Дополнительная общеразвивающая программа «Лаборатория Инженерного творчества» Направленность: техническая Уровень программы: ознакомительный Возраст учащихся: 8-17 лет срок реализации: 2 года Автор-составитель: Одноколенко Сергей Олегович Учитель математики МОУ Горицкая СОШ «Образовательный центр» Горицы, 2019г. Оглавление Введение..............................................................................................................................................3 Общая характеристика курса.............................................................................................................3 Цели курса...........................................................................................................................................4 Место курса в учебном плане............................................................................................................5 Формы проведения занятий...............................................................................................................5 Общеучебные умения, навыки и способы деятельности................................................................5 Ожидаемые результаты......................................................................................................................5 Требования в материально-техническому обеспечению................................................................6 Требования к информационному обеспечению...............................................................................6 Примерное тематическое планирование..........................................................................................7 2 Введение Роботизация и информатизация общества в РФ привела к изменению промышленного производства. Среди новшеств можно выделить два существенных аспекта: • массовое внедрение числового программного управления; • автоматизация и роботизация технологических процессов • переход инженерного проектирования в САПР • возможность создания малых промышленных производств. Эти процессы повлекли за собой «кадровый голод» в инженерной среде. Поэтому необходимо выявлять детей предрасположенных к техническим наукам на раннем этапе и создавать условия для развития их способностей. Данная программа курса «Лаборатория инженерного творчества» создана с целью развития навыков технического творчества у детей. Общая характеристика курса Программа рассчитана на 68 учебных часов и адаптирована под использование открытых технологий (open source). Цель образовательной программы заключается в том, чтобы: • ознакомить детей с возможностями и инструментами компьютерного моделирования и прототипирования; • дать возможность учащимся раскрыть свой творческий потенциал с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР) и инструментов прототипирования и трёхмерной печати (3-d ручка, 3-d принтер); • позволить детям приобрести навыки инженерного моделирования; С помощью 3-d ручки дети младшего возраста смогут создавать законченные композиции, миниатюры и модели как по готовым так и по собственным шаблонам. Дети старшей группы, используя средства САПР (FreeCad, LibreCad, ThikerCad), научатся создавать и редактировать 3-d модели. С помощью 3-d принтера они смогут создавать реальные объекты по готовым 3-d моделям. В процессе работы по курсу дети будут выполнять как и учебные задания так и работы, необходимые для нужд школы (украшения, таблички, учебные пособия). В конце года обучения проводится отчётная выставка по результатам работы детей. Работа по курсу делится на два Модуля: 3 Модуль «3-D ручка» (34 часа) Начальный этап обучения. Здесь дети учатся работать с помощью 3-D ручки. Сначала штрихуя и обводя готовые шаблоны. Далее они пробуют создавать собственные изделия по своим шаблонам. Следующим этапом идёт создание сложных трёхмерных объектов с помощью сборки «нарисованных» комплектующих. Финальным этапом является создание законченной композиции или сложной модели. В этом модуле происходит поиск детей склонных к компьютерному моделированию. Модуль «3-D печать» (34 часа) На этом этапе дети знакомятся с системами автоматического проектирования. Изучают общие принципы работы и особенности применения 2-D и 3-D проектирования. На этом этапе работа по курсу вступает с тесное взаимодействие с предметом черчение — часть заданий выполняется в системе LibreCAD. В результате дети приобретут навык создания чертежей и трёхмерных моделей. Далее учащиеся знакомятся с принципами технологии 3-D печати и адаптируют свои предыдущие работы для печати. Цели курса Формирование информационно-коммуникативной компетентности учащихся, обучение методам компьютерного моделирования и средств информационных коммуникационных технологий; воспитание многогранно развитой личности, грамотно использующей современные компьютерные технологии и системы с числовым программным управлением для решения различных учебных, бытовых и творческих задач; развитие информационной культуры школьников; привитие культуры труда индивидуального и совместного. Основные задачи: •Знакомство с работой инструмента «3D-ручка» •сформировать умения строить модели по схемам; •получить практические навыки конструктивного воображения при разработке индивидуальных или совместных проектов; •проектирование технического, программного решения идеи, и ее реализации в виде функционирующей модели; •развитие умения ориентироваться в пространстве; •знакомство с программами FreeCAD, LibreCAD, системой 3D-печати Repetier; •Через создание собственных проектов прослеживать цепочку «идея-чертёж-модельпрототип-готовое изделие» •Расширение области знаний о профессиях; •Умение учеников работать в группах. •Воспитание самостоятельности, аккуратности и внимательности в работе. 4 Место курса в учебном плане Учебный план предусматривает изучение 3D-моделирования в объёме 68 часов за 2 года — 1 раз в неделю. Возраст детей для первого модуля: 8-13 лет, для второго модуля 12-17 лет. Формы проведения занятий Предполагается индивидуальная и групповая (коллективная) работа учащихся над заданиями и проектами. Учащиеся обучаются в группах с постоянным составом. Набор в группы свободный. На занятиях используется фронтальная демонстрация (с применением наглядных пособий, проекционной техники), практическая работа, беседа, элементы лекции, учебные состязания между обучающимися. Общеучебные умения, навыки и способы деятельности Программа предусматривает формирование у учащихся общеучебных умений и навыков, универсальных способов деятельности и ключевых компетенции. В этом направлении приоритетами для учебного предмета «Лаборатория инженерного творчества» являются: определение адекватных способов решения учебной задачи на основе заданных алгоритмов; комбинирование известных алгоритмов деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартное применение одного из них; использование для решения познавательных и коммуникативных задач различных источников информации, включая энциклопедии, словари, Интернет-ресурсы и базы данных; владение умениями совместной деятельности (согласование и координация деятельности с другими ее участниками; объективное оценивание своего вклада в решение общих задач коллектива; учет особенностей различного ролевого поведения). Ожидаемые результаты Знания: • общие сведения о компьютерном моделировании и современном состоянии инженерных наук и сопутствующих информационных системах, правила безопасной работы со станками с ЧПУ, 3-D ручкой и персональными компьютерами; • основные этапы развития компьютерного моделирования и проектирования, области применения автоматизированных систем и систем проектирования, расширение знаний о профессиях в данной области и смежных наук; • знания о применении автоматизированных систем и моделирования на реальных производствах; • правила и порядок чтения технической документации (схем, технологических карт, инструкций); • принципы связи компьютерных и микроконтроллерных систем; 5 Умения: • использовать 3D-ручку для творчества и моделирования; • читать и создавать графические чертежи в САПР; • самостоятельно решать моделированием; • использовать станки с ЧПУ для моделирования и создания готовых элементов и изделий; • работать с научно-технической литературой, с журналами, инструкциями, тематическими ресурсами Интернет, с видеотекой (изучать и обрабатывать информацию по теме проекта); • работать в группах. технические задачи, связанные с черчением и • • рационально организовать свое рабочее место с учетом эргономических, санитарногигиенических и эстетических требований; • использовать полученные навыки при изучении других учебных дисциплин (физика, математика, иностранный язык и др.). Требования в материально-техническому обеспечению • Оборудование рабочих мест «Лаборатории инженерного творчества» • 3D-ручка — 12 комплектов; • 3D-принтер с АРМ осператора — 2 комплекта; • Лазерно-гравировальный станок с ЧПУ и АРМ оператора — 1 компл; • АРМ с установленными программами FreeCAD, LibreCAD и доступом в глобальную сеть (используются средства ИЦ школы); • Принтер (Используются средства ИЦ школы); • АРМ преподавателя с проектором — 1 компл. Требования к информационному обеспечению Основная литература: 1. Матюшичев К.В. Введение в векторную графику на основе Inkscape. Учебное пособие 2. Группа авторов. Руководство по LibreCAD. Руководство пользователя 3. Группа авторов. Руководство по FreeCAD. Руководство пользователя Интернет-ресурсы: 1. https://top3dshop.ru 6 2. https://www.freecadweb.org/ 3. https://librecad.org/ 4. http://robbo.ru/ 5. https://3dtoday.ru/ Примерное тематическое планирование Приложение1. Файл тематическое планирование.pdf 7