана на 1 год, 68 часов в год, 2 часа в неделю. Длительность одного занятия – 40 минут. Форма организации деятельности – групповая, 5-10 человек. Формы проведения занятий: словесные (сообщение, беседа), наглядные (работа с наглядными элементами, обсуждение), практические (система индивидуальных и групповых практических работ). В первой части урока проводиться объяснение нового материала, а на конец урока планируется компьютерный практикум (практические работы). Работа учеников за компьютером 25-30 минут. Каждый ученик имеет доступ к компьютеру и выполняет практические работы по описанию самостоятельно, без посторонней помощи учителя или товарищей. Также запланированы групповые проекты по созданию сборок из деталей, спроектированных отдельными учениками и созданию общих сложных проектов ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Личностные результаты: • готовность к повышению своего образовательного уровня и продолжению обучения с использованием средств и методов информатики; • способность и готовность к принятию ценностей здорового образа жизни за счет знания основных гигиенических, эргономических и технических условий безопасной эксплуатации средств ИКТ; • готовность и способность к самостоятельному обучению на основе учебнопознавательной мотивации, в том числе готовности к выбору направления профильного образования с учетом устойчивых познавательных интересов. Метапредметные результаты (УУД): 1. Познавательные УУД: • строить рассуждение от общих закономерностей к частным явлениям и от частных явлений к общим закономерностям, строить рассуждение на основе сравнения предметов и явлений, выделяя при этом общие признаки; • формировать научный взгляд на область информационных процессов в живой природе, обществе, технике как одну из важнейших областей современной действительности; • связывать учебное содержание с собственным жизненным опытом и личными смыслами, понять значимость подготовки в области информатики в условиях развития информационного общества; 2. Регулятивные УУД: • определять и формировать цель деятельности на уроке с помощью учителя; 4 • учиться работать по предложенному учителем плану. самостоятельно формулировать тему и цели урока; • формировать умение ставить цель – создание творческой работы, планировать достижение этой цели, создавать наглядные динамические графические объекты в процессе работы; • составлять план решения учебной проблемы совместно с учителем; • осваивать способы решения проблем творческого характера в жизненных ситуациях; • оценивать получающийся творческий продукт и соотнесение его с изначальным замыслом, выполнение по необходимости коррекции либо продукта, либо замысла. 3. Коммуникативные УУД: • формировать и развивать компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий при защите своих работ; • оформлять свои мысли в устной и художественной форме с учётом речевой ситуации (на уровне предложения, небольшого текста или рисунка); • слушать и понимать речь других; договариваться с одноклассниками совместно с учителем о правилах поведения и общения и следовать им; • учиться работать в паре, группе; выполнять различные роли (лидера исполнителя; • адекватно использовать речевые средства для решения различных коммуникативных задач; • договариваться и приходить к общему решению в совместной деятельности; Предметные результаты изучения курса: Знать: основные правила и инструкции по охране труда и пожарной безопасности при работе с ПК; основные принципы 3D моделирования, основы двухмерного и трёхмерного проектирования; способы создания 3D-моделей с применением операций формообразования (выдавливание, вращение, кинематическая операция и операция «по сечениям»); способы редактирования (параметрическое и аналоговое редактирование, симметрия, копия, сдвиг, массивы и другие); применение специальных операций для создания элементов конструкций машиностроения без эскизов (фаска, скругление, ребро жёсткости, оболочка); приёмы моделирования тонкостенных объектов правила создания чертежей и чтения чертежей деталей и сборочных объектов, правила нанесения размеров и обозначений на чертеже; порядок использования ГОСТов ЕСКД и правила оформления графической (чертежи) и текстовой (спецификации) документации; основные режимы 3D-печати и приёмы создания и настройки исполняемых файлов для 3D-принтеров Уметь: создавать ручным и программным способом чертежи, эскизы и технические рисунки деталей и сборок; 5 читать чертежи деталей и сборок и проводить расчёты по чертежам; проводить анализ, синтез и моделирование трёхмерных объектов, используя весь набор операций и способов редактирования объектов; владеть навыком реверсивного инжиниринга; создавать с помощью специального ПО исполняемые файлы для 3D-печати в различных режимах. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ Важным звеном в обучении по программе является проверка знаний, умений и навыков учащихся. Оценка успеваемости производится на основе: наблюдений за текущей работой учащихся результатов опроса, осуществляемого в устной и письменной формах результатов проверки графических работ результатов выполнения итоговой графической работы. Для полного и объективного представления об успеваемости учащихся предусмотрено три вида безоценочного учёта: - текущий – осуществляется на каждом занятии при выполнении практических работ (упражнений) – учитель оказывает необходимую помощь в выполнении упражнений; - периодический – осуществляется при выполнении практических работ по индивидуальным заданиям; - итоговый – итоговая комплексная графическая работа для всеобъемлющей проверки знаний и умений учащихся по всей программе за год. УЧЕБНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН № Тема модуля 1 Знакомство с основными элементами интерфейса КОМПАС-3D Основные приёмы построения и редактирования 3D моделей Основные приёмы построения и чтения чертежей Основы 3D-печати ИТОГО: 2 3 4 Кол-во часов Теория Практика Всего 2 3 5 5 6 11 3,5 8,5 12 1,5 12 4,5 22 6 34 Формы контроля Наблюдение Наблюдение Наблюдение Наблюдение СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО ПЛАНА Знакомство с основными элементами интерфейса КОМПАС-3D. Техника безопасности на уроках. Основные элементы инструментальной панели модуля. Управление окном «Дерево модели». Строка параметров. Настройка параметров документа. Построение эскизов из графических примитивов. Линии и фигуры. Параметры элементов. Параметрическое и аналоговое редактирование в эскизе. Операции копирования, сдвига, массивов элементов Основные приёмы построения и редактирования 3D моделей. Знакомство с операциями твердотельного моделирования. Операции «Выдавливания», «Вращения», «Приклеить выдавливанием», «Вырезать 6 выдавливанием», «Поверхность по сечениям». Кинематическая операция. Моделирование тонкостенных моделей. Операции редактирования трёхмерной модели. Операция копирования, массивы. Безэскизные элементы. Отверстия, фаски, скругления, ребра жёсткости. Сопряжения деталей. Проектирование сопряжений и допуски. Создание сборок из деталей. Приёмы реверсивного инжиниринга. Измерительный инструмент. Эскиз и технический рисунок детали. Основные приёмы построения и чтения чертежей. Чтение рабочих чертежей. Правила ГОСТ ЕСКД на оформление чертежа. Основные элементы чертежа. Типы графических изображений: чертёж, эскиз, технический рисунок, аксонометрия, разрез, сечение. Отличие чертежа от эскиза и технического рисунка. Построение эскиза, технического рисунка и ассоциативного чертежа готовой 3D-детали. Построение модели и ассоциативного чертежа детали с изменением положения в пространстве, с реконструкцией, с изменением положения одного из элементов. Построение модели фигуры из пересекающихся геометрических тел: шестигранной призмы и цилиндра. Булевы операции. Построение модели детали с элементами сопряжения. Сборочные чертежи. Создание комплекта конструкторской документации: спецификации, сборочного чертежа и чертежей деталей сборки. Основы 3D-печати. Устройство и принцип работы FDM-принтера. Расходные материалы, ограничения и возможности. Настройка принтера и подготовка к печати. Программное обеспечение для подготовки 3D-модели к печати. Размещение на столе принтера, параметры печати, настройка слайсера. Создание исполняемого файла. Контроль печати и пост-обработка детали. Допуски и погрешности при печати сопрягаемых деталей. 7 МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Материально - техническое оснащение занятий: Интерактивная доска. Проектор Компьютер ученический (10 шт.) + Компьютер учителя FDM-принтер. PLA-пластик СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ ИСТОЧНИКОВ 1. Электронный учебник. «Пособие по выполнению лабораторных и практических работ в системе Компас – График и Компас 3D» - издательство ООО «Медиа – Сервис 2004». 2. Электронный учебник «Обучение Компас – График и Компас 3D» издательство ООО «Медиа – Сервис 2005» 3. Баранова И.В. КОМПАС-3D для школьников. Черчение и компьютерная графика. Учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений» - М., ДМК, 2009. 4. Черкашина Г.Д., Хныченкова В.А.. ТЕХНОЛОГИЯ. Компьютерное черчение. Компьютерное моделирование в системе КОМПАС 3D LT. Учебнометодическое пособие (для учителей черчения и информатики), Санкт-Петербург, 2013 Интернет-ресурсы: 1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования – http//standart.edu.ru/ 2. Социальная сеть работников образования – http//nsportal.ru/ 3. Сайт компании АСКОН – http://edu.ascon.ru 8