Topic outline

  • digi.komp12 Beispiel

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    Darstellende Geometrie (11. und 12. Schulstufe)

    Globus und Lampe

    Arbeiten mit einer Computer Aided Design (CAD) Software

    Dieses Beispiel ist geeignet für SchülerInnen ab der 11. Schulstufe.

    • Aufgabe 1

      Konstruktion von einem Globus

      In den Abbildungen unten siehst du drei Fotos von einem Globus.
      Dieser Globus besteht aus grundlegenden geometrischen Körpern (wie z.B. Kugel, Zylinder, Torus, Rohrfläche, ...).


      Abbildung 1

      Nun zu deiner Aufgabe:

      Du hast in deinem DG-Unterricht bereits gelernt, mit einer 3D-CAD-Software (Computer Aided Design) zu arbeiten.

      Wende deine Kenntnisse bei dieser Aufgabe an:
      1. Modelliere den Globus mit deiner 3D-CAD-Software. Versuche dabei die Größenverhältnisse und Lage der Objekte zueinander möglichst naturgetreu wiederzugeben. Gehe bei deiner Konstruktion von einem Kugeldurchmesser des Globus von 30cm aus.
      2. Belege die einzelnen Objekte mit möglichst realistischen Materialien.
      3. Gestalte eine gut ausgeleuchtete Szene. Verwende dazu passende Lichtquellen.
      4. Rendere ansprechende Bilder von deinem Gobus und speichere die gerenderten Ergebnisse ab.

    • Aufgabe 2

      Konstruktion einer Lampe

      Wende deine Kenntnisse im Umgang mit einer 3D-CAD-Software nun auch bei der Lampe (siehe Abbildung 2 unten) an, welche ebenfalls wie der Globus aus grundlegenden geometrischen Körpern (wie z.B. Kugel, Zylinder, Rohrfläche, ...) besteht. In den Abbildungen unten siehst du drei Fotos von der Lampe.


      Abbildung 2

      Nun zu deiner zweiten Aufgabe:

      Arbeite wie in Aufgabe 1 oben mit der dir bekannten 3D-CAD-Software (Computer Aided Design):

      1. Fertige eine bemaßte Freihandskizze von der Lampe an.
      2. Modelliere die Lampe mit deiner 3D-CAD-Software. Versuche dabei die Größenverhältnisse und Lage der einzelnen Teilobjekte zueinander möglichst naturgetreu wiederzugeben. Gehe bei deiner Konstruktion von einem Durchmesser von 9cm von dem zylindrischen Basisteil der Lampe aus, welche mit zwei Schrauben an der Wand befestigt wurde.
      3. Belege die einzelnen Objekte mit möglichst realistischen Materialien.
      4. Gestalte eine gut ausgeleuchtete Szene. Verwende dazu passende Lichtquellen. Verwende als Lichtquelle für die Lampe selbst ein punktförmiges Licht.
      5. Rendere ansprechende Bilder von deiner Lampe und speichere die gerenderten Ergebnisse ab.

    • Hinweise zu den möglichen Lösungen

      Da du sehr frei die beiden Objekte oben konstruieren konntest, werden natürlich auch die Ergebnisse sehr unterschiedlich aussehen. Zudem haben die zahlreichen an unseren Schulen verwendeten 3D-CAD-Programme unterschiedliche Features und Möglichkeiten, Objekte zu generieren und danach zu visualisieren (mit Texturen zur belegen, zu beleuchten und zu rendern). Es wird dir hier daher keine "Ideallösung" präsentiert, da es unzählige mögliche und gut passende Lösungen bei dieser Aufgabe (mit den beiden Teilaufgaben "Konstruktion von einem Globus" und "Konstruktion einer Lampe") gibt.
      Wir bieten dir hier nur eine durchschnittliche interaktive und einige durchschnittliche statische Lösungsmöglichkeiten. Die interaktive Lösungsmöglichkeit erlaubt dir, den Globus frei nach Belieben zu drehen, zoomen, beleuchten, schneiden, ... . Klick einfach auf den Globus in der interaktiven pdf und schon siehst du eine Menüleiste eingeblendet und du kannst interaktiv loslegen.

      Interaktive Lösungsmöglichkeit: www.geometriedidaktik.at/spatialworld/Eine-interaktive-Loesungsmoeglichkeit.pdf

      Einige statische Lösungsmöglichkeiten: www.geometriedidaktik.at/spatialworld/Einige-Loesungsmoeglichkeiten-Globus.pdf

      Viel Spaß beim Konstruieren!

  • Metadaten

    Informationen für Lehrkräfte

    Fachbezug Darstellende Geometrie
    Bezug zum
    Fachlehrplan

    Didaktische Grundsätze (7. und 8. Klasse):
    - Ausgehend von bekannten räumlichen Objekten aus der Vorstellungswelt der Schülerinnen und Schüler werden geometrische Grundbegriffe erarbeitet. Das ermöglicht den Schritt von der unmittelbaren Objektbetrachtung zur selbstständigen Raumvorstellung.
    - Dreidimensionale Objekte werden hinsichtlich ihrer Formen, Strukturen und geometrischen Gesetzmäßigkeiten analysiert und durch die zur Festlegung notwendigen Parameter beschrieben. Dies bildet die Grundlage für die konstruktive Erfassung und die 3D-Modellierung von Raumobjekten.
    - Das räumliche Vorstellungsvermögen wird vor allem geschult, wenn Lösungsstrategien anhand der räumlichen Gegebenheiten – nach Möglichkeit am Originalobjekt oder an einem Modell – erarbeitet werden.

    Bildungs- und Lehraufgabe, Lehrstoff:
    - Übersetzen von realen Situationen in geometrische Modelle
    - Ermitteln der räumlichen Verhältnisse aus unterschiedlichen Darstellungen

    7. Klasse

    5. Semester – Kompetenzmodul 5
    - Arbeiten mit Volumsmodellen von Grundkörpern (zB Prismen, Pyramiden, Kugeln, Kegel, Zylinder, Extrusionskörper, Drehkörper) und besonderen Polyedern (zB Platonische Polyeder)
    - Arbeiten mit Booleschen Operationen (Vereinigung, Durchschnitt und Differenz)
    - Modellieren von Objekten aus Grundkörpern durch Boolesche Operationen mit 3D-CAD-Software
    - Modellieren von Objekten aus Grundköpern durch Kongruenztransformationen und Skalierung mit 3D-CAD-Software

    6. Semester – Kompetenzmodul 6
    - Arbeiten mit Volumsmodellen, die durch Rotation und Extrusion erzeugt werden (zB Drehkörper, allgemeine Pyramiden, Prismen, Zylinder und Kegel): Erzeugen obiger Volumsmodelle mit 3D-CAD-Software
    - Generieren von Volumsmodellen von Rotations- und Extrusionsobjekten (zB Drehkörper, allgemeine Pyramiden, Prismen, Zylinder und Kegel) und Anwendung von Relationen und Transformationen zur Erzeugung komplexerer Volumsmodelle

    8. Klasse – Kompetenzmodul 7

    7. Semester
    - Arbeiten mit Rotations- und Extrusionsflächen (zB Drehflächen, allgemeine Pyramiden-, Prismen-, Zylinder- und Kegelflächen), Schieb- und Regelflächen (anhand ausgewählter Beispiele) und Freiformflächen: Erzeugen von Flächenmodellen mit 3D-CAD-Software
    - Arbeiten mit Flächen- und Volumsmodellen anhand von Beispielen aus Technik, Architektur, Design, Kunst usw. mit 3D-CAD-Software

    8. Semester
    - Bearbeiten raumgeometrischer Problemstellungen mit Bezug zur Technik, Architektur, Design, Kunst.

    (Quelle: https://www.ris.bka.gv.at/ unter "Bundesrecht konsolidiert: Gesamte Rechtsvorschrift für Lehrpläne – allgemeinbildende höhere Schulen")
    Schulstufe Ab der 11. Schulstufe
    Zeitaufwand 1-2 Unterrichtseinheiten
    Handlungsdimension

      - Analysieren, Modellbilden und Planen (H1)
      - Operieren (H2)

      (siehe Kompetenzmodell des Faches Darstellende Geometrie, welches im Lehrplan im Absatz "Kompetenzmodell für Darstellende Geometrie" veröffentlicht ist. Erreichbar unter https://bildung.bmbwf.gv.at/schulen/unterricht/lp/lp_ahs_oberstufe.html oder direkt https://www.ris.bka.gv.at/ unter "Bundesrecht konsolidiert: Gesamte Rechtsvorschrift für Lehrpläne – allgemeinbildende höhere Schulen".)
      Digitale Kompetenzen 1. Gesellschaftliche Aspekte von Medienwandel und Digitalisierung
      1.1 Digitalisierung im Alltag
      1.1.1 Schülerinnen und Schüler können die Nutzung digitaler Geräte in ihrem persönlichen Alltag gestalten.

      1.2 Chancen und Grenzen der Digitalisierung
      1.2.1 Schülerinnen und Schüler kennen wichtige Anwendungsgebiete der Informationstechnologie und informationstechnologische Berufe.

      4. Mediengestaltung
      4.2 Digitale Medien produzieren
      4.2.2 Schülerinnen und Schüler gestalten digitale Medien mittels aktueller Technologien, ggf. unter Einbeziehung anderer Medien: Texte, Präsentationen, Audiobeiträge, Videobeiträge sowie multimediale Lernmaterialien.

      7. Technische Problemlösung
      7.3 Technische Probleme lösen
      7.3.1 Schülerinnen und Schüler erkennen technische Probleme in der Nutzung von digitalen Geräten und melden eine konkrete Beschreibung des Fehlers an die richtigen Stellen.
        Anmerkung

        Material- und Medienbedarf

        Computer mit einem installierten (didaktischen oder professionellen) Computer Aided Design (CAD) Programm.