СПОСОБ РАЗВИТИЯ ТВОРЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR DEVELOPMENT OF CREATIVE ABILITIES (VERSIONS) AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Область техники
Обучающая игра относится к познавательно-обучающим играм, может быть использована как средство для развлечений и обучения детей любого возраста. В частности, для обучения рисованию, письму, и повышения интереса к изучению разных предметов, например, биологии, астрономии, дизайна и другим общеобразовательным дисциплинам.
Уровень техники
Известно решение «способ развития творческих способностей учащихся» включающий моделирование персонажей на материальном носителе с помощью шаблонов одинаковой формы, но разного размера. Конструирование выкройки производят путем перемещения шаблонов по поверхности носителя информации. Вырезают смоделированную и сконструированную фигуру, переносят на заготовленный заранее носитель информации нужного цвета и приклеивают. Придают персонажу законченный вид путем нанесения отдельных элементов и деталей.
Недостатком данного решения является то, что решение имеет классический визуальный результат в виде носителя с приклеенным или нарисованным рисунком, созданным обучающимся и не дающим дальнейшего впечатляющего и запоминающегося визуально-тактильного преобразования. (RU 2378710, http://new.fips.ru)
Сущность изобретения
Заявленное решение направлено на упрощение способа развития творческих способностей при использовании более простого дидактического пособия, а также на получение нестандартного конечного результата выполненной работы в виде преобразования плоскостного изделия в объемное анимированное изображение, реагирующего на физический контакт. В случае группового учебного процесса, способ должен позволять объединять результаты нескольких обучающихся в один общий.
Заявленное решение по первому варианту фиг. 1-3 основано на обычном процессе декорирования шаблона, в частности на раскрашивании готовых силуэтов и добавления в них мелких деталей.
Декорирование - процесс, предполагающий эксперименты, креативность, индивидуальное видение предметов. Именно в процессе работы ребенок учится воспринимать свои ошибки, создать нечто новое и уникальное.
Способ по первому варианту включает следующие действия. Как минимум один обучающийся фиг. 1, выбирает из готовых силуэтов один на свой вкус (I) и декорирует (II). Далее декорированный силуэт при помощи устройства «оживления» сканируют и преобразуют в объемное анимированное тело с учетом декора, нанесенного обучающимся (III), и выводит его на экран (IV) фиг. 1, фиг. 2.
В рамках заявленного решения по первому варианту под силуэтом (1) понимается следующее: например, лист бумаги на котором нанесен силуэтный контур (1.1) фиг. 1 предмета декорирования, или непосредственно лист в форме силуэта, или нескольких листов в форме силуэтов отдельных деталей целого.
В рамках заявленного решения под декорированием понимается любое нанесение декора, например, раскрашивание карандашами (5) фиг. 1 и/или мелками, и/или красками, и/или фломастерами, в том числе и цветными, так же, декорирование может быть осуществлено путем аппликации.
В частных случаях декорирование может включать дополнительные элементы проработки и/или мелкие детали внутри силуэта (1.1).
Способ по второму варианту включает следующие действия. Как минимум один обучающийся, моделирует объемный предмет по теме обучения, из готовых элементов конструктора с соединением деталей типа шип паз (лего). Далее смоделированный предмет устройство «оживления» (3) сканирует, преобразует его в объемное анимированное изображение (III) (8.1.1) и выводит на экран (IV).
Под объемным изображением во всех вариантах исполнения понимается, что первоначальное изделие, декорированное или смоделированное, преобразуется в изображение объемной анимированной фигуры с узнаваемыми силуэтами, у которой некоторые элементы имеют отдельный объем фиг. 2. Например, по первому варианту, силуэт для декорирования представлял лист бумаги с силуэтом бабочки (1.1) фиг. 1 с крыльями, телом, головой и усиками, в преобразованном в изображение объемной фигуры, все эти элементы имеют самостоятельный объем фиг.2. Если силуэт для декорирования представлял собой несколько листов в форме силуэта, шаблонов-деталей целого, то в преобразованном виде все эти элементы имеют объем и объединены в целое.
Под анимированием понимается то, что преобразованный силуэт/силуэты или смоделированный объемный элемент в объемное анимированное изображение (4.1.1), способное совершать движения по экрану (4) фиг. 2 в любую сторону, совершать повороты во всех плоскостях, т.е. изначальный силуэт представлен только видом сбоку, а конечный анимированный может повернуться по-разному: передом, задом, в три четверти, на любой угол. При этом отдельные элементы фигуры могут совершать движения: ноги переставляться, плавники двигаться, крылья совершать взмахи, то есть совершать движения в зависимости от типа элемента.
В рамках заявленного решения во всех вариантах исполнения в качестве экрана (4) фиг. 1, 2, 3 может выступать экран для проектора и/или стена.
Следует заметить, что объемное анимированное изображение способно реагировать на физический контакт, от прикосновения поворачиваться, двигаться, ускоряться.
Физический контакт может быть осуществлен следующим образом: например, обучающийся (2), (2.1) фиг. 2 задевает рукой или любым предметом по полученному изображению (4.1.1) на экране (4). Изображение (4.1.1) реагирует на физический контакт и совершает поворот, разворот, движение в сторону, вперед, вверх, вправо, влево и другие движения.
Устройство «оживления» позволяет преобразовать одновременно несколько силуэтов в объемное тело, а также позволяет преобразовывать несколько разных силуэтов по очереди и одновременно отображать на экране (4), что позволяет обучающимся (2), (2.1) фиг. 2 одновременно взаимодействовать с ними на экране (4) и проводить коллективную работу.
Таким образом в ходе образовательного процесса может проводиться обучение нескольких обучающихся одновременно, с последующим групповым взаимодействием с «оживленными», объемными анимированными результатами индивидуальной работы.
Изобретение позволяет обучить детей умению спорить, отстаивать свое мнение, задавать вопросы, быть инициативным в получении новых знаний.
Устройство для осуществления «оживления» фиг. 3 включает в себя взаимосвязанные между собой персональный компьютер (ПК) (6) фиг. 3 с разработанным программным обеспечением, проектор (3.2), как минимум одно устройство сканирования (3.1) состоящее из тумбы (3.1.1) и планшета (3.1.3) с установленным программным обеспечением, wi-fi-роутер (3.5), сенсор прикосновений (лазерный лидар) (3.3), набор силуэтов в электронном и/или материальном виде для каждой темы или набор элементов для каждой темы, стерео систему, клавиатуру, мышь, кабели питания и коммуникации.
Программное обеспечение ПК (6) фиг. 3 включает ПО необходимое для работы элементов устройства, а также программное обеспечение, позволяющее обрабатывать информацию на определенные темы, например, животные, космос, океан, дороги, динозавры 3D, и т.д. в зависимости от целей и задач учебного процесса.
Wi-fi роутер -это устройство, помогающее установить общую сеть (связь между отдельными видами техники, в нашем случае между ПК и планшетом) и подключить их к Интернету.
Каждый из силуэтов набора имеет метки для распознавания.
Устройство сканирования представляет собой тумбу, (3.1.1) фиг. 3 выполненную на основе вертикально ориентированного параллелепипеда, над основанием расположена конструкция, имеющая две боковые и заднюю стенки. Верхний край боковых стенок выполнен наклонным в перед, за счет чего панель (3.1.3) расположенная сверху на стенках имеет наклон. Стенки и панель образуют нишу для сканирования (3.1.2).
В панель (3.1.3) встроен планшет (3.1.4) с возможностью сканирования объектов, расположенных в нише для сканирования (3.1.2).
Проектор (3.2) через через кабели коммуникции связан с ПК.
Проектор (3.2) и сенсор прикосновений (лазерный лидар) (3.3) подвешиваются на крепления таким образом, чтобы проекторы были на высоте необходимой для их качественной работы и такой чтобы они не создавали помех для пользователя и исключали опасные ситуации.
Сенсор прикосновений (лазерный лидар)(3.3) устанавливается в верхней центральной части проекционной области и покрывает всю проекционную область и через провода сетевой коммуникации взаимодействует с ПК.
Во время взаимодействия обучающегося (2), (2.1) с виртуальным миром на экране (4), система определения положения и прикосновения сенсора прикосновений (3.3) фиг. 1, 3, посылает данные о месте прикосновения с точностью до сантиметра и направляет в ПК (3.4). Программа ПК (3.4) обрабатывает полученный сигнал и проектор (3.2) выводит анимационные действия на экран (4) фиг. 2. в месте срабатывания фиг. 2.
В частном случае исполнения, решение может быть дополнено изначальным отображением на экране (4) фиг. 1-3 тематического фона, например, морское дно, пейзаж, город, изображения по теме обучения. Фон может быть анимированным, что дополнительно позволяет закрепить изученный материал.
В случае, когда в устройстве используется несколько устройств сканирования (3.1), то оживление происходит параллельно, изображения друг друга «не забивают», проецируются на один экран (4) одновременно, каждый примерно в свой участок на экране, это позволяет проводить обучение в группах с большим количеством учеников.
В случае, когда в устройстве используется несколько проекторов (3.2) площадь и качество проецирование увеличиваются, это позволяет проводить обучение в группах с большим количеством учеников.
В результате заявленный способ и техническое устройство для его осуществления дают возможность проводить процесс развития творческих способностей как индивидуально, так и в группе, позволяют научить ребенка видеть объект моделирования в объеме и в среде, что развивает пространственное мышление, развивает мелкую моторику руки и стимулирует участки мозга, ответственные за мышление, речь, зрительную и двигательную память, координацию. Вырабатываются навыки самостоятельной работы и работы в группе, в короткие сроки участники приобретают навыки работы декорирования, конструирования и моделирования за счет возможности видеть результат в объемном и визуально впечатляющем виде.
Способ позволяет лучше усвоить дополнительный информационный материал, сопровождающий процесс обучения. Так же процесс обучения сопровождается физическими нагрузками.
Краткое описание чертежей
фиг. 1 - схематичное изображение этапов способа;
фиг. 2 - схематичное изображение взаимодействия обучающихся с «ожившими» объемными анимированными изображениями;
фиг. 3 - схематичное изображение устройства «оживления»;
Краткое описание конструктивных элементов
I - этап выбора силуэта;
II - этап декорирования;
III - этап преобразования в объемное анимированное тело;
IV - этап выведение на экран, взаимодействие
1 - Силуэт;
1.1 - силуэтный контур;
2 - обучающийся;
2.1 - второй обучающийся;
3 - устройство «оживления»;
3.1 - устройство сканирования;
3.1.1 - тумба;
3.1.2 - ниша для сканирования;
3.1.3 - панель;
3.1.4 - планшет;
3.2 - проектор;
3.3 - сенсор прикосновений (лазерный лидар);
3.4 - персональный компьютер (ПК);
3.5 - wifi-роутер;
4 - экран;
4.1 - объемное изображение;
5 - карандаш.
Осуществление изобретения
Заявленный способ развития творческих способностей заключается в следующем. Руководитель (учитель) выбирает тему обучения, рассказывает обучающемуся(имся) тему, вводную информацию, и/или дополнительную информацию по теме занятия.
Далее выбирает вид шаблонов, способ декорирования в зависимости от возраста и уровня знаний обучающегося(ихся). Например, чем младше и/или неопытнее ученик(и), тем проще сам шаблон (на листке бумаги силуэт (1), (1.1) фиг. 1), и проще материалы декорирования (карандаш (5) фиг. 1), соответственно, чем старше и/или опытнее ученик(и), тем сложнее шаблоны силуэта (несколько листов одного силуэта фиг. 4, 5), и способ их декорирования, (аппликация).
Во всех вариантах осуществления обучающемуся предлагают выбрать из набора силуэтов или элементов по теме обучения тот, который ему больше понравился. Обучающийся выбирает и приступает к декорированию или моделированию. В процессе декорирования или моделирования руководитель (учитель) выдает дополнительную информацию по теме обучения.
Рассмотрим осуществление способа по первому варианту на примере конкретной темы. Например:
Тема урока: «крылатые насекомые»,
Цель урока: дать представление о крылатых насекомых на примере простых представителей.
Возраст ученика(ов): дошкольный,
Уровень умений: низкий,
Ученику (ам) показывают силуэты (1) представителей крылатых насекомых, расположенные на листе бумаги фиг. 1. На бумаге ученикам легче проводить декорирование.
В качестве материала декорирования предлагаются цветные карандаши (5) фиг. 1.
Ученик (ки) выбирает понравившийся силуэт (1), и декорирует путем раскрашивания цветными карандашами (5), и/или прорабатывает его мелкими деталями.
В процессе декорирования руководитель (учитель) выдает интересную и занимательную информацию по теме «крылатые насекомые», рассказывает об особенностях представителей насекомых, силуэты которых подвергаются декорированию.
Далее декорированный силуэт (ы) через устройство «оживления» (3) фиг. 1 сканируется и преобразуется в объемное анимированное, реагирующее на физический контакт, изображение (4.1.1) и выводится на экран (4) фиг.1, 2. Ученику (ам) позволяется подойти к экрану (4) и произвести взаимодействие с «ожившим» героем его «декорирования» (4.1.1) фиг. 2, путем нажатия на него ладонью и рассмотреть особенности его строения и движений.
В случае, когда в процессе обучения участвовало несколько обучающихся (2), (2.1), то все декорированные изображения по очереди через устройство «оживления» (3) сканируются и преобразуются в объемные анимированные, реагирующее на физический контакт изображения и вместе выводятся на экран фиг. 2.
В процессе работы у экрана (4) фиг. 2 обучающиеся (2), (2.1) могут взаимодействовать не только со своим изображением, но и наблюдать и взаимодействовать и с изображениями других учеников.
В случае если обучающиеся старше и/или опытнее и их шаблон для декорирования состоит из нескольких листов фиг. 4, 5, то после декорирования все шаблоны -детали, относящиеся к одному целому фиг. 5 вместе через устройство «оживления» (3) фиг. 1 сканируются и преобразуются в объемное анимированное, реагирующее на физический контакт, изображение и выводится на экран в виде цельного героя фиг. 5.
В конце занятия, обучающиеся забирают изделие, которое сами декорировали с собой для удержания в памяти эмоций и закрепления знаний, полученных на уроке.
Рассмотрим осуществление способа по второму варианту на примере конкретной темы. Например:
Тема урока: «город будущего»,
Цель урока: дать представление об архитектуре зданий и элементов города, о транспорте»,
Возраст ученика(ов): дошкольный.
Уровень умений: средний,
Ученику (ам) предлагаются элементы конструктора с соединением деталей типа шип паз (лего).
Ученик (ки) выбирает понравившийся элементы конструктора, и моделирует элементы города будущего, например, машину.
В процессе декорирования руководитель (учитель) рассказывает занимательную информацию по теме «город будущего».
Далее смоделированная машина через устройство «оживления» сканируется и преобразуется в объемное анимированное, реагирующее на физический контакт, изображение и выводится на экран. Ученику(ам) позволяется подойти к экрану и произвести взаимодействие с «ожившей» машиной путем нажатия на нее, например, ладонью и задать траекторию движения или остановку, разворот или поворот.
В случае, когда в процессе обучения участвовало несколько учеников, то все смоделированные изделия по очереди через устройство «оживления» сканируются и преобразуются в объемные анимированные, реагирующее на физический контакт изображения и вместе выводятся на экран. В процессе взаимодействия ученики могут взаимодействовать не только со своим изображением, но и наблюдать и взаимодействовать и с другими.
Для всех вариантов осуществления способа для создания более атмосферной обстановки на уроке, на экран может проецироваться фон, подходящий теме урока, в том числе фон может быть анимированным, а также сопровождается звуками и музыкальным сопровождением, что дополнительно позволяет закрепить изученный материал.
В конце урока обучающийся(иеся) забирают смоделированное изделие с собой для поддержания в памяти эмоций и закрепления знаний, полученных на уроке.
Устройство для осуществления «оживления» (3) фиг. 1, 3 включает взаимосвязанные между собой персональный компьютер (ПК) с программным обеспечением, проектор (3.2), устройство сканирования (3.1) состоящее из тумбы (3.1.1) и планшета (3.1.3) с установленным программным обеспечением, wi-fi-роутер, проектор, сенсор прикосновений (лазерный лидар), стерео систему, клавиатуру, мышь, кабели питания и коммуникации. Программное обеспечение ПК позволяет обрабатывать информацию на определенные темы, например, животные, космос, океан, дороги, динозавры 3D, и т.д. в зависимости от целей и задач учебного процесса, набор силуэтов в электронном и/или материальном виде для каждой темы или набор элементов для каждой. Под каждый силуэт разработана 3D модель с определенной анимацией элементов, файлы моделей связаны с программным обеспечением ПК.
Устройство работает следующим образом декорированный силуэт(ы) или смоделированная модель располагаются в нише для сканирования (3.1.2) фиг. 3 фиг. 1 (III) расположенной в зоне сканирования планшета (3.1.4). Планшет (3.1.3) через камеру посредством предустановленного программного обеспечения сканирует декорированное изображение или модель.
Программное обеспечение планшета определяет, что за персонаж раскрашен и какими цветами, и выводит изображение персонажа на экран с помощью кнопки отправки в «виртуальный мир». Пользователь нажатием кнопки активирует процесс преобразования 2D изображения (плоского) в объемное 3D изображение.
После нажатия кнопки планшет направляет от сканированное изображение в ПК, где посредством установленного программного обеспечения 2D изображение идентифицируется с разработанной 3D моделью и назначает его как уже четко определенную 3D модель.
Далее 3D модель с декором через проектор (3.2) проецируется на экран (4) фиг. 2, 3. Проецирование осуществляется в заданное для этого изображения место на экране, а также движение и анимация изображения осуществляется по изначально заданной траектории движения.
Взаимодействие с «ожившими рисунками» на экране (4) осуществляться за счет настроенного сенсора прикосновений, а именно за счет сопоставления места прикосновения с заданным местом расположения 3D изображением на проекции, а также в соответствии см в разных частях проекции.
В случае, когда в устройстве используется несколько устройств сканирования (3.1), то оживление происходит параллельно, изображения друг друга «не забивают», проецируются на один экран (4) одновременно, каждый в свой участок на экране. Соответственно это настраивается до начала обучения.
В случае, когда в устройстве используется несколько проекторов (3.2) площадь и качество проецирование увеличиваются.
В случае, если устройство оснащено стереосистемой, то через нее, при необходимости, процесс обучения сопровождается тематическими звуками и музыкой.