Применение 3D-технологий для визуализации образовательного процесса на примере шахмат и математических фигур

Актуальность

В современном мире широко применяются принтеры как в домашних условиях, так и в производстве и в учебном процессе.

3D-печать может осуществляться разными способами, с использованием различных материалов, но в основе любого способа лежит принцип послойного создания («выращивания») твёрдого объекта.

В данной работе рассматриваются современные 3D-технологии, позволяющие произвести визуализацию математических формул, геометрических фигур на примере создания шахмат, Платоновых тел, объектов топологии и математических формул методом 3D-печати, что может послужить дополнительной мотивацией для более глубокого изучения.

Цель

Создание шахмат, Платоновых тел, объектов топологии и математических формул методом 3D-печати.

Задачи

1. Изучение истории создания 3D-принтеров.

2. Создание узнаваемых объектов в шахматах.

3. Визуализация математических фигур на примере геометрии Платоновых тел.

4. Визуализация объектов топологии.

5. Визуализация математических формул.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• 3-D принтер Tiertime
• 3-D принтер Anycubic Photon S
• Пластик ABS
• PLA-пластик
• Фоточувствительная смола

Описание

При выполнении данного проекта было создано разборное шахматное поле. С помощью 3D-сканера были отсканированы пазлы, после чего они были распечатаны на 3D-принтере в двух цветах.

В качестве шахматных фигур использованы фигуры узнаваемых и популярных в данный момент сказочных героев: пешки – миньоны; шахматный король – король Ночи; ферзь – образ королевы Франции Марии Медичи; слон – слоненок Дамба; конь – осел из Шрека; ладья – Ждун.

В геометрии Платоновых тел в качестве примеров были напечатаны 3D-модели гексаэдра, тетраэдра, октаэдра, додекаэдра, икосаэдра.

В качестве примеров объектов топологии – 3D-модели бутылки Клейна и ленты Мёбиуса.

Результаты работы/выводы

В результате работы были изучены особенности создания 3D-моделей и

3D-печати на примере шахматных фигур и доски, Платоновых тел, объектов топологии и математических фигур.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе автор рассматривает применение полученных математических фигур на уроках математики для более детального изучения. А применение шахмат позволит привлечь большее количество учащихся к миру шахмат.