Публикации сообщества

Светлана Любавина • 6 ноября 2018

Стереометрия в стиле конструктивизма


Архитектура и геометрия тесно связаны. Архитектурные сооружения находятся в пространстве, являются его частью, вписываясь в определенные геометрические формы. Строения состоят из отдельных деталей, каждая из которых также строится на базе определенного геометрического тела или комбинации различных геометрических тел. При изучении стереометрии в 10-11 классах и для пропедевтики стереометрических знаний в 7-9 классах в своей педагогической практике я использую метод учебных проектов с применением 3D-моделирования архитектурных строений.

Изучение стереометрии в 10-11 классах и решение стереометрических задач вызывают затруднения у старшеклассников. Связаны эти трудности  с недостаточно развитым пространственным воображением, неумением правильно представить и изобразить на плоском чертеже рассматриваемые тела в пространстве. Наглядности можно достичь, используя  программы трехмерного моделирования. Зрительное восприятие объёмных геометрических объектов не всегда соответствует тем свойствам, которыми эти объекты обладают. Использование 3D- моделирования позволяет преодолеть это противоречие за счёт возможности рассмотреть объект со всех сторон, меняя ракурс, поворачивать.  В отличие от обычных чертежей на бумаге или мелом на доске в компьютерную модель легко редактировать и корректировать. Практические работы в средах 3D позволяют освоить школьникам специфические умения и навыки, которые помогут в будущем профессиональном становлении; способствуют самоопределению в выборе профиля обучения. 3D-моделирование развивает логическое мышление, пространственное воображение, способствует развитию межпредметных связей. Особенно эффективными и эффектными стали занятия по моделированию зданий в стиле конструктивизма. Конструктивизм – применение геометрических принципов во всех сферах жизни (архитектура, мебель, одежда). Основоположники конструктивизма 20-х годов стремились к авангардному переустройству жизни - под стать революционной эпохе становления советского государства. Конструктивисты провозгласили новые эстетические идеалы, такие как простота, демократичность, утилитаризм предметного мира. Они следовали принципу максимальной эффективности использования объёма и соответствия формы функции. Характерные особенности конструктивизма – строгость, лаконичность форм, отлично читающаяся геометрия во внешнем облике здания. Смотря на постройки конструктивизма, мы можем наблюдать динамическое сочетание геометрических конструкций, ритмы вертикалей и горизонталей, Задача художественного выражения решалась не с помощью декора, а работой с материалами и формой. Для стиля характерны плоская крыша, массивный фундамент, удлиненные оконные проемы. Параллелепипеды переходят в цилиндры и кубы, окружности окон вписаны в плоскость квадратного фасада, сложные выступающие объемы перемежаются гладкими простенками, создавая целостный образ.

Многие сооружения советского конструктивизма получили широкое мировое признание: среди московских шедевров – дом архитектора Костантина Мельникова и спроектированный им же клуб им. Русакова, ДК им. Зуева (архитектор — Илья Голосов), ДК Пролетарского района, он же – ДК ЗиЛ  (братья Веснины). Легендарный, но так и не воплощенный символ конструктивизма – проект памятника Третьему Интернационалу, более известный как башня Татлина. Архитектор Владимир Татлин предлагал построить башню высотой 400 метров, состоящую из наклонных металлических спиралей и балок, а внутри композиции размещались подвешенные вращающиеся с разной скоростью помещения в форме куба, пирамиды, цилиндра, полусферы. При всей фантастичности эта работа, хоть и осталась только в виде моделей, вдохновляла многих архитекторов на новые формы и способы применения стали, бетона и стекла.

Интерактивная карта памятников советского конструктивизма The Constructivist Project.

Screenshot_9.jpg

 

Для учебных проектов по созданию архитектурных сооружений наиболее подходящей оказалась среда SketchUp. По сравнению со многими популярными 3D-редакторами SketchUp обладает рядом преимуществ. В первую очередь, это очень понятный и простой в освоении интерфейс. Я много раз проводила занятия для неподготовленной аудитории,  в которой  подавляющее большинство класса составляли абсолютные новички в 3D-моделировании,  Практика показывает, что уже после небольшого вступительного пояснения ребята могут воплотить собственные проекты по созданию трёхмерных моделей. Немаловажное преимущество SketchUp – наличие бесплатной онлайн-версии SketchUp Free. То есть не понадобится покупать и устанавливать дорогостоящие 3D-пакеты. В отличие от Blender SketchUp не требователен к характеристикам компьютеров  и вполне сносно работает и не на самом современном школьном оборудовании. Разработчики позиционируют платформу в качестве инструмента, где создание 3D-моделей оптимизировано для архитекторов, дизайнеров, что отражено и в наборе шаблонов.

Простой шаблон.

Архитектурный дизайн.

Конструкторская документация.

Городское планирование.

Ландшафтная архитектура.

Мебельные работы.

Интерьеры и производственный дизайн.

3D-печать.

Перед началом работы можно задать шаблон, в зависимости от назначения моделирования.  Шаблоны имеют вариации в разных системах измерения: футы, сантиметры, метры. Размерности задаются в процессе построения объекта. Они вводятся с клавиатуры до или сразу после окончания действия инструмента. Есть инструмент, который дает возможность добавлять к модели выноски с обозначением видимых размеров в стиле чертежей позволяет вынести обозначения. Что позволяет составлять расчётные стереометрические задачи. В программе есть библиотеки компонентов, которые можно пополнять своими элементами и библиотека материалов.

Принцип моделирования в SketchUp прост. Сначала создается геометрическая фигура, представляющая собой контур сечения трехмерного объекта, который требуется смоделировать. Затем для преобразования полученной фигуры в трёхмерный объект можно применить к ней такие операции, как выдавливание, вращение, скос. Для построения многогранника достаточно выполнить построения плоской фигуры и при помощи инструмента Push/Pull («Тяни/Толкай») получить объемную фигуру. Тела вращения можно построить с помощью инструмента Follow Me («Ведение»). Подробнее.

Анализ успешно проведенных  занятий по изучению и построению 3D-моделей архитектурных сооружений показал, что 3D-моделирование  позволяет визуализировать сложные темы программы, способствует усвоению большего объема информации, развивает пространственное воображение и математическую культуру.

Screenshot_2.jpg

Существуют и подводные камни в организации проектной деятельности для изучения стереометрии. По учебному плану на изучение геометрии отведено два часа в неделю. Возникает проблема дефицита учебного времени. Например, для организации и проведения предложенной работы даже в самом быстром темпе требуется, как минимум, три часа.

Подготовительный этап (сбор информации об архитектуре в стиле конструктивизм, выбор объекта для моделирования).  1 час.

Практическая работа по 3D-моделированию архитектурного сооружения. 1 час. Представление, обсуждение, оценивание проектов. 1 час.

Решение видится в экономии времени за счёт укрупнения дидактических единиц и вынесения части работы из аудиторных занятий в классе на дом в логике «перевёрнутого класса». Ещё одна проблемная зона – система оценивания. Всегда сложно оценивать творческие работы. Выход - в разработке критериев оценивания. Среди параметров указывается соответствие стилю, точность реконструкции, сложность построенной модели.

Препятствием в организации проектной работы могут стать и сугубо утилитарное настроение современных старшеклассников, не желающих заниматься задачами, не имеющими, по их мнению, непосредственного отношения к ЕГЭ. Как правило, изучение новых тем на математике сопровождается заданным с уныло-подозрительной интонацией вопросом «А на ЕГЭ это будет?». Важно аргументированно убедить школьников  в целесообразности и полезности проектной работы и для достижения предметных результатов. Залогом успешного решения геометрической задачи является правильно выполненный чертеж. Но, как уже говорилось ранее, не всегда это возможно сделать идеально. С помощью 3D-моделирования можно построить интерактивный динамический чертёж, что облегчит решение стереометрических задач.

Screenshot_21.jpg

Создание трёхмерных моделей архитектурных сооружений способствует достижению обучающимися предметных результатов учебных дисциплин «Математика», «Информатика», «Мировая художественная культура». Обучающиеся получают навык ориентирования в трехмерном пространстве. Учатся анализировать, сравнивать, выделять элементы геометрических тел, учитывать взаимное расположение геометрических тел в пространстве. Получают навыки построения моделей реальных объектов.   Развивают способность для осознанного восприятия архитектурных памятников, отражающих особенности определённых исторических эпох. Таким образом, используя 3D-моделирование архитектурных сооружений, есть возможность обогатить предметное математическое содержание культурологическим содержанием.

Кол-во комментариев: (3)

Светлана, мы сейчас тоже изучаем sketchup с 9-классниками, причем, пользуемся браузерной версией для образования https://edu.sketchup.com/. Работы учеников собираются в https://classroom.google.com, что очень удобно и для них, и для учителя. Вижу у вас на фотографиях рабочие листы на столах у ребят. Какова их логика? Или это инструкции? Не поделитесь,?
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Людмила, спасибо за ссылки! Ещё не пробовала работать https://edu.sketchup.com/app. В Крыму была специфика из-за того, что часть сервисов была заблокирована. На практической работе раздавала памятки по функционалу Sketchup и небольшие справочники по архитектуре конструктивизма. Инструкций по конкретным построениям не было. Работа носила творческий характер, была направлена на умение выработать собственное решение нестандартной задачи.
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Здравствуйте, уважаемые коллеги. Продолжая тему, хочу добавить, что 2 недели назад Светлана Валерьевна с учениками давала мастер-класс в Лицее г. Протвино для учеников 9 класса "Начала работы в sketchup" . Работали в браузерной версии. Так как не все компьютеры позволяют работать с установленной программой. Ребята с интересом восприняли новую, "живую" программу, построили свои модели. Надеюсь, что работа в программе sketchup позволит им в следующем году глубже воспринимать стереометрию. На дополнительных занятиях тоже уделяю внимание программе sketchup для 10 классов и 6-7 классов (современная программа вызывает интерес и мотивирует детей к изучению предмета), но выкладывала задания просто через сайт. Давно хотела попробовать использовать https://classroom.google.com. Показалось удобно, особенно по коду доступа к созданному курсу. Спасибо.
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии