Создание 3D-модели брелока в КОМПАС-3D: операции выдавливания и текст
Цели и задачи
- Цель по SMART: за 45 минут создать в КОМПАС-3D параметрическую 3D-модель круглого брелока с толщиной 5 мм, отверстием для крепления и выпуклой надписью с собственным именем или аббревиатурой школы, затем сохранить файл и оценить результат по критериям.
- Сформировать представление о последовательности создания объёмной модели: эскиз, выдавливание, добавление текста, повторное выдавливание и вырезание отверстия.
- Научить применять операции выдавливания материала и выдавливания с вырезанием, задавать размеры и проверять модель в трёхмерном пространстве.
- Развивать пространственное мышление, алгоритмическое мышление, навыки исследовательской работы и безопасного использования цифрового оборудования.
- Воспитывать аккуратность, ответственность за цифровой результат, готовность аргументировать собственное решение и интерес к профессиям, связанным с дизайном и инженерным моделированием.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют интерес к созданию полезного предмета, связанного с личным именем или школьной идентичностью.
- Осознают связь точности компьютерной модели с качеством будущего изделия.
- Развивают самостоятельность, настойчивость и готовность исправлять ошибки в цифровом проекте.
- Соблюдают правила безопасной работы за компьютером и уважительно относятся к результатам одноклассников.
Метапредметные
- Планируют последовательность моделирования и контролируют соответствие результата техническому заданию.
- Извлекают информацию из интерфейса программы, инструкции и демонстрационного экрана.
- Сравнивают разные варианты модели, выявляют причину ошибки и предлагают способ коррекции.
- Используют ИКТ для создания, сохранения и представления цифрового продукта.
- Формулируют краткое объяснение выбранных размеров и конструктивных решений.
Предметные
- Знать назначение эскиза, операции выдавливания, вырезания и инструмента добавления текста.
- Уметь создать окружность в эскизе, задать размеры и выполнить выдавливание на 5 мм.
- Уметь разместить имя или аббревиатуру школы на поверхности модели и сделать надпись выпуклой.
- Уметь создать сквозное отверстие для кольца, просмотреть модель в объёме и сохранить файл.
- Владеть базовой последовательностью построения простой параметрической детали в КОМПАС-3D.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личный смысл создания брелока как цифрового продукта, который можно изготовить на 3D-принтере.
- Проявляют ответственное отношение к авторству собственной модели и корректно обсуждают работы одноклассников.
- Оценивают собственную готовность применять цифровые технологии в будущей учебной или профессиональной деятельности.
- Принимают ситуацию ошибки как часть исследовательского поиска.
Регулятивные УУД
- Принимают учебную задачу и формулируют признаки готовой модели.
- Составляют и соблюдают алгоритм действий: эскиз — основание — текст — отверстие — проверка — сохранение.
- Сверяют модель с техническим заданием и самостоятельно находят несоответствия.
- Вносят коррективы в размеры, положение текста или параметры выдавливания.
- Оценивают результат по критериям и формулируют следующий шаг улучшения.
Познавательные УУД
- Выделяют существенные признаки детали: круглая форма, толщина 5 мм, отверстие и выпуклая надпись.
- Моделируют реальный предмет средствами компьютерной графики.
- Устанавливают причинно-следственную связь между параметрами операции и внешним видом детали.
- Исследуют влияние направления и величины выдавливания на текст.
- Работают с визуальной, текстовой и цифровой информацией интерфейса программы.
Коммуникативные УУД
- Участвуют во фронтальном обсуждении алгоритма и формулируют предполагаемый результат.
- Задают уточняющие вопросы по действиям в программе.
- Объясняют однокласснику найденную ошибку, не выполняя работу вместо него.
- Аргументируют выбор размера отверстия и расположения надписи.
- Соблюдают правила цифрового и учебного сотрудничества.
Подготовка учителя к уроку
- Установить и проверить запуск КОМПАС-3D на каждом рабочем компьютере, создать тестовый файл детали и проверить работу инструментов эскиза, выдавливания, текста и вырезания.
- Подготовить проектор или интерактивную доску для демонстрации интерфейса и последовательности моделирования.
- Вывести на доску техническое задание: круглый брелок, толщина 5 мм, отверстие для кольца, выпуклая надпись, сохранённый файл.
- Подготовить электронную памятку с алгоритмом действий и изображениями основных кнопок; разместить её в школьной цифровой среде или на общем диске.
- Подготовить карточки «Инженерный квест» по одной на каждого ученика: пять пунктов контроля готовой модели.
- Распечатать лист самооценки и критерии оценивания по одному экземпляру на каждого ученика.
- Подготовить папку для сохранения работ с именованием файла по шаблону «Класс_Фамилия_Брелок».
- Проверить наличие мыши с колёсиком, клавиатуры, доступа к ЭОР с инструкцией и свободного места на диске.
- Подготовить демонстрационную модель брелока и изображение возможных ошибок: отверстие не сквозное, текст вдавлен, толщина отличается от 5 мм.
- Организовать посадку так, чтобы экран учителя был виден всему классу; напомнить правила осанки, перерывов для глаз и безопасной работы с оборудованием.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учеников в практическую деятельность и предъявить образ результата.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает на экране изображение круглого брелока: "Здравствуйте, ребята. Сегодня вы будете не просто выполнять упражнение в программе, а создадите цифровой прототип предмета, который можно изготовить на 3D-принтере. Посмотрите на изображение: какие элементы делают его именно брелоком? Назовите их, не открывая программу." | Рассматривают изображение и называют признаки: "круглая основа", "отверстие", "надпись", "объёмная форма". |
2 мин | Учитель объявляет игровой приём "Инженерный квест": "К концу урока каждый должен пройти пять контрольных пунктов. Первый — правильный эскиз, второй — толщина 5 мм, третий — выпуклая надпись, четвёртый — сквозное отверстие, пятый — сохранённый файл. Победит не тот, кто быстрее нажмёт кнопки, а тот, кто получит точную и проверенную модель." | Формулируют личный результат: "Создам свой брелок и сохраню его"; готовят компьютер, тетрадь и мышь. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы определили признаки готового изделия. Теперь проверим, какие знания о геометрических формах и объёме помогут нам начать моделирование."
Этап 2. Актуализация знаний и инструктаж по ИКТ-безопасности (4 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о плоском эскизе, объёме и безопасных действиях в цифровой среде.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель демонстрирует на доске круг, цилиндр и отверстие: "Какая плоская фигура станет основой круглого брелока? Что произойдёт с окружностью, если вытянуть её на 5 мм? Как получить отверстие внутри детали?" Учитель фиксирует ответы в виде схемы «эскиз — выдавливание — вырезание». | Отвечают: "Окружность", "получится цилиндрическая деталь", "нужно вычесть внутренний цилиндр"; дополняют схему в тетради. |
2 мин | Учитель проводит краткий инструктаж: "Работаем только в своей папке, не меняем системные настройки, не открываем сторонние сайты и не передаём личные данные. Сохраняем файл после каждого крупного шага. Если программа не реагирует, поднимаем руку, а не нажимаем много раз подряд. Соблюдаем расстояние до экрана и делаем короткую зрительную паузу." | Повторяют правила одним предложением, проверяют наличие своей рабочей папки и запускают КОМПАС-3D. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, что объёмную деталь можно получить из плоского эскиза. Теперь выясним, какие операции нужны именно для нашего брелока и в каком порядке их выполнить."
Этап 3. Постановка проблемы и планирование (4 мин)
Цель этапа: сформулировать проблему, техническое задание и алгоритм практической работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на экране две модели: на одной надпись вдавлена, на другой выпуклая, а отверстие у первой не проходит насквозь. Учитель спрашивает: "Почему обе модели нельзя сразу назвать готовыми? Как определить, что операция выполнена правильно? Какие параметры нужно контролировать?" | Сравнивают модели и отвечают: "Надпись должна выступать", "отверстие должно быть сквозным", "толщина должна быть 5 мм". |
2 мин | Учитель предлагает приём "Снежный ком": "Сначала каждый запишите порядок действий, затем обсудите его с соседом, после этого одна-две пары предложат общий алгоритм. Я буду фиксировать только те шаги, с которыми согласится класс." | Индивидуально записывают шаги, обсуждают в парах и формулируют алгоритм: создать документ, построить окружность, выдавить на 5 мм, добавить текст, выдавить текст наружу, сделать отверстие, проверить и сохранить. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Проблема определена: нужно превратить плоские контуры в точную деталь с несколькими операциями. Переходим к демонстрации, а затем вы самостоятельно повторите алгоритм и проверите его на своей модели."
Этап 4. Демонстрация и исследовательское открытие способа (7 мин)
Цель этапа: показать последовательность базовых операций и организовать исследование влияния параметров на результат.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель пошагово моделирует на экране: "Создаю новую деталь и эскиз на плоскости. Инструментом окружность строю круг, задаю диаметр по своему варианту, затем завершаю эскиз. Выбираю операцию выдавливания и устанавливаю расстояние 5 мм. Обратите внимание: именно числовой параметр, а не приблизительное перемещение мышью, отвечает за точность." | Следят за действиями, называют контрольные параметры, записывают в тетради: «основание — выдавливание 5 мм». |
2 мин | Учитель показывает добавление надписи: "На верхней грани выбираю текст и вводжу собственное имя, инициалы или короткую аббревиатуру школы. Надпись должна быть читаемой и не выходить за пределы диска. Затем применяю выдавливание наружу на небольшую величину, например 1 мм, и проверяю вид в изометрии." | Предлагают варианты текста, прогнозируют результат: "Если направление наружу, надпись станет выпуклой; если внутрь — вдавленной". |
2 мин | Учитель демонстрирует отверстие: "На верхней грани строю малую окружность ближе к краю, но оставляю достаточно материала. Запускаю операцию выдавливания с вырезанием и выбираю направление через всю деталь. Вращаю модель и проверяю, что отверстие видно с обеих сторон." | Фиксируют в памятке: «окружность — вырезание через всю деталь»; формулируют признак сквозного отверстия. |
Запись в тетрадях
- Техническое задание: круглый брелок; основа толщиной 5 мм; собственная надпись выпуклая; сквозное отверстие; файл сохранён.
- Алгоритм: эскиз окружности → выдавливание 5 мм → текст на грани → выдавливание текста наружу → отверстие вырезанием через всю деталь → проверка → сохранение.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что одна и та же геометрия может добавлять материал или удалять его. Теперь каждый выполнит основную часть квеста, а я буду помогать вопросами и проверять не скорость, а точность."
Этап 5. Практическая работа: создание основания и надписи (12 мин)
Цель этапа: создать параметрическую основу брелока толщиной 5 мм и разместить на ней индивидуальную надпись.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель организует фронтальное сопровождение: "Откройте новый документ детали. Сейчас действуем синхронно: создаём эскиз, выбираем окружность, задаём размер, завершаем эскиз и выполняем выдавливание. Проверьте в поле параметров именно значение 5 мм. После подтверждения поверните модель мышью и убедитесь, что перед вами объёмный диск." | Создают документ, эскиз и окружность, задают размер, выполняют выдавливание на 5 мм, вращают модель и отмечают первый пункт квеста. |
4 мин | Учитель переходит к индивидуальному сопровождению: "Выберите верхнюю грань и создайте текст. Используйте имя, инициалы или короткую аббревиатуру школы. Не делайте надпись слишком длинной: она должна помещаться на диске. Если текст не виден, проверьте выбранную грань и размер шрифта, а не начинайте модель заново." | Создают текстовую надпись, размещают её в центральной части, изменяют размер и проверяют, что контур не выходит за край. |
4 мин | Учитель предлагает исследовательский вопрос: "Попробуйте спрогнозировать, что произойдёт при выдавливании текста на 1 мм, а затем проверьте гипотезу. Сравните вид сверху и в изометрии. Как определить, что надпись стала выпуклой?" | Выполняют выдавливание текста наружу, сравнивают два вида, формулируют вывод: "Рельеф виден в изометрии, текст выступает над поверхностью"; сохраняют промежуточный файл. |
Эталон последовательности действий
Создать деталь и эскиз; построить окружность; завершить эскиз; выполнить выдавливание с параметром 5 мм; выбрать верхнюю грань; создать текст; разместить имя или аббревиатуру; выполнить выдавливание текста наружу примерно на 1 мм; проверить модель в изометрии.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Основа и надпись уже превращают обычный диск в личный предмет. Осталось добавить функциональный элемент — отверстие, а затем провести инженерный контроль всей модели."
Этап 6. Практическая работа: отверстие и контроль модели (8 мин)
Цель этапа: создать сквозное отверстие для кольца и проверить модель по техническому заданию.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель говорит: "На верхней грани создайте окружность для отверстия ближе к краю. Оставьте перемычку из материала, чтобы брелок не сломался. Запустите операцию выдавливания с вырезанием и выберите направление через всю деталь. Поверните модель снизу и сверху: отверстие должно проходить насквозь." | Строят окружность отверстия, выполняют вырезание через всю деталь, проверяют модель с разных сторон; при необходимости изменяют положение окружности. |
4 мин | Учитель раздаёт карточку «Инженерный квест»: "Поставьте отметку только после проверки. Вопросы карточки: толщина равна 5 мм? Надпись выступает? Отверстие сквозное? Надпись читается? Файл сохранён в нужной папке? Если нашли ошибку, сначала назовите её причину, затем исправьте." | Проверяют пять пунктов, исправляют ошибки, сохраняют файл по шаблону «Класс_Фамилия_Брелок», поднимают руку для контрольного просмотра. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Теперь модель прошла первичный инженерный контроль. Выполним короткую самостоятельную проверку: каждый покажет, что понимает назначение применённых операций, а не только умеет повторять действия."
Этап 7. Самостоятельная проверка и мини-игра «Найди операцию» (4 мин)
Цель этапа: проверить понимание назначения инструментов и закрепить причинно-следственные связи.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на экране три ситуации: плоская окружность, объёмный диск, круглое отверстие. "Поднимите карточку с названием операции, которая нужна в каждой ситуации: создание эскиза, добавление материала, удаление материала. Объясните один выбранный ответ." | Поднимают карточки «Эскиз», «Выдавливание», «Вырезание» и объясняют: "Вырезание удаляет внутренний объём и создаёт отверстие". |
2 мин | Учитель задаёт вопросы: "Почему надпись должна выдавливаться наружу? Что произойдёт, если поставить толщину основы 2 мм вместо 5 мм? Как программа помогает нам сохранить точность?" | Отвечают: "Наружу — чтобы надпись была выпуклой", "изделие будет тоньше технического задания", "числовые параметры сохраняют точность". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы не только создали модель, но и объяснили назначение операций. Осталось оценить собственный результат, назвать затруднение и определить, что можно улучшить в следующем проекте."
Этап 8. Рефлексия, представление результата и домашнее задание (3 мин)
Цель этапа: осознать результат, получить обратную связь и зафиксировать направление дальнейшего развития.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает приём "Светофор и билет на выход": "Покажите цвет: зелёный — модель готова, жёлтый — есть небольшое затруднение, красный — нужна помощь. На обратной стороне карточки допишите одну фразу: «Сегодня я научился…» и одну фразу: «В следующий раз я проверю…». Два добровольца кратко демонстрируют модель на экране." | Показывают карточку, заполняют билет на выход, называют результат: "Научился делать выпуклый текст" или "Понял, как вырезать отверстие через всю деталь". |
1 мин | Учитель завершает урок: "Сохраните файл и закройте программу только после проверки, что работа находится в общей папке. Дома выберите один уровень задания. На следующем уроке мы рассмотрим улучшение формы модели и подготовку детали к изготовлению." | Сохраняют файл, закрывают документ по инструкции, записывают домашнее задание и сдают билет на выход. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы прошли полный цикл цифрового моделирования: от идеи и эскиза до проверки готового изделия. Ваш брелок имеет форму, размер, личную надпись и функциональное отверстие. Ошибка в модели — не неудача, а сигнал для инженерной коррекции."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — создан круглый брелок, основание выдавлено точно на 5 мм, надпись выполнена собственной и выпуклой, отверстие сквозное и расположено с сохранением прочности детали, файл сохранён по шаблону; ученик может объяснить назначение всех операций.
- «4» — модель соответствует техническому заданию в целом, но допущена одна неточность в размещении текста, размере отверстия или оформлении файла; ученик исправляет её после подсказки.
- «3» — создано объёмное основание и выполнена хотя бы одна дополнительная операция, однако есть две существенные ошибки: неверная толщина, невыпуклая надпись, несквозное отверстие или отсутствие корректного сохранения; ученик объясняет часть алгоритма.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какая операция превратила плоскую окружность в объёмную основу толщиной 5 мм? | Проверка понимания роли выдавливания и числового параметра. |
Как вы убедились, что надпись получилась выпуклой? | Выявление понимания направления выдавливания и пространственной проверки. |
Какое действие оказалось самым сложным и почему? | Выявление точек затруднения в интерфейсе и алгоритме моделирования. |
Что вы улучшили бы в дизайне брелока при следующей работе? | Развитие самооценки, проектного мышления и мотивации к дальнейшему созданию моделей. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня вы создали не просто рисунок, а цифровую модель реального изделия. Вы использовали эскиз, выдавливание для добавления материала и вырезание для создания функционального отверстия. Помните: самая частая ошибка — не проверить направление операции и сквозное ли отверстие. На следующем уроке мы продолжим работу с 3D-моделями и обсудим, как сделать конструкцию более выразительной и подготовить её к изготовлению.»
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Проверить сохранённую модель брелока: открыть файл, убедиться в толщине 5 мм, выпуклости надписи и сквозном отверстии; письменно записать назначение операций эскиза, выдавливания и вырезания. | Закрепляет алгоритм и умение проводить контроль цифровой модели; при проверке обратить внимание на точность параметров и правильность терминов. |
Средний (повышающий) | Создать второй вариант брелока с другой компоновкой надписи или другим размером отверстия, не нарушая толщину основы 5 мм; сохранить оба файла. | Развивает вариативность проектирования и умение изменять параметры без разрушения модели; проверить аккуратность размещения текста и прочность перемычки. |
Продвинутый (дополнительный) | Разработать эскиз улучшенного брелока для школьного события: выбрать форму, короткую надпись, место отверстия и описать, какие операции КОМПАС-3D потребуются для создания модели. | Формирует проектное и пространственное мышление; оценить обоснованность выбора формы, последовательность операций и связь с реальным применением. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какая операция создаёт объём из плоского эскиза? Почему для основы задано значение 5 мм? Чем выпуклая надпись отличается от вдавленной? Как проверить, что отверстие сквозное? Где должен находиться сохранённый файл?»
