Сценарный план мастер-класса «Применение систем цифрового производства (САПР) на уроках и внеурочной деятельности»

Авторcтво: Анисимова Виктория Викторовна, Власов Антон Юрьевич - учителя технологии ГБОУ Лицей № 101 Выборгского района Санкт-Петербурга

1 часть мастер-класса (Анисимова В.В.)

Вступительная часть:

Цель мастер-класса — познакомить участников с системой САПР Компас-3D и показать, как интегрировать автоматизированные технологии производства в школьные уроки и внеурочную деятельность для развития инженерных навыков учеников.

Задачи мастер-класса:

·        Познакомить с интерфейсом Компас-3D, командами меню и панелью инструментов.

·        Научить создавать 3D-модель брелока по демонстрации и инструкционным картам.

·        Освоить подготовку модели к 3D-печати в слайсере и запуск принтера.

Уважаемые коллеги и участники! Добрый день! Сегодня мы поговорим о трансформации школьных уроков с помощью автоматизированных систем производства. В эпоху цифровизации такие технологии — необходимость для подготовки учеников к рынку труда. На мастер-классе вы освоите Компас-3D — отечественную САПР-систему, соответствующую ФГОС и поставляемую в школы бесплатно.

Чему научитесь:

- Переходить от эскизов к полноценным 3D-моделям и чертежам по ГОСТам, развивая пространственное мышление.

- Повышать мотивацию и успеваемость учеников на 20–30% за счет параметрического моделирования и мгновенной коррекции ошибок.

- Интегрировать теорию с практикой: от создания детали в Компас-3D до печати на 3D-принтере.

2. Демонстрационная часть

Основной учебный материал:

Компас-3D — отечественная САПР-система для 3D-моделирования и черчения по ГОСТам, где базовые элементы создаются через параметрические операции: эскиз (2D-контур), экструзия (выдавливание в 3D), вырезы и скругления. Интерфейс включает меню "Создать" (деталь, чертёж, сборка), панель инструментов (эскиз, операции) и дерево модели для редактирования параметров. Ключевые приемы: параметрическое моделирование (изменение одного параметра обновляет всю модель) и экспорт в STL для 3D-печати.

Демонстрация на экране:

·        Запустите Компас-3D, выберите "Файл → Создать → Деталь".

·        Создайте эскиз: овал длиной 50 мм (команда «Эллипс»)

 

·        Экструзия: выделите эскиз. Операции → «Выдавливание» на 4 мм для основания брелока.

 

·        Добавить текст на брелок, Операция – «Текст» - «Элемент выдавливания» на 3 мм.

    

 ·        Добавьте отверстие: новый эскиз с кругом Ø4 мм, "Вырезать выдавливанием".

 ·        Скруглите края: "Скругление" по 2 мм; проверьте в 3D-виде (вращение мышью).

·        Сохраните и экспортируйте: "Файл → Сохранить как → STL".

​

3. Практическая часть. Слушатели выполняют практическую работу индивидуально, в соответствии с инструкционными картами:

шаг 1 — эскиз (10 мин),

шаг 2 — экструзия и вырез (15 мин),

шаг 3 — сохранение для печати и экспорт (10 мин).

Прием групповой работы: пары обсуждают ошибки в дереве модели, корректируя параметры коллективно. Самостоятельная проверка: измерить модель инструментом "Измерение" (толщина 3 мм).

 

4. Заключительная часть:

Сегодня мы освоили основы объёмного моделирования Компас-3D: от интерфейса и создания эскиза до экструзии, вырезов и экспорта модели брелока в STL для 3D-печати. Эти навыки интегрируют теорию с практикой, повышая мотивацию учеников и успеваемость на 20–30% за счет параметрического моделирования.

Закрепление материала:

Перескажите шаги: эскиз → экструзия → вырез → скругление → экспорт.

Проверьте свою модель: измерьте толщину (3 мм) и отверстие (Ø4 мм) в Компас-3D.

Сбор обратной связи от слушателей в устной форме, вопросы и предложения.

5. Использованная литература:

·        Большаков, В. П. Основы 3D-моделирования: изучаем работу в AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor / В. П. Большаков, А. А. Бочков. – СПб: Питер, 2012. – 304 с.

·        Большаков, В. П. Инженерная и компьютерная графика: учеб. пособие / В. П. Большаков, В. Т. Тозик, А. В. Чагина. – СПб: БХВ-Петербург, 2013. – 288 с.

·        Большаков, В. П. КОМПАС-3D для студентов и школьников: черчение, информатика, геометрия / В. П. Большаков. – М.: АСКОН, [б.г.]. – 256 с.

·        https://kompas.ru/publications/books/items/?bid=72

 

2 часть (Власов А.Ю.)

План мастер-класса

1. Вступительная часть

Цель мастер‑класса: сформировать у участников практические навыки подготовки и запуска 3D‑печати для интеграции технологии в образовательный процесс.

Задачи:

·         познакомить с интерфейсом слайсера и базовыми параметрами печати;

·         отработать навыки калибровки стола 3D‑принтера;

·         научить загружать филамент и запускать печать;

·         показать возможности применения 3D‑печати на уроках и во внеурочной деятельности.

Ожидаемые результаты: участники смогут самостоятельно подготовить 3D‑принтер к печати и запустить процесс изготовления простой модели.

2. Демонстрационная часть

Ведущий демонстрирует этапы работы, комментируя ключевые моменты:

Работа в слайсере (Cura/PrusaSlicer):

·         загрузка STL‑файла (брелок) в программу;

·         настройка базовых параметров:

·         высота слоя: 0,2 мм;

·         заполнение: 20%;

·         температура сопла: 210∘C (PLA);

·         температура стола: 60∘C;

·         скорость печати: 50 мм/с;

·         позиционирование модели в центре виртуального стола;

·         запуск нарезки на слои (Slice);

·         сохранение G‑code на SD‑карту.

Калибровка стола 3D‑принтера:

·         перемещение сопла в углы и центр стола;

·         проверка зазора с помощью листа бумаги (лёгкое сопротивление);

·         регулировка винтов стола при необходимости.

·       

Загрузка филамента:

·         нагрев сопла до 210∘C;

·         вставка PLA‑нити в экструдер;

·         ручная подача пластика до появления на сопле;

·         очистка сопла шпателем.

          Запуск печати:

·         установка SD‑карты в принтер;

·         выбор файла в меню принтера;

·         начало печати и наблюдение за первым слоем.

Комментарий ведущего: «Первый слой — самый важный. Если он ложится неровно, модель может оторваться от стола».

3. Практическая часть

Участники выполняют действия под руководством ведущего:

·         Этап 1 работа в слайсере — настройка параметров и нарезка модели.

·         Этап 2 калибровка стола и проверка зазоров.

·         Этап 3 загрузка филамента и запуск печати.

Раздаточные материалы:

·         чек‑лист с этапами подготовки к печати;

·         памятка с типовыми проблемами и решениями.

Помощь ведущего:

·         обход рабочих мест, коррекция ошибок;

·         ответы на вопросы;

·         подсказки по сложным моментам.

Типовые проблемы и решения (для памятки):

·         Модель не прилипает: увеличить температуру стола на 5∘C, нанести клей‑карандаш.

·         Нить рвётся: проверить подачу филамента, увеличить температуру сопла.

·         Слои смещаются: подтянуть ремни, проверить фиксацию направляющих.

4. Заключительная часть

Подведение итогов:

·         повторение ключевых этапов: слайсинг → калибровка → загрузка филамента → запуск печати;

·         демонстрация успешно начатой печати (первый слой);

·         разбор 2–3 типичных ошибок, допущенных участниками.

Интеграция в учебный процесс:

·         примеры проектов для учеников:

·         печать геометрических тел на уроках геометрии;

·         создание деталей для роботов на занятиях по робототехнике;

·         изготовление наглядных пособий по физике и химии;

·         рекомендации:

·         начинать с простых моделей (калибровочные кубы, брелоки);

·         вести журнал печати (параметры → результат → выводы);

·         вовлекать учеников в анализ дефектов и поиск решений.

Обратная связь: участники отвечают на вопросы:

·         «Что оказалось самым сложным?»

·         «Где планируете применить эти навыки?»

5. Литература

      1.            Горьков Д. Е., Холмогоров В. 3D‑печать с нуля. — М., 2020.

      2.            Рэдвуд Б. 3D‑печать. Практическое руководство. — М.: Издательство ДМК, 2020.

      3.            Большаков В. П. Основы 3D‑моделирования: изучаем работу в AutoCAD, КОМПАС‑3D, SolidWorks, Inventor. — СПб.: Питер, 2012. — 304 с.

      4.            Большаков В. П., Тозик В. Т., Чагина А. В. Инженерная и компьютерная графика: учеб. пособие. — СПб.: БХВ‑Петербург, 2013. — 288 с.

      5.            Большаков В. П. КОМПАС‑3D для студентов и школьников: черчение, информатика, геометрия. — М.: АСКОН, [б. г.]. — 256 с.

Необходимое оборудование:

·         3D‑принтер ;

·         компьютеры с установленным слайсером;

·         катушки PLA‑пластика ;

·         SD‑карты для передачи файлов;

·         инструменты: шпатель.

 

Поделиться: