Программа по элективному курсу "3Д моделирование"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Конарская средняя общеобразовательная школа» Цивильского района

Чувашской Республики

Образовательная зона 3D моделирование» используется для реализации программы данного элективного курса «3D графика в среде Blender». Элективный курс реализуется в в10 классе на основании запросов и интересов обучающихся и их родителей (законных представителей). Данный курс был впервые введен в МБОУ «Конарская СОШ» 2020-2021уч.году.

Предлагаемый элективный курс представляет собой углублённое изучение отдельных тем общеобразовательных программ по информатике (работа с графическими пакетами).

Курс посвящен введению в навыки профессиональной работы с 3D-графикой в Blender. В каждом занятии освещаются только самые полезные, универсальные инструменты для создания и визуализации 3D моделей в бесплатной профессиональной программе «Blender», что позволит наиболее мягко и эффективно получить навык работы в сфере 3D графики. Курс рассчитан на слушателей без подготовки

Практические задания, предлагаемые в элективном курсе, интересны и часто непросты в решении, что позволяет повысить учебную мотивацию учащихся и развитие творческих способностей.

Технологии, используемые в организации предпрофильной подготовки по информатике, должны быть деятельностно-ориентированными. Основой проведения занятий служат проектно-исследовательские технологии.

Таким образом, данный курс способствует развитию познавательной активности учащихся; творческого и операционного мышления; повышению интереса к информатике, а самое главное, профориентации в мире профессий, связанных с использованием знаний этих наук.

Актуальность данного курса заключается в следующем:

• учащийся научится свободно пользоваться компьютером;

• освоит программное обеспечение для дальнейшего изучения в высших учебных заведениях технического направления;

• развитие алгоритмического мышления;

• более углубленное изучение материала и дополнительная информация;

Цели:

• заинтересовать учащихся, показать возможности современных программных средств для обработки графических изображений;

• познакомить с принципами работы 3D графического редактора Blender, который является свободно распространяемой программой;

• сформировать понятие безграничных возможностей создания трёхмерного изображения

Задачи:

• дать представление об основных возможностях создания и обработки изображения в программе Blender;

• научить создавать трёхмерные картинки, используя набор инструментов, имеющихся в изучаемом приложении;

• ознакомить с основными операциями в 3D - среде;

• способствовать развитию алгоритмического мышления;

• формирование навыков работы в проектных технологиях;

• продолжить формирование информационной культуры учащихся;

• профориентация учащихся.

В результате обучения:

учащиеся должны знать: основы графической среды Blender, структуру инструментальной оболочки данного графического редактора;

учащиеся должны уметь: создавать и редактировать графические изображения, выполнять типовые действия с объектами в среде Blender.

Общая характеристика элективного курса

Программа данного элективного курса ориентирована на систематизацию знаний и умений по курсу информатики в части изучения информационного моделирования. Элективный курс посвящен изучению основ создания моделей средствами редактора трехмерной графики Blender. Курс призван развить умения использовать трехмерные графические представления информации в процессе обучения, предназначен для прикладного использования обучающимися в их дальнейшей учебной деятельности.

Курс вносит значительный вклад в формирование информационного компонента общеучебных умений и навыков, выработка которых является одним из приоритетов общего образования. Более того, информатика как учебный предмет, на котором целенаправленно формируются умения и навык работы с информацией, может быть одним из ведущих предметов, служащих приобретению учащимися информационного компонента общеучебных умений и навыков.

Материал курса излагается с учетом возрастных особенностей учащихся и уровня их знаний. Занятия построены как система тщательно подобранных упражнений и заданий, ориентированных на межпредметные связи.

Данный курс предназначен для общеобразовательных учебных заведений с использованием компьютеров для реализации моделирования и визуализации.

Описание места элективного курса в учебном плане

Согласно учебному плану МБОУ «Конарская СОШ» 2020-2021 уч. год на изучение элективного курса «3D графика в среде Blender» отводится 1 ч. в неделю. Курс рассчитан на 34 часа.

Содержание курса представляет собой самостоятельный модуль, изучаемый в течение учебного года параллельно освоению программ основной школы по курсам информатики.

Требования к результатам обучения и освоения элективного курса

На данном курсе обучения в ходе освоения предметного содержания обеспечиваются условия для достижения обучающимися следующих личностных, метапредметных и предметных результатов. Предполагается, что учащиеся владеют элементарными навыками работы в офисных приложениях, знакомы с основными элементами их интерфейса.

Личностные УУД

Правила поведения в компьютерном классе и этические нормы работы с информацией коллективного пользования и личной информацией обучающегося. Формирование умений соотносить поступки и события с принятыми этическими принципами, выделять нравственный аспект поведения при работе с любой информацией и при использовании компьютерной техники коллективного пользования. Формирование устойчивой учебно-познавательной мотивации учения.

Регулятивные УУД

Система заданий, целью которых является формирование у обучающихся умений ставить учебные цели; использовать внешний план для решения поставленной задачи; планировать свои действия в соответствии с поставленной задачей и условиями её реализации; осуществлять итоговый и пошаговый контроль; сличать результат с эталоном (целью); вносить коррективы в действия в случае расхождения результата решения задачи с ранее поставленной целью.

Познавательные УУД

Общеучебные универсальные действия

1. Поиск и выделение необходимой информации в справочном разделе учебников (выдержки из справочников, энциклопедий, Интернет-сайтов с указанием источников информации, в том числе адресов сайтов), в гипертекстовых документах, входящих в состав методического комплекта, а также в других источниках информации;

2. Знаково-символическое моделирование:

• составление знаково-символических моделей, пространственно-графических моделей реальных объектов;

• использование готовых графических моделей процессов для решения задач;

• опорные конспекты – знаково-символические модели.

• анализ графических объектов, отбор необходимой текстовой и графической информации;

• работа с различными справочными    информационными источниками;

•  постановка и формулировка проблемы, самостоятельное создание алгоритмов деятельности для решения проблем творческого характера: создание различных информационных объектов с использованием свободного программного обеспечения.

Коммуникативные УУД

Выполнение практических заданий, предполагающих работу в парах, практических работ, предполагающих групповую работу.

Планируемые результаты изучения курса

К концу обучения на начальном этапе будет обеспечена готовность обучающихся к продолжению образования, достигнут необходимый уровень их развития.

Учащийся научится:

• осуществлять поиск необходимой информации для выполнения учебных заданий в учебниках, энциклопедиях, справочниках, в том числе гипертекстовых;

• осуществлять сбор информации с помощью наблюдения, опроса, эксперимента и фиксировать собранную информацию, организуя её в виде списков, таблиц, деревьев;

• использовать знаково-символические средства, в том числе модели и схемы, для решения задач;

• основам смыслового чтения с выделением информации, необходимой для решения учебной задачи из текстов, таблиц, схем;

• осуществлять анализ объектов с выделением существенных и несущественных признаков;

• устанавливать аналогии;

• строить логическую цепь рассуждений;

• осуществлять подведение под понятия, на основе распознавания объектов, выделения существенных признаков и их синтеза;

• обобщать, то есть осуществлять выделение общности для целого ряда или класса единичных объектов на основе выделения сущностной связи;

• осуществлять синтез как составление целого из частей.

Содержание программы элективного курса

Раздел 1. Основы работы в программе Blender (3 ч).

Знакомство с программой Blender. 3D графика. Демонстрация возможностей, элементы интерфейса программы Blender. Структура окна программы. Панели инструментов. Основные операции с документами. Примитивы, работа с ними. Выравнивание и группировка объектов. Сохранение сцены. Внедрение в сцену объектов. Простая визуализация и сохранение растровой картинки.

Учащиеся должны знать: назначение программы Blender, интерфейс, инструменты, их вид, опции, приемы их использования, основные операции с документами, основы обработки изображений.

Учащиеся должны уметь: использовать различные инструменты для создания, редактирования графических объектов, работать с палитрой, выполнять основные действия с документами (создание, открытие, сохранение и т.д.), работать с примитивами, делать необходимые настройки, соединять объекты, выполнять различные эффекты примитивов, выполнять монтаж изображений.

Раздел 2. Простое моделирование (14 ч).

Добавление объектов. Режимы объектный и редактирования. Клонирование объектов. Экструдирование (выдавливание) в Blender. Назначение и настройка модификаторов.

Добавление материала. Свойства материала. Текстуры в Blender.

Учащиеся должны знать: правила работы с модификаторами, логическую операцию Boolean.

Учащиеся должны уметь: применять различные эффекты, создавать необходимые настройки этих инструментов.

Основы моделирования (6 часов)

Режим редактирования. Сглаживание. Инструмент пропорционального редактирования. Выдавливание. Вращение. Кручение. Шум и инструмент деформации. Создание фаски. Инструмент децимации. Кривые и поверхности. Текст. Деформация объекта с помощью кривой. Создание поверхности.

Учащиеся должны знать: правила создания фаски

Учащиеся должны уметь: создавать и редактировать объекты при помощи инструментов деформации, вращения, кручения.

Моделирование с помощью сплайнов (5ч).

Основы создания сплайнов. Создание трёхмерных объектов на основе сплайнов. Модификатор Lathe. Пример использования “Шахматы”. Модификатор Bevel. Пример использования “Шахматный конь”. Материал “Шахматное поле”. Самостоятельная работа “Шахматы”. Универсальные встроенные механизмы рендеринга. Система частиц и их взаимодействие. Физика объектов.

Учащиеся должны знать: понятие сплайнов, трёхмерный объект.

Учащиеся должны уметь: создавать и редактировать сплайны, оптимизировать, сохранять и внедрять.

Раздел 5. Анимация (6 ч).

Знакомство с модулем анимирования. Создание анимации. Кадры анимации, операции над кадрами (создание, удаление, копирование, перенос, создание промежуточных кадров). Сохранение и загрузка анимации. Практическая работа «Мяч». Практическая работа «Галактика». Создание проекта. Защита проекта. Подведение итогов.

Учащиеся должны знать: понятие анимации, кадра, алгоритм организации анимации.

Учащиеся должны уметь: создавать простейшую анимацию из кадров по алгоритму, оптимизировать, сохранять и загружать анимацию.

Тематическое планирование учебного материала с определением основных видов деятельности

I. Основы работы в программе Blender. (3 часа)

Знакомство с программой Blender. Демонстрация возможностей, элементы интерфейса Blender. Основы обработки изображений. Примитивы. Ориентация в 3D-пространстве, перемещение и изменение объектов в Blender.

Выравнивание, группировка и сохранение объектов.

Простая визуализация и сохранение растровой картинки.

Практическая работа «Пирамидка»

Практическая работа «Снеговик».

Практическая работа «Мебель»

Анализировать графические программы с точки зрения 3D- моделирования; анализировать пользовательский интерфейс программного средства; реализовывать технологию выполнения конкретной ситуации с помощью редактора трехмерной графики. Уметь передвигаться по 3D пространству с помощью клавиш. Уметь центрировать, перемещать вращать, масштабировать объект - изменять размеры объектов Блендер, создавать сложные графические объекты с повторяющимися и /или преобразованными фрагментами. Работать с мэш-объектами среды трехмерного моделирования. Определять инструменты графического редактора для выполнения базовых операций по созданию моделей.

II. Простое моделирование. (14 часов)

Добавление объектов.

Режимы объектный и редактирования

Экструдирование (выдавливание) в Blender. Сглаживание объектов в Blender

Экструдирование (выдавливание) в Blender

Подразделение (subdivide) в Blender

Инструмент Spin (вращение)

Модификаторы в Blender. Логические операции Boolean.

Базовые приемы работы с текстом в Blender

Модификаторы в Blender. Mirror – зеркальное отображение Модификаторы в Blender.

Array – массив

Добавление материала. Свойства материала

Текстуры в Blender.

Практическая работа «Молекула вода»

Практическая работа «Счеты»

Практическая работа «Капля воды»

Практическая работа «Робот»

Практическая работа «Создание кружки методом экструдирования»

Практическая работа «Комната»

Практическая работа «Создание вазы»

Практическая работа “Пуговица”.

Практическая работа «Брелок»

Практическая работа «Гантели»

Практическая работа «Кубик-рубик»

Практическая работа “Сказочный город”

Включать соответствующий режим: редактирование вершин, либо ребер, либо граней, изменять размеры граней, рёбер. Использовать инструмент экструдирования, способы сглаживания объектов, уметь применять их при необходимости. Выделять в сложных графических объектах простые (графические примитивы); планировать работу по конструированию сложных графических объектов из простых. Создавать объекты с использованием инструмента подразделения 

Использовать инструмент Spin для создания моделей.

Объяснять что такое «модификатор», применять этот инструмент для создания моделей

Использовать возможности трехмерного редактора для добавления 3D - текста

Создавать объекты с использованием различных модификаторов.

Изменять цвет объекта, настройку прозрачности

Основы моделирования (6 часов)

Управление элементами через меню программы.

Построение сложных геометрических фигур, орнаментов.

Инструменты нарезки и удаления. Клонирование и внедрение в сцену объектов из других файлов.

Практическая работа «Создание самого популярного бриллианта»

 Практическая работа

«Создание травы»

Анализировать графические программы с точки зрения 3D- моделирования; анализировать пользовательский интерфейс программного средства; реализовывать технологию выполнения конкретной ситуации с помощью редактора трехмерной графики.

Моделирование с помощью сплайнов (5 часов)

Создание трёхмерных объектов на основе сплайнов. Модификатор Lathe.

Модификатор Bevel.

Практическая работа “Шахматы”

Практическая работа

«Создание золотой цепочки»

Выбирать и определять графические программы для работы с трехмерной графи- кой; выбирать и загружать нужную программу;

ориентироваться в типовом интерфейсе; пользоваться меню, различными панелями программы; использовать возможности программы для различных операций с объектами.

Анимация (6 часов)

Анимирование. Сохранение анимации. Анимация. Кадры, операции над кадрами.

Практическая работа «Мяч»

Практическая работа «Галактика»

Анализировать возможности трехмерного редактора с точки зрения создания анимационного сюжета; реализовывать технологию создания трехмерных объектов, анимации с помощью редактора трехмерной графики.

1. Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение элективного курса

Методические пособия для учителя:

http://window.edu.ru/catalog/pdf2txt/311/77311/58405?p_page=2

Оборудование и инструменты

1. 3D принтер 

2. мультимедиа-проектор

3. интерактивная доска 

4. 3D очки активные 

5. акустическая система 

6. ПК 

7. 3D-ручка

8. ноутбуки 

Программное обеспечение

1.Система трехмерного моделирования Blender

2. ПО 3D принтера

Ресурсы Internet:

1. 1. https://www.eduteam.info/vrar

   2. https://videoinfographica.com/blender-tutorials/