techtutor.pl – wiedza dla każdego tutoriale, wiadomości, nauka!
Druk 3D w szkole to ciekawe urozmaicenie lekcji oraz wsparcie procesu edukacji uczniów – od szkół podstawowych po licea i technika. Drukarka 3D oprócz tego, że jest ciekawym urządzeniem, którego działanie może być przedstawione podczas zajęć lekcyjnych, to stanowi narzędzie do realizacji różnych celów. Zapraszam na artykuł, w którym:
- opowiem co to jest druk 3D
- zaprezentuję możliwości wykorzystania drukarki 3D w szkole
- pokażę możliwe scenariusze do wykonania na lekcji
- opowiem co można wydrukować 3D….
- oraz jak drukować zarówno cudze jak i własne projekty
Spis treści
Druk 3D w pigułce dla nauczycieli i uczniów
Technologia addytywna – czyli druk 3D – od kilku lat staje się jeszcze bardziej dostępna i powszechna dzięki niskobudżetowym drukarkom 3D. Pracują one w technologii FFF/FDM (Fused filament fabrication / Fused deposition modeling), w której do wytwarzania elementów wykorzystuje się podgrzany termoplast (żyłka filamentu) wypływający z głowicy. Uplastyczniony materiał w pierwszej kolejności nakładany jest na stół (jest to nakładanie pierwszej warstwy). Później głowica przemieszcza się nad wcześniej nadrukowaną warstwę i rozpoczyna nakładanie kolejnej warstwy i tak aż do momentu, gdy cały element będzie wydrukowany.
Poniżej można zobaczyć jak formuje się obiekt podczas druku. Jest to timelapse a zatem widzimy przyspieszony proces tworzenia warstw.
O różnych ciekawych i ważnych aspektach druku 3D można przeczytać w moim artykule: Drukowanie 3D – wszystko co musisz wiedzieć.
Druk 3D w edukacji
Przyjrzyjmy się w tym akapicie szeregowi zastosowań technologii addytywnej podczas różnych zajęć. Warto pamiętać, że drukarka 3D może stanowić pierwszy punkt styku młodzieży z typem maszyny, używanej w przemyśle i służącej do wytwarzania. Dodatkowo:
- obecny koszt takich maszyn jest nieduży
- sam proces wytwórczy wpłynie na kreatywność uczniów
- maszyna jest łatwa w transporcie i przenoszeniu
Szkoła podstawowa – przedmioty ścisłe
Spójrzmy na możliwości podczas lekcji:
- matematyki
- fizyki
- biologii
Scenariusz na lekcje matematyki (2-3 lekcje)
Tytuł: Bryły geometryczne w praktyce z wykorzystaniem wydruku 3D
Cele:
- Obliczanie objętości i pola powierzchni
- Wprowadzenie do modelowania
Przykładowy przebieg:
- Wprowadzenie do druku (tutaj zalecam zapoznanie się z działem druk 3D dostępnym na tej stronie)
- Projektowanie prostej bryły w programie TinkerCAD
- Obliczanie parametrów bryły
- Przygotowanie i wydruk modelu
Scenariusz na lekcje fizyki (2-3 lekcje)
Tytuł: Projektujemy własne przekładnie
Cele:
- Zrozumienie zasad działania przekładni zębatych
- Zastosowania przekładni
- Nauka projektowania 3D
Przykładowy przebieg:
- Omówienie i prezentacji różnych przekładni
- Wyjaśnienie pojęć: przełożenie, moduł
- Wzory na przełożenie i obliczenia
- i = n₁/n₂ = z₂/z₁ gdzie: i – przełożenie n₁, n₂ – prędkości obrotowe z₁, z₂ – liczby zębów
- Projektowanie 3D przekładni oraz wydruk
W przypadku projektowania przekładni zalecam wykorzystanie innego programu do modelowania 3D. Jest nim program Autodesk Fusion (wcześniej Fusion 360). Jest to oprogramowanie bezpłatne dla uczniów, nauczycieli oraz dla hobbystów (posiadające również licencje edukacyjne). Poniżej przedstawiam proces pobierania programu Fusion za darmo.
Program Fusion jest programem profesjonalnym i dającym ogromne możliwości projektowania dla nauczyciela i uczniów. Dlatego zachęcam do zapoznania się z pakietem kursów, który przygotowałem: Modelowanie w Fusion 360 oraz pod druk 3D, w którym przedstawiam wszystkie istotne techniki modelowania oraz narzędzia tego programu jak również techniki modelowania pod druk 3D.
Szkolenie może być zakupione nie tylko przez Państwa – nauczycieli – ale również przez szkoły (zrealizowaliśmy dziesiątki takich zamówień). Jeśli mają Państwo pytanie, jak zamówić szkolenie, to można je przesłać na adres kontakt@techtutor.pl lub przejść tutaj (również dane telefoniczne tam się znajdują): Kontakt
Co istotne w kursie przedstawiam proces modelowania 3D oraz wydruku przekładni i kół zębatych (oraz wielu innych elementów).
Lekcje przyrody/biologii (2-3 lekcje)
Przykładowe zastosowania:
- Druk modeli komórek
- Modele układu kostnego
- Druk struktur komórkowych
Zalecam wykorzystanie gotowych modeli 3D dostępnych w internecie np. wielokolorowy model komórki: link
Liceum / technikum
Scenariusz na lekcje fizyki (3-4 lekcje)
Temat: Zasady działania wahadła i jego zastosowania
Cel:
Uczniowie poznają zasady działania wahadła, badając okres drgań oraz wpływ długości wahadła na jego ruch.
Przykładowy przebieg:
Wprowadzenie do tematu
- Omówienie definicji wahadła.
- Wyjaśnienie pojęć: okres, amplituda, drgania.
- Wyjaśnienie zależności między długością wahadła a jego okresem.
- Prezentacja wzoru na okres wahadła prostego
Modelowanie
- Uczniowie dzielą się na grupy i korzystają z oprogramowania (np. Fusion 360 czy TinkerCAD) do stworzenia modelu wahadła.
- Każda grupa projektuje wahadło o różnych długościach.
Drukowanie modeli
- Przygotowanie modeli do druku 3D.
- Uczniowie obserwują proces druku, ucząc się o ustawieniach drukarki.
Eksperymentowanie
- Po zakończeniu druku, uczniowie przeprowadzają eksperymenty z wykorzystaniem swoich modeli wahadeł.
- Badanie wpływu długości wahadła na okres drgań, mierzenie czasu dla różnych długości.
W celu stworzenia wahadła można zastosować jeszcze inne elementy takie jak:
- łożyska
- wałki lub pręty gwintowane
Alternatywnie można przygotować jeden model stojaka oraz wymienne wahadła.
Laboratoria Przyszłości i druk 3D
Laboratoria Przyszłości to rządowy program, który ma na celu wyposażenie szkół w nowoczesny sprzęt, w tym drukarki 3D. Warto skorzystać z wsparcia oraz otrzymać dofinansowanie o wartości dziesiątek tysięcy złotych.
Dzięki takiemu wsparciu uczniowie rozwijają umiejętności w naukach ścisłych, logicznego myślenia oraz kreatywności poprzez praktyczne działania. Mimo wyzwań, Laboratoria Przyszłości są istotnym krokiem w kierunku nowoczesnej edukacji i przygotowują uczniów do przyszłości przemysłu i nauki.
Drukowanie cudzych oraz swoich modeli
Na końcu warto wspomnieć o źródłach modeli 3d. W pierwszej kolejności warto zajrzeć do internetu. Przygotowałem zestawienie największych repozytoriów zawierających pliki do druku 3d: Najważniejsze strony z projektami 3D do druku 3D. W takim wypadku wystarczy wyszukać w repozytorium plik, pobrać i drukować.
Drugą – i sądzę, że ciekawszą – opcją jest samodzielne wykonywanie swoich modeli do druku 3D. Wymaga to:
- wiedzy o modelowaniu 3D w programie CAD
- znajomość technik modelowania pod druk
Zapraszam Cię na mój artykuł o przygotowaniu modeli do druku: Jak przygotować model do druku 3d.
Dodatkowo przygotowałem specjalny pakiet kursów (o którym już tutaj wcześniej wspomniałem) dedykowany dla osób, które chcą nauczyć się modelowania pod druk. Pokazuję w nim cały proces – od uruchomienia programu CAD (Autodesk Fusion) po przygotowywanie modeli na drukarki 3D. Link do kursu jest tutaj: Modelowanie w Fusion 360 i pod druk 3D
Podsumowanie
Poznaliśmy świat druku 3D w edukacji – od podstaw technologii po konkretne zastosowania w klasie. Widać wyraźnie, że ta technologia to nie tylko modny gadżet, ale potężne narzędzie edukacyjne.
Co warto zapamiętać?
Druk 3D to przystępna technologia, która wykorzystuje termoplastyczny filament do tworzenia trójwymiarowych obiektów warstwa po warstwie.
W szkole można ją wykorzystać na wielu przedmiotach:
- matematyce (bryły geometryczne)
- fizyce (wahadła, przekładnie)
- biologii (modele komórek)
- i wielu innych
Rozpoczęcie przygody z drukiem 3D jest prostsze niż myślisz:
- dostępne są gotowe modele online
- podstawy modelowania można szybko opanować korzystając z kursów
- sprzęt staje się coraz bardziej przystępny cenowo
Praktyczne wskazówki
Jeśli planujesz wprowadzić druk 3D do swojej szkoły:
- Zacznij od prostych projektów
- Wykorzystaj dostępne online modele
- Stopniowo wprowadzaj uczniów w świat modelowania 3D
- Łącz teorię z praktyką
Co dalej?
Zachęcamy do eksperymentowania z przedstawionymi scenariuszami lekcji i dzielenia się własnymi doświadczeniami.
Pamiętaj, że druk 3D to nie tylko technologia – to sposób na rozbudzenie kreatywności i zainteresowania nauką wśród uczniów.
Jeśli artykuł był dla Ciebie pomocny, zachęcamy do eksplorowania innych materiałów na temat druku 3D w edukacji na naszym blogu. Podziel się swoimi doświadczeniami w komentarzach poniżej!
