Данная статья является реферативным изложением основной работы. Полный текст научной работы, приложения, иллюстрации и иные дополнительные материалы доступны на сайте VI Международного конкурса научно-исследовательских и творческих работ учащихся «Старт в науке» по ссылке: https://school-science.ru/6/4/36082.
Недавно я был в нашем городском краеведческом музее на выставке «Предметы-помощники коми-зырян, первых поселенцев Лабытнанги». Это предметы начала ХХ в., экспонируются впервые. Коллекцию составляют деревянные маслобойка и ковши, ведерко и корытце, скалка; деревянные прялки, веретено, стиральная доска; инструменты для выделки шкур – скребки, доски; пяла для плетения рыболовных сетей, поплавок из берёсты и другие[1]. Экспонатам много лет, время безжалостно к свидетелям прошлого, и тем бережнее и внимательней мы должны относится к историческим артефактам. Актуальность работы заключается в том, что используя современные технологии, можно создать прототипы экспонатов, распечатать их и изучать, тем самым привлекая ребят к изучению историю с применением современных гаджетов.
Гипотеза: предполагаем, что использование на занятиях внеклассной и внеурочной деятельности прототипов трехмерных изображений различных исторических эпох повысит уровень метапредметных компетенций обучающихся.
Цель работы: создание в программе SOLIDWORKS трехмерные модели музейных экспонатов для сохранения артефактов.
Задачи работы:
1. Изучить вредные влияния на музейные экспонаты.
2. Изучить основы работы на 3–d принтере.
3. Изучить основы работы в среде SOLIDWORKS.
4. Внести экспонаты в программу SOLIDWORKS.
5. Распечатать прототипы.
6. Сформировать экспозицию из созданных 3–D моделей.
7. Создать каталог STL файла для печати прототипов.
8. Выявить уровень интереса в использовании IT-технологий во внеурочной деятельности для обработки информации, в том числе этнографической.
9. Определить значимость IT-технологий для личностного развития (профессиональное самоопределения, творчества и т. д.).
Объект исследования: 3-D модели экспонатов в сети Интернет
Предмет исследования: трехмерные модели экспонатов Городского краеведческого музея.
Методы исследования:
Теоретический анализ существующих 3–D моделей экспонатов.
Практические:
– Разработка прототипа
– Конструирование прототипа
– Демонстрация материала
– Анкетирование
Предлагаю использовать 3-D печать для создания прототипов исторических артефактов для их изучения и сохранения.
Использование на занятиях внеклассной и внеурочной деятельности прототипов трехмерных изображений различных исторических эпох повысит уровень метапредметных компетенций обучающихся.
Теоретическая значимость: расширение знаний по информатике, робототехнике, этнографии Ямала.
Практическая значимость: Созданные файлы можно использовать на занятиях внеурочной деятельности с применением 3–D принтера. Трехмерные изображения предметов эпохи, помогут сделать занятия по истории, географии внеклассной и внеурочной деятельности увлекательным и интересным.
Основная часть
У нас есть места, где можно прикоснуться к истории, узнать о достопримечательностях, обычаях и быте, увидеть интересные и удивительные вещи – это Ямало-Ненецкий Окружной музейно-выставочный комплекс имени И.С. Шемановского, Городской Краеведческий Музей. В музее представлены экспозиции, посвященные разным периодам жизни нашего края. В этнографическом зале можно увидеть национальную одежду и украшения, познакомиться с бытом жителей крайнего Севера. Исторические экспонаты требуют бережного обращения. В ходе беседы с сотрудниками музеев была получена положительная оценка работы.
Причины старения и разрушения объектов:
– Физические:
• Механическое воздействие
• Изменение физических размеров под воздействием колебаний климата
– Химические:
• Изменение состава и структуры материала под воздействием химических реагентов воздуха и воды
– Биологические:
• Плесень
• Насекомые
• Животные
– Социальные:
• Неумелая реставрация
• Вандализм
• Неосторожное обращение
Я подумал, о том, что можно использовать современные достижения науки и техники, оцифровать музейные экспонаты. Это сделает наследие прошлого более доступным широкой публике и значительно упростит работу сотрудников музея. Я решил начать работу с обработки орнаментов народов Севера.
Объекты я моделирую в программе SOLIDWORKS. Это программа, позволяет создавать 3D-модели различной сложности от простых болтиков до полнофункциональной модели ракеты.
Трехмерное моделирование существенно превосходит по преимуществам линейное проектирование. Программа SolidWorks позволяет увидеть будущее изделие в объеме с разных сторон и придать ему реалистичности отображения в соответствии с избранным материалом для пробной оценки дизайна.
Процесс построения 3–мерной модели основывается на формировании объемных геометрических элементов и выполнении разных операций между ними. Принцип чем-то напоминает конструктор «LEGO» – модель создается из шаблонных элементов (блоков), она подлежит редактированию путем добавления/удаления данных блоков или посредством изменения их характерных параметров. SOLIDWORKS позволяет работать в виртуальном объемном пространстве, благодаря чему происходит приближение компьютерной модели к облику будущего изделия.
Алгоритм создания изображения в программе SOLIDWORKS
1. Рисование всех линий контура детали в двухмерной плоскости
2. Привязка к линиям взаимосвязи
3. Установка размеров и вытяжение эскиза в трёхмерной плоскости
4. Предварительный просмотр модели
5. Корректировка модели
6. Сохранение файла
Печать прототипа
Созданные прототипы (Приложение 1) я распечатываю на 3D-принтере, который работает по технологии FDM (Fused Deposition Modeling) (Приложение 2). Принтер послойно наносит (наплавляет) тонкие слои пластика друг на друга.
• Скорость печати:4 0–120 mm/s
• Диаметр пластика:1 .75 mm
• Толщина слоя: 0.1–0.4 mm
• Толщина сопла:0.4 мм (0.3 мм,0.4 мм поддержка)
• Нагревательный стол:Power: 150W Max Temp:115Degree
• Размеры печати:220*220*235mm
• Количество экструдеров: 2
Прочная конструкция рамы: алюминиевый профиль обеспечивает стабильные отпечатки.
Прочный металлический экструдер: повышен до металлических деталей, оснащенный шаговым двигателем с высоким крутящим моментом, стабильной скоростью вращения и равномерным усилием экструзии, более плавной подачей нити
ЖК-экран показывает информацию о печати и облегчает управление принтером.
Макс. температура стола:120 градусов
Макс. температура экструдера: 260 градусов
Точность позиционирования XY-оси: 0.012мм
Точность позиционирования Z-ось: 0.0025 мм
Мы провели анкетирование (Приложение 3) с целью выявления заинтересованности обучающихся применением IT технологий как средство сохранения этнографических экспонатов Ямала. По результатам анкетирования 90 % респондентов устраивает тематика и уровень занятий внеурочной деятельности с применением IT технологий, до 70 % опрошенных планируют продолжить обучение по выбранному профилю. 95 % участников опроса с интересом изучали основы обработки этнографических экспонатов с применением IT технологий. (Приложение IV,V). Результатом моей работы является экспозиция, которая выставляется в школьном музее (Приложение VI). Для дальнейшей обработки сложных экспонатов планируется приобретение 3–D сканера, их оцифровка, создание каталог STL-файлов, печать.
Заключение
В процессе своей деятельности я освоил основы работы на 3-D принтере. Изучил 3-D модели музейных экспонатов в сети Интернет. Научился создавать виртуальные объекты в программе SOLIDWORKS. Посетил Ямало-Ненецкий окружной музейно-выставочный комплекс имени И.С. Шемановского, Городской краеведческий музей, расширил знания по этнографии Ямала. Создал экспозицию. Продемонстрировал результаты своей работы ученикам 6а и кадетского класса. Анкетирование учащихся показало, что создание на занятиях внеурочной деятельности прототипов трехмерных изображений различных исторических эпох заинтересовало ребят. Школьники хотят продолжить деятельность над проектированием моделей экспонатов, что в дальнейшем повысит уровень метапредметных компетенций обучающихся.
В дальнейшем созданные мной 3D модели музейных экспонатов каждый сможет распечатать, использовать для самостоятельного изучения, создавать свои экспозиции сцен быта и труда коренных народов Севера.
Музей этнографической культуры народов Севера, функционирующий в рамках реализации проекта «Муниципальная региональная площадка «Этнокультурный центр «Яляко»» (МАОУ ДО ЦДТ г. Лабытнанги), заинтересован в результатах моей работы и готов принять в дар экспонаты.
Приложение 1
Прототип орнамента в программе SOLIDWORKS
Приложение 2
Приложение 3
Демонстрация протоптипов орнамента обучающимся 6а и 6к класса
[1]Выставка «Открытые фонды» // городской Краеведческий музей. – https://museumlbt.yanao.ru/2018/02/vystavka-otkrytye-fondy.
Библиографическая ссылка
Глущенко В.А. IT-ТЕХНОЛОГИИ КАК СРЕДСТВО СОХРАНЕНИЯ ЭТНОГРАФИЧЕСКИХ ЭКСПОНАТОВ ЯМАЛА // Международный школьный научный вестник. – 2019. – № 1-2. ;URL: https://school-herald.ru/ru/article/view?id=870 (дата обращения: 25.04.2024).