3D Akadémia | 3D nyomtatás szerepe a tanórai modellépítés támogatásában
Alapszintű és haladó 3D nyomtatás, 3D modellezés és 3D szkennelés workshopok és tanfolyamok a 3D Akadémia több mint 20 db 3D nyomtatóval és 3D szkennerrel felszerelt stúdiójában Budapest szívében.
3f akadémia, 3d oktatás, képzés, workshop, 3D nyomtatás, 3D print, 3D printing, 3D szkennelés,3d modellezés, 3d tervezés
5485182
post-template-default,single,single-post,postid-5485182,single-format-standard,ajax_fade,page_not_loaded,smooth_scroll,,wpb-js-composer js-comp-ver-4.12.1,vc_responsive

Blog

3D nyomtatás szerepe a tanórai modellépítés támogatásában

írta: Kárász Péter, Kiskunhalasi Fazekas Mihály Általános Iskola
Egyre több tanár kollégát foglalkoztat az új technológiák megjelenése, beépítésük lehetősége az oktatásba. Tanári és tanulói oldalról nézve milyen lehetőségeket nyit a korszerű technológiák (pl. 3D tervezés, 3D nyomtatás) alkalmazása? Milyen hatással lehetnek ezek az eszközök a technika tantárgy fejlődésére? Néhány példát sorakoztatok fel arra, hogyan lehet a technika órák hasznos támogatója a 3D technológia.

 

Hobbi CNC-sként már korábban is készítettem olyan alapanyagokat, melyeket a technika órákon vagy szakkörökben felhasználtunk. Egy olcsóbb lézervágó gép megvásárlását követően több modellt szerkesztettünk, ezeket építészeti célú habanyagok felhasználásával elkészítettük, mert a pontos méretre darabolás a lézervágás segítségével megoldottuk.

 

A szakkörös gyerekek nagyon szeretnek építeni, érdeklődés mutatkozott a LEGO kreatív felhasználása iránt a modellezés területén. Ekkor szereztem be egy 3D nyomtatót. A 3D nyomtatás lehetősége soha nem próbált új és sikeres megoldásokat hozott.

 


A modellkészítés során az elektromos vezérlésű modellek felé fordultunk. 2006-ban a Brémai Egyetemmel közösen folytatott módszertani kísérletben ismerkedtünk meg az Arduino vezérlővel. Az akkor újdonságnak számító eszköz mára komoly népszerűségre tett szert. Többféle változata jelent meg és az ára az olcsó kínai másolatoknak köszönhetően hatalmasat esett. Az eszköz kiválasztásánál a gyakorlatban alkalmazható tudás, a konstruálás, modellépítés lehetősége volt a legfontosabb számunkra. A LEGO modellépítési lehetőségei közismertek, így magától értetődő ötlet volt a két eszköz ötvözése.

 

Arduinos vezérlők és alkatrészek integrálása LEGO kompatibilis eszközökbe olyan gondolat, amely bizonyára nem csak engem foglalkoztatott. Néhány LEGO elvet feladva lehetséges olyan alkatrészeket 3D nyomtatni, amelyek kapcsolódnak a LEGO felületekhez, de LEGO technológiát nem használnak, nem másolatai azoknak.

 

 

Ezekkel a megoldásokkal lerövidíthető a modellépítői munka, a fennmaradó amúgy is szűkös időt más területeken használhatjuk a tanórán. Fontos szempont még az olcsóság. 37 darabos Arduino kompatibilis szenzor és aktív elem készlet elemeinek a beépítése a „Lego” elemekbe volt a legcélszerűbb, elsősorban a kedvező ár miatt. Lényeges volt az is hogy az érzékelők egységes „alaplapra” szerelve kerülnek forgalomba, így jól szabványosítható a tervezés és a gyártás is. Példaként két egyszerű elemet mutatok be. Az egyik egy hangérzékelő, a másik egy 5V-os lézerpontozó. Mindkettő egyszerűen programozható az Arduinón keresztül. Természetesen további elemek is készültek, jelenleg már több mint 20 Legohoz is kapcsolható elemet készítettünk és ezzel meghaladtuk a LEGO MINDSTROME aktív elemeinek számát. A fejlesztés nem állt meg, így terveink között szerepel mikromotor, különböző áramforrások és Bluetooth vevő beépítése is.

 

Milyen előnyei lehetnek ennek a modellépítő tevékenységnek? A legfontosabbnak azt tartom, hogy rengeteg továbbfejlesztési lehetőséget látunk tanítványaimmal. Ezen kívül az elektronikai modellezésben új és főleg olcsó utak nyílnak meg.  Több olyan felhasználási ötlet fogalmazódott meg bennünk, amelyek megvalósítása korábban, a 3D technológia alkalmazása nélkül lehetetlen volt. A 3D nyomtatás lehetősége a tanulók számára inspiráló és motiváló is egyben.

 

Kérdésként merülhet fel, hogy mire is hasznosíthatja az iskola a 3D nyomtatást? A közoktatás mely szintjein terjedhet el és miként hasznosulhat ez a korszerű technológia? Az általános iskolában már biztos helye és szerepe van. Iskolánkban már napi gyakorlat az eszköz bevonása az oktatási folyamatba.

 

Érdekes kérdés az is, milyen műveltségterületeken támogathat még tanári hozzáadott értéket tárgyiasult formában ez a technika? A korábban említett pályázatokon több műveltségterület is megjelent „kvázi felhasználóként”. Ezeken a területeken történő elterjesztésben játszhat-e kísérletező vagy integráló, vagy éppen kiegészítő szerepet a technika tantárgy? Esteleg ezzel megváltozna a tantárgy jelenlegi helyzete és szerepe, tartalma is? Várhatóan igen. Az eszközök jelentősebb számban történő elterjedése függ a kapcsolódó háttérszolgáltatásoktól, a felhasználói tudásháttér kiszolgálásától. Az eszközök ára már nem befolyásoló tényező.

 

Néhány a fejlesztett modellek közül:

 

Fényérzékeny lézerpontozó:

 

Hőérzékelővel ellátott, ventillátoros automata szellőzőberendezés modellje:

 

További kérdés, hogy a korszerű technológia milyen új szemlélet, pedagógiai paradigma kialakulását támogatja az oktatásban? Hol lehet helye ezeknek a technológiáknak a tanórai folyamatokban, egyáltalán lesz-e helye a tanórán széles körben?

Ha igen, milyen szerepet kaphat a 3D technológia?

 

Néhány oktatási terület, amelyben biztosan szerephez jut a 3D nyomtatás:

  • egyedi szemléltetőeszközök gyártása
  • tanulói saját tervezésű eszközök, kreatív játékok, oktatási segédletek, saját innovatív ötletek megvalósítása
  • speciális igényű tanulók, (tehetséggondozott tanulókat is) továbbfejlődésének biztosítása, egyéni igények kiszolgálása
  • a tanulás útjainak valóságos egyéniesítése
  • egyedi taneszközök készítése (tanulók tervei alapján is)

 

Ezeknek a feltevéseknek az igazolására is szívesen mutatok néhány példát:

 

Hajtástípusokat szemléltető készlet: segítségével a tanulók saját kísérleteik útján szereznek tapasztalatot az áttétel, gyorsítás-lassítás, fordulatszám fogalmáról, kísérleteket folytatnak az egyes hajtásmódok jellemzőinek megismerése érdekében.

 

Mechanikai mozgás-átalakítást modellező eszköz: technika és fizika órán is alkalmazható szemléltető és kísérleti eszköz.

 

A tanulók által tervezett szerszámtartó.

 

A témához kapcsolódóan nagyon fontos a 3D tervezés, valamint a 3D szerkesztő, tervező programok megismertetése a tanulók számára. Létezik ma már olyan online, ingyenesen használható program, amely segítség lehet ebben a munkában. Mi elsősorban TinkerCAD-del dolgozunk. Ez a program több olyan export formátummal rendelkezik, amelyeket a 3D nyomtatót meghajtó szoftverek ismernek és elfogadnak. A program használatának elsajátítása és begyakorlása mindössze egy-két órát vesz igénybe. (Ötödik osztályos tanulóknál is kipróbáltam.) A halmazlogikai elvekre épülő tervezési manipulációk pedig szintén jó gondolkodástechnika fejlesztési lehetőségeket rejtenek. A pontosságtól a térbeli látás fejlesztésén keresztül természetesen más területeken is fejlődhetnek tanítványaink a használat során. Ingyenes, online felületen keresztül a tanulók egymás között is könnyen megoszthatják terveiket. A legfontosabb előnyének mégis azt tartom, hogy más CAD programokhoz képest nagyon alacsonyra szállítja le azt a korosztályi határt, amitől már korán megismerkedhetnek a tanulók a műszaki ábrázolás egy modern eszközével.

 

Az említett néhány példa talán ötletadó lehet más kollégáknak is. Rövid írásomat elsősorban gondolatébresztőnek szánom.

 

Kárász Péter

Kiskunhalasi Fazekas Mihály Általános Iskola tanára