КОНСПЕКТ УРОКУ

з інформатики

(розроблено в рамках курсу «Методика викладання інформатики»)

Тема уроку: Додавання тривимірних примітивів. Вирівнювання, обертання, копіювання та клонування об’єктів. Витягування (екструдування) форми об’єкта.

Програмне забезпечення: Blender (вільне ПЗ для 3D-моделювання, версія 4.x або новіша).

Клас: 8 та вище (адаптивно)

Тип уроку: комбінований (засвоєння нових знань + формування практичних умінь).

Форма проведення: урок-практикум.

Тривалість: 45 хв.

Мета уроку

Навчальна (дидактична)

•         ознайомити учнів з поняттям «3D-примітив» та переліком стандартних примітивів у Blender;

•         сформувати уявлення про інтерфейс редактора, систему координат та режими роботи (Object Mode / Edit Mode);

•         навчити додавати, переміщувати, обертати та масштабувати об’єкти у тривимірному просторі;

•         розкрити різницю між операціями копіювання (Shift+D) і клонування (Alt+D);

•         сформувати початкові навички екструдування форми об’єкта.

Розвивальна

•         розвивати просторову уяву та абстрактне мислення;

•         формувати алгоритмічне мислення під час побудови 3D-моделі за послідовністю кроків;

•         розвивати навички самоконтролю та планування діяльності.

Виховна

•         виховувати інформаційну культуру та охайність у роботі з програмним забезпеченням;

•         формувати інтерес до сучасних технологій 3D-моделювання та їх застосування в кіно, іграх, архітектурі, медицині;

•         виховувати наполегливість у досягненні поставленої мети.

 

Обладнання та дидактичні матеріали

•         ПК або ноутбуки з встановленим Blender (за кількістю учнів);

•         проектор / інтерактивна дошка для демонстрації;

•         мультимедійна презентація з ілюстраціями інтерфейсу Blender;

•         картки із завданнями для практичної роботи і таблиця гарячих клавіш.

Міжпредметні зв’язки

Математика: система координат, осі OX, OY, OZ, поняття вектора, кути та градусна міра, геометричні тіла. Геометрія: просторові фігури, паралелепіпед, циліндр, конус, куля. Креслення: ортогональні проекції (вид спереду, збоку, зверху). Образотворче мистецтво: композиція, пропорції, перспектива.

Хід уроку

I. Організаційний момент (2 хв)

Відкрийте презентацію

Перевірка присутніх та готовності робочих місць (увімкнено ПК, запущено Blender). Повідомлення теми та мети уроку.

“Сьогодні ми зробимо перший крок у світ 3D-моделювання. До кінця уроку кожен з вас створить власну тривимірну сцену з кількох об’єктів"

II. Актуалізація опорних знань (5 хв) слайд 2

“Давайте згадаємо:”

Орієнтовні запитання:

1.      Які геометричні тіла ви вивчали на уроках геометрії?

2.      Скільки координатних осей у тривимірному просторі? Як вони позначаються?

3.      Чим двовимірне зображення відрізняється від тривимірної моделі?

4.      Де у повсякденному житті ви бачите 3D-графіку? (мультфільми, відеоігри, реклама, архітектурні проєкти)

5.      Які програми для 3D-моделювання ви знаєте? (Blender, 3ds Max, Maya, SketchUp, Cinema 4D)

III. Мотивація навчальної діяльності (3 хв) слайд 3-4-5-6

Продемонструйте приклади використання 3Д-моделей

•         кадри з мультфільмів студій Pixar, DreamWorks;

•         приклади 3D-моделей у відеоіграх;

•         архітектурна візуалізація будівель;

•         3D-друк деталей, протезів, прикрас;

Слайд 7 - Проблемне запитання: «Як ви думаєте, з чого починається створення такої складної моделі, як, наприклад, персонаж мультфільму?» Підводить учнів до думки, що будь-яка, навіть найскладніша 3D-модель починається з простих геометричних форм - примітивів.

IV. Вивчення нового матеріалу (18 хв) Слайд 8-14

1. Поняття 3D-примітива

3D-примітив - це базовий тривимірний геометричний об’єкт, який є основою для побудови складніших моделей. У Blender набір примітивів доступний через меню Add → Mesh (гаряча клавіша Shift + A).

Стандартні примітиви Blender:

Примітив	Опис	Типове застосування
Plane (Площина)	Плоский квадрат із 4 вершин	підлога, стіни, ґрунт
Cube (Куб)	Шестигранний об’єкт із 8 вершин	будівлі, меблі, ящики
UV Sphere (Сфера)	Сфера з сегментами та кільцями (як глобус)	м’ячі, планети, голови
Ico Sphere (Ікосфера)	Сфера з трикутних граней	камені, астероїди
Cylinder (Циліндр)	Циліндр із заданою кількістю сторін	стовпи, банки, ноги меблів
Cone (Конус)	Конус, що звужується до точки	дах, ракета, ялинка
Torus (Тор)	Об’єкт у формі бублика	кільця, шини, обручі
Circle (Коло)	Плоске коло без заповнення	основа для екструдування
Monkey (Suzanne)	Голова мавпи — фірмовий тестовий об’єкт Blender	навчання, тестування матеріалів

 

Важливо! Слайд 16 Об’єкт додається у точку розташування 3D-курсора (червоно-білого «прицілу»). Перед додаванням примітива курсор можна повернути на початок координат комбінацією Shift + S → Cursor to World Origin.

Параметри примітива Слайд 17 (кількість сегментів, радіус, висота) задаються одразу після створення в панелі Add … (F9) у нижньому лівому куті вікна. Після зняття виділення параметри змінити вже не можна.

2. Інтерфейс і система координат  Слайд 15

Робочий простір Blender організовано навколо тривимірної системи координат:

•         вісь X (червона) — праворуч–ліворуч;

•         вісь Y (зелена) — вперед–назад;

•         вісь Z (синя) — вгору–вниз.

Стандартні види Слайд 15 перемикаються клавішами Numpad: 1 — спереду, 3 — збоку, 7 — зверху, 5 — перемикання ортогональна / перспективна проекція.

3. Базові трансформації Слайд 18 - наглядні відео

Усі трансформації виконуються гарячими клавішами G — S — R, після яких можна:

•         натиснути X / Y / Z — обмежити дію однією віссю;

•         ввести число — виконати трансформацію точно (наприклад, R, X, 90 — повернути на 90° навколо X);

•         натиснути Enter — підтвердити, Esc або ПКМ — скасувати.

•         5. Обертання об’єктів

3.2  Обертання (Rotate) - зміна орієнтації об’єкта у просторі. Виконується клавішею R. Точка, навколо якої відбувається поворот, називається точкою опори (Pivot Point) і може бути: центром об’єкта (Median Point), 3D-курсором, окремим елементом тощо.

•         Приклади:

•         R, Z, 45 - повернути на 45° навколо вертикальної осі;

•         R, X, –90 - повернути на – 90° навколо осі X;

•         R, R (подвійне) - вільне обертання за рухом миші (трекбол).

4. Вирівнювання об’єктів - Слайд 19 - наглядні відео

Вирівнювання - приведення кількох об’єктів до однакового положення відносно певної осі або точки. У Blender використовують:

6.      Меню Snap (Shift + S): Selection to Cursor - перенести виділені об’єкти у позицію 3D-курсора; Cursor to Selected - навпаки;

7.      Object → Transform → Align Objects: вирівнювання по осях X, Y, Z за лівим/правим краєм або центром;

8.      Бічна панель N: точне введення координат розташування об’єкта.

6. Копіювання та клонування Слайд 20

Копіювання (Shift + D, Duplicate) створює повністю незалежну копію об’єкта. Зміна форми оригіналу не впливає на копію.

Клонування (Alt + D, Linked Duplicate) створює пов’язану копію — зовні об’єкти однакові, але всі вони використовують одні й ті ж дані сітки. Зміна форми одного автоматично змінює всі інші.

Порівняння двох операцій:

Критерій	Копіювання (Shift+D)	Клонування (Alt+D)
Тип копії	Незалежна	Пов’язана (linked)
Дані сітки (mesh)	Свої власні	Спільні з оригіналом
Зміна форми оригіналу	Не впливає на копію	Змінює всі клони одразу
Розмір файлу	Більший (дублюються дані)	Менший (дані спільні)
Коли застосовувати	Коли об’єкти будуть змінюватися окремо	Серії однакових об’єктів (паркан, колони, дерева)

 

Продивіться відео в презентації - або продемонструйте прямо на екрані різницю на прикладі. Два куби: один через Shift+D, другий через Alt+D. Перейти в Edit Mode з оригінальним кубом і пересунути його вершину - учні побачать, що клон змінюється разом з оригіналом, а копія - ні. Цей візуальний експеримент запам’ятовується значно краще за словесне пояснення.

7. Витягування (екструдування) форми Слайд 21

Витягування, або екструдування (Extrude, клавіша E) - одна з найважливіших операцій 3D-моделювання. Це створення нової геометрії «витягуванням» виділеної грані, ребра або вершини у певному напрямку.

Алгоритм виконання:

9.      Перейти в режим редагування - Tab (Edit Mode).

10.  Обрати тип виділення: вершина (1), ребро (2), грань (3).

11.  Виділити потрібний елемент.

12.  Натиснути E.

13.  Перемістити мишею або задати точну відстань (наприклад, E, Z, 2 — видавити вгору на 2 одиниці).

14.  Підтвердити дію - Enter або ЛКМ.

Приклад: з куба за допомогою кількох екструдувань верхньої грані можна швидко змоделювати багатоповерхову будівлю; з кола - побудувати циліндричну вазу або дерево.

V. Практична робота за комп’ютером (12 хв) Слайд 22 + інструкційна картка

Тема практичної роботи: «Створення сцени "Парк" з використанням примітивів».

Завдання учням:

15.  Видалити стандартний куб (X → Delete).

16.  Додати площину (Plane) розміром 10×10 - це буде газон.

17.  Створити дерево: циліндр як стовбур (R = 0,3; висота = 2) і конус як крону (R = 1,2; висота = 2,5). Вирівняти їх по осі Z так, щоб конус стояв на циліндрі.

18.  За допомогою Alt+D розмножити дерево 4–5 разів і розставити по площині (учні переконаються, що клонування економить пам’ять).

19.  Додати куб і за допомогою екструдування верхньої грані змоделювати простий будиночок (стіни → дах двома послідовними екструдуваннями).

20.  Додати тор як декоративний елемент (фонтан, клумба), повернути його на 90° навколо осі X.

21.  Зберегти файл під ім’ям park_прізвище.blend.

Інструктаж з охорони праці: перед початком роботи учитель нагадує правила роботи за ПК - поставу, відстань до монітора, перерви для очей кожні 10–15 хв.

 

VI. Закріплення вивченого матеріалу (3 хв)

Експрес-опитування «Так чи Ні» (учні відповідають хором або підняттям руки):

22.  Чи створюється об’єкт у точці розташування 3D-курсора? (Так)

23.  Чи однакові за результатом операції Shift+D та Alt+D? (Ні)

24.  Чи можна екструдувати об’єкт у режимі Object Mode? (Ні, тільки в Edit Mode)

25.  Чи відповідає синій колір осі Z? (Так)

26.  Чи можна повернути об’єкт точно на 45° без миші? (Так: R, Z, 45)

VII. Підсумки уроку та рефлексія (1 хв)

Сьогодні ми навчилися додавати примітиви, переміщувати, обертати, копіювати та клонувати їх, а також виконали свою першу операцію екструдування. Ви зробили крок від двовимірних до тривимірних об’єктів.

Рефлексія методом «Світлофор»:

•                      зелений - зрозуміло все, можу пояснити іншому;

•                      жовтий - загалом зрозуміло, але є запитання;

•                      червоний - потребую додаткового пояснення.

Виставлення оцінок за виконану практичну роботу  

VIII. Домашнє завдання (1 хв)

Обов’язкова частина:

•         опрацювати конспект уроку, вивчити гарячі клавіші з таблиці;

•         створити вдома сцену «Моя кімната», в якій використати щонайменше 4 різні примітиви та один раз застосувати екструдування;

•         зберегти файл і надіслати вчителю на наступний урок.

Творча (за бажанням, +2 бали):

•         створити більш складну сцену (наприклад, «Космічна станція», «Замок»,

«Робот»), використовуючи всі вивчені інструменти, та підготувати скріншот.

             

Додаток 1. Інструкційна картка

Гаряча клавіша	Дія	Режим
Shift + A	Відкрити меню додавання об’єкта	Object Mode
G	Переміщення (Grab)	обидва
R	Обертання (Rotate)	обидва
S	Масштабування (Scale)	обидва
R + X / Y / Z	Обертання навколо осі X / Y / Z	обидва
R + X + 90	Поворот на 90° навколо осі X	обидва
Shift + D	Копіювання (Duplicate) - незалежна копія	обидва
Alt + D	Клонування (Linked Duplicate) - пов’язана копія	Object Mode
Tab	Перехід Object Mode ⇄ Edit Mode	обидва
E	Витягування (Extrude)	Edit Mode
E + Z + значення	Видавити вздовж осі Z на задану відстань	Edit Mode
Shift + S	Меню прив’язки (Snap) - для вирівнювання	обидва
N	Бічна панель з точними координатами	обидва
Numpad 1/3/7	Вид спереду / збоку / зверху	обидва
Numpad 5	Перемкнути ортогональну/перспективну проекцію	обидва

Тема практичної роботи: «Створення сцени "Парк" з використанням примітивів».

Завдання:

27.  Видалити стандартний куб (X → Delete).

28.  Додати площину (Plane) розміром 10×10 - це буде газон.

29.  Створити дерево: циліндр як стовбур (R = 0,3; висота = 2) і конус як крону (R = 1,2; висота = 2,5). Вирівняти їх по осі Z так, щоб конус стояв на циліндрі.

30.  За допомогою Alt+D розмножити дерево 4–5 разів і розставити по площині (учні переконаються, що клонування економить пам’ять).

31.  Додати куб і за допомогою екструдування верхньої грані змоделювати простий будиночок (стіни → дах двома послідовними екструдуваннями).

32.  Додати тор як декоративний елемент (фонтан, клумба), повернути його на 90° навколо осі X.

33.  Зберегти файл під ім’ям park_прізвище.blend.

 

Додаток 2. Методичні рекомендації

Типові помилки учнів і шляхи їх запобігання

34.  «Куди подівся об’єкт?» - учень додав примітив, який створився далеко від центру через зміщений 3D-курсор. Розв’язання: на початку уроку привчити учнів натискати Shift+C (центрування виду + повернення курсора в нуль).

35.  Випадковий перехід у режим редагування. Учні часто плутаються між Object і Edit Mode. Розв’язання: показувати індикатор режиму у верхньому лівому куті, акцентувати увагу учнів на кожному переключенні.

36.  Помилка «E + клік мишею». Натиснувши E і випадково клікнувши, учні створюють «здубльовану» геометрію в тому ж місці. Розв’язання: пояснити, що екструдування завжди завершується або введенням числа, або підтвердженням Enter після руху миші, а не клацанням.

37.  Плутанина Shift+D vs Alt+D. Розв’язання: запам’ятовувати правило «Alt - At linked» (з’єднано). Обов’язково ставити в зошит порівняльну таблицю.

38.  Незбережена робота. Розв’язання: автозбереження кожні 5 хв (Edit → Preferences → Save & Load), нагадування зберегти файл після кожного важливого кроку (Ctrl+S).

 

•         Заохочуйте експеримент: давайте 1–2 хв «вільного дослідження» інтерфейсу - це підвищує мотивацію.

•         Майте в запасі додаткові завдання для тих, хто завершить швидше (наприклад, «додай ще одне дерево інакшої форми»).

•         Не перевантажуйте перший урок термінологією - глибока теорія Pivot Point, Origin тощо краще йде на 2-му уроці.

•         Тримайте на дошці або слайді «шпаргалку» з 5–6 ключових клавіш - учні неминуче забуватимуть.