СПОСОБ РАЗВИТИЯ ТВОРЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК G09B11/00 

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.

Способ развития творческих способностей (варианты) и устройство для его осуществления относятся к познавательно-обучающим играм, могут быть использованы как средство для развлечений и обучения детей любого возраста. СПОСОБ по первому варианту включает выбор силуэта и его декорирование, и при помощи устройства «оживления» сканирование и преобразование в объемное анимированное тело с учетом декора, нанесенного обучающимся, и выведение его на экран, с последующим осуществлением с ним взаимодействия. Способ по второму варианту включает моделирование объемного предмета по теме обучения из готовых элементов конструктора с соединением деталей типа шип паз (лего) и при помощи устройства «оживления» сканирование и преобразование его в объемное анимированное изображение и выведение на экран, осуществление с ним дальнейшего взаимодействия. Устройство для осуществления способа, включающее в себя взаимосвязанные между собой персональный компьютер с разработанным программным обеспечением, как минимум один проектор, wi-fi-роутер, клавиатуру, мышь, кабели питания и коммуникации, имеет сенсор прикосновений, набор силуэтов в электронном и/или материальном виде для каждой темы или набор элементов для каждой темы, как минимум одно устройство сканирования, состоящее из тумбы и планшета с установленным программным обеспечением, тумба имеет конструкцию с двумя боковыми и задней стенками, верхний край боковых стенок выполнен наклонным вперед, и панель расположенная сверху на стенках имеет наклон, стенки и панель с установленным планшетом образуют нишу для сканирования. Заявленный способ и техническое устройство для его осуществления дают возможность проводить процесс развития творческих способностей как индивидуально, так и в группе. 3 н. и 14 з п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ развития творческих способностей, включающий выбор силуэта и его декорирование, отличающийся тем, что декорированный силуэт при помощи устройства оживления сканируют, преобразуют в объемное анимированное тело с учетом декора, нанесенного обучающимся, и выводят его на экран, осуществляют с ним дальнейшее взаимодействие.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве силуэта используется лист бумаги с силуэтным контуром предмета декорирования, или непосредственно лист в форме силуэта или нескольких листов в форме силуэтов отдельных деталей целого.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что декорирование может быть осуществлено путем раскрашивания карандашами и/или мелками, и/или красками, и/или фломастерами, в том числе и цветными, или путем аппликации.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что анимированное изображение совершает движения по экрану в любую сторону, повороты во всех плоскостях, при этом отдельные элементы фигуры могут совершать движения в зависимости от типа элемента.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объемное анимированное изображение реагирует на физический контакт, от прикосновения поворачивается, двигается, ускорятся.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что физический контакт осуществляют рукой или любым предметом.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство оживления преобразует несколько силуэтов в объемное тело.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что через устройство оживления преобразуют несколько разных силуэтов по очереди и одновременно отображают на экране.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сканируют при помощи устройства, состоящего из тумбы и планшета с установленным программным обеспечением.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что преобразуют в объемное анимированное тело следующим образом; при помощи планшета через камеру сканируют декорированное изображение и определяют, что за персонаж раскрашен и какими цветами, и выводят изображение персонажа на экран, с помощью нажатия кнопки отправки в виртуальный мир активируют процесс преобразования 2D изображения плоского в объемное 3D изображение, сканированное изображение направляют в ПК, где посредством установленного программного обеспечения 2D изображение идентифицируется с разработанной 3D моделью и назначают его как уже четко определенную 3D модель, далее 3D модель с декором через проектор проецируют на экран в заданное для этого изображение, а также движение и анимацию изображения осуществляют по изначально заданной траектории движения.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимодействие с ожившими рисунками на экране осуществляют за счет настроенного сенсора прикосновений, а именно за счет сопоставления места прикосновения с заданным местом расположения 3D изображения на проекции.

12. Способ развития творческих способностей, включающий моделирование объемного предмета по теме обучения из готовых элементов конструктора с соединением деталей типа шип паз (лего), отличающийся тем, что смоделированный предмет при помощи устройства оживления сканируют и преобразуют его в объемное анимированное изображение и выводят на экран, осуществляют с ним дальнейшее взаимодействие.

13. Устройство для осуществления способа, включающее в себя взаимосвязанные между собой персональный компьютер с разработанным программным обеспечением, как минимум один проектор, wi-fi-роутер, как минимум одно устройство сканирования, клавиатуру, мышь, кабели питания и коммуникации, отличающееся тем, что имеет сенсор прикосновений, набор силуэтов в электронном и/или материальном виде для каждой темы или набор элементов для каждой темы, а устройство сканирования состоит из тумбы и планшета с установленным программным обеспечением, тумба имеет конструкцию с двумя боковыми и задней стенками, верхний край боковых стенок выполнен наклонным вперед, и панель, расположенная сверху на стенках, имеет наклон, стенки и панель с установленным планшетом образуют нишу для сканирования.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что дополнительно оснащено стереосистемой.

15. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что дополнено изначальным отображением на экране тематического фона.

16. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что тематический фон может быть анимированным.

17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что сенсор прикосновений устанавливается в верхней центральной части проекционной области и покрывает всю проекционную область.