XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

3D - моделирование, или трехмерная графика (3-Dimensional – от лат. «трехмерный»), – раздел компьютерной графики, охватывающий алгоритмы и программное обеспечение для оперирования объектами в трёхмерном пространстве, а также результат работы таких программ.

Дж. Ли, Б. Уэр. в своем труде «Трёхмерная графика и анимация» предлагает определять трехмерную графику, как «двухмерное изображение трехмерного объекта», указывая на то, что глубина при изображении объекта не учитывается.

3D - изображение отличается от плоского тем, что при построении геометрической проекции 3D – модели сцены на экране компьютера используются специализированные программы. Трёхмерное моделирование призвано описать эти объекты и разместить их в сцене с помощью геометрических преобразований с учетом требований к запрашиваемому изображению.

Между всем прочим, модель может как соответствовать реальным объектам, отражать существующие процессы или явления, так и быть абсолютно абстрактной. Это свойство позволяет использовать технологию трехмерного моделирования как в обучении, отражая реальную структуру демонстрируемых или разрабатываемых объектов, так и в творчестве при создании качественно новых образов и материалов.

Благодаря своей универсальности и многогранности 3D-моделирование сегодня нашло отражение в большинстве сфер жизни человека: кинематограф, реклама, инженерия, – все это стало привычным и уже не вызывает удивления. На современном этапе в некоторых школах уже вводят дополнительные занятия по моделированию.

Пространственное мышление и воображение, которое будет помогать в дальнейшем изучении таких предметов как математика, геометрия, черчение, технология, необходимо развивать с самого раннего возраста и 3D –моделирование – один из наиболее действенных и современных способов для этого. Однако, если обратиться к учебникам, утвержденным приказом Министерства просвещения Российской Федерации №345 от 28 декабря 2018 года, для использования в рамках школы, можно отметить, что в учебной программе основного общего образования как такового места курсу 3D-моделирования не отведено.

Сравнительная характеристика содержания данных учебников с 7-го по 9-ый классы, демонстрирующая, в рамках каких тем может быть проведено знакомство обучающихся с 3D-моделированием, приведена в таблице 1.

Таблица 1

Элементы 3D-моделирования в школьном курсе информатики

Учебник	Раздел курса и поурочное планирование.	Темы уроков, в которых может быть затронут курс «3D-моделирования»
«ИКТ и информатика. 7-9 классы» Л. Л. Босова, А. Ю. Босова	7 класс: «Обработка графической информации» Теория: 2 часа; Практика: 2 часа.	7 класс: «Компьютерная графика»; «Создание графических изображений»; «Обобщение и систематизация знаний по теме Обработка графической информации».
	8 класс: -	8 класс: -
	9 класс: «Моделирование и формализация» Теория: 6 часов Практика: 3 часа	9 класс: «Моделирование как метод познания»; «Графические информационные модели»; «Обобщение и систематизация основных понятий темы Моделирование и формализация».
Информатика, 7 класс, в 2 частях, Поляков К.Ю., Еремин Е.А., 2017.	Глава 6. «Алгоритмизация и програмрование» Практика: 1 час	«Компьютерная графика»
Информатика, 8 класс, Поляков К.Ю., Еремин Е.А.	-	-
Информатика, 9 класс, Поляков К.Ю., Еремин Е.А.	Глава 3. «Моделирование» Теория: 2 часа Практика: 2 часа	«Модели и моделирование»; «Математическое моделирование»
Информатика. 7 класс. Семакин И.Г.	Глава 3. «Графическая информация и компьютер» Теория: 2 часа Практика: 7 часов	«Компьютерная графика вчера и сегодня»; «Технические средства компьютерной графики»; «Кодирование изображение»;  «Контрольная работа по теме Компьютерная графика»
Информатика. 8 класс. Семакин И.Г	Глава 2. «Информационное моделирование»	«Что такое моделирование?» «Графические информационные модели» «Информационное моделирование на компьютере» «Системы, модели, графы» «Объектно-информационные модели»
	Глава 3. «Информационные технологии и общество» Теория: 2 часа	«История программного обеспечения и ИКТ» «Информационные ресурсы с современного общества»

Ни в одном из трех учебников, рекомендованных к использованию в общеобразовательных школах, не затрагивается тема 3D-моделирования как самостоятельный раздел. Более того, смежные темы, при изучении которых теоретически может быть рассмотрен вопрос трехмерного моделирования такие как «Компьютерная графика», «Моделирование», «Компьютерное моделирование» имеют в поурочных планах небольшое количество часов, которые не расширить для изучения трехмерного моделирования на должном уровне.

Однако, компьютерное 3D-моделирование в перспективе является эффективным инструментом школьного обучения, в котором используются межпредметные связи информатики, с одной стороны, и математики, физики, биологии, экономики и ряда других наук, с противоположной.

Трехмерное моделирование позволит обучающимся в полной мере развить свои творческие способности, проявить исследовательскую активность и пространственное мышление – огромное подспорье не только в дальнейшей учебе, но и в последующей профессиональной и личностной самореализации.

Включение 3D - моделирования в ход учебного процесса направлено на достижение следующих целей:

формирование представлений о базовых методах геометрического моделирования, их достоинствах и недостатках, областях применения, а также способах создания и представления геометрической информации на ПК;

выработка умения построения трехмерных моделей;

повышение познавательной активности и мотивации обучающихся;

развитие творческого мышления;

повышение уровня мотивации обучающихся;

формирование навыков применения знаний и умений в самостоятельной проектной или исследовательской деятельности;

формирование навыков использования систем 3D – моделирования при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в учебной деятельности.

Так как основной образовательной программой не предусмотрено изучение данной темы, именно инициатива школы должна служить основой внедрения курса 3D-моделирования в учебный процесс. Это может быть осуществлено в рамках элективного курса, кружка или другого вида внеклассной работы.

Одним из возможных вариантов знакомства обучающихся с трехмерным моделированием является включение 3D-технологий в ход ведения уроков. В качестве образовательных технологий 3D-моделирование можно применить в следующих случаях [корнилова, белгород, 5-6]:

проведение уроков с применением технологии 3D - моделирования;

воспроизведение педагогом сложных физических или химических экспериментов;

создание обучающимися собственных 3D - моделей, 3D - изображений или 3D - роликов в качестве проектной или исследовательской работы.

Такой тип работы с этой технологией может быть использован не только на уроках информатики, но и на других дисциплинах, а так как пользоваться 3D-моделированием будет непосредственно преподаватель, то данная технология может быть использована на различных уроках возрастных групп.

Применение в школе технологий 3D - моделирования способствует:

развитию творческих способностей обучающихся;

профориентации обучающихся на инженерные и технические специальности;

развитию познавательного интереса у обучающихся;

улучшению восприятия учебного материала обучающимися;

концентрации внимания обучающихся на учебном материале;

организации внеурочной деятельности обучающихся по разным направлениям;

проведению конкурсов и других мероприятий.

Стоит отметить, что 3D - технологии не ограничиваются моделированием, визуализацией, анимацией и трехмерной печатью. Сегодня этот термин включает также технологии дополненной реальности, трехмерные тренажеры и симуляторы, трехмерное видео. Все это впоследствии также можно изучать, а еще лучше создавать в школе. Такой подход к современным технологиям повысит интерес обучающихся к дисциплинам, в которых они будут применятся, поднимет уровень внутренней мотивации на новый уровень.

Список использованной литературы

Практикум по информатике: Учеб. пособие для студ. Высш. Учеб. заведений / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; Под ред. Е.К. Хеннера. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2005. - 608 с.

Иванова, Е. О. Теория обучения в информационном обществе[Текст] / Е. О. Иванова, И. М. Осмоловская.– М.: Просвещение, 2011. – 190 с. \

Дж. Ли, Б. Уэр. Трёхмерная графика и анимация. — 2-е изд. — М.: Вильямс, 2002. — 640 с.

Алехина Г.В., 3D-моделрование. Интернет курс [текст]// Г.В. Алехина, М.В. Козлов, Н.Я. Спивакова. 2011 г МФПУ «Синергия» - 20 с.

Код для цитирования: Скопировать