Pokaždé, když s dětmi pořádám projektové dny zaměřené na robotiku a 3D tisk, tak se snažím zakomponovat jednu aktivitu která bude kreativní. Jednu kreativní, jednu s robotickým legem a jednu běhací aby se děti zvedly od počítače, ale o tom až jindy.
Tento rok jsme v hodině několikrát využili metodu tvorby obrázků “pixel art”. Pixel artové obrázky běžně využívám při probírání souřadnic i při úvodu do blokového programování. Obrázky tvořené z pixelů se ze své podstaty dají jednoduše rozebrat a složit, stejně jako lego kostičky. Skládání různých obrazců a vzorů do souřadnicové sítě spojené se zapisováním postupu se nabízí jako efektivní a hravá aktivita, kterou si zacílíte jak potřebujete.
Zpět k naší kreativní aktivitě. Žáci dostali čtverečkovaný papír na kterém mohli vytvořit obraz o maximální velikost 16×16 čtverečků (pixelů). K dispozici měli pouze 3 barvy a musely si vybrat takový obraz, který není na barvách závislý (jako např. vlajky). Z praktických důvodů tottiž dětem nikdy u 3D tisku neslibuji konkrétní barevné kombinace. Tiskeme z toho, co je právě na navíjáku! Děti také měly označit u jednotlivých barev velikost vrstvy (takový je proncip změny barvy, vyšší vrstva = nová barva). Náčrty vypadaly třeba tak:
Následně jsem dětem připravil v TinkerCad třídě šablonu, ve které byli 3 čtverečky o různých výškách a podložka. Pracovní plocha vypadala nějak takto:
Žáci si měli jednotlivé čtverečky poskládat na podložku do výsledného obrazu. Abychom zachovali efekt pixelů a nespojili čtverce do jednoho celku, zachovali jsme mezi jednotlivými čtverečky mezeru 1 mm. S takovou mezerou se dobře pracuje díky čtvercové síti na podložce Tinkercadu.
Žáci přišli na více postupů, buď se dají čtverce umisťovat jednotlivě nebo je možné si nejprve vytvořit kompletní síť (lépe se tak kopírují celé řady) a následně hromadně označit čtverečky, které chceme zvýšit o 1 nebo 2 mm a tím obraz dotvořit.
Výsledky po vytištění:
Aktivita se dá zacílovat mnoha způsoby, můžeme zdůraznit uměleckou část např. v rovině symetrie nebo algoritmickou u souřadnic nebo se více věnovat samotnému modelování a ovládání programu Tinkercad (přesun malých čtverečků vyžaduje velkou přesnost a trpělivost).
O školních projektových dnech jsme také vyzkoušeli další 2 menší nápady na 3D tisk.
Nejdříve jsme se zaměřili na přesnost, koupil jsem do školy posuvné měřítko (šupleru) a žáci měli za úkol s pomocí šuplery co nejpřesněji okopírovat šachovou figurku. Výsledky byly velmi přesné, děti v reflexi uznaly, že netušily, jak přesné dokážou v práci být. Všechno modelování probíhalo v Tinkercadu.
Obrázky z práce s náčrtem…
Jeden z výsledných modelů…
Další úkol byl více kreativní s volnějším zadáním. Žáci si mohli vytvořit vlastní magnetku. Měli k dispozici SVG konvertor: https://picsvg.com/ , který umožňuje převést obrázek JPG na vektorový soubor SVG a ten poté importovat do Tinkercadu.
Do svého objektu poté museli vložit přesnou mezeru na magnet. Během přípravy objektů pro 3D tisk jsem pak ve sliceru nastavil změnu barvy přesně na danou výšku mezery, tiskárna tak v danou chvíli zastavila tisk, já jsem do modelů položil magnety do připravených děr a tisk obnovil.
Na obrázku vidíte v jakém místě se mění barvy, vše musí být přesně vyměřené, aby magnet nezavadil o trysku a nebo se v objektu nepohyboval. Je důležité všem jasně zadat přesné rozměry a umístění prostoru pro magnet. (např. válec šířky 27mm a výšky 6 mm ve výšce 1mm nad podložkou) Žáci také nesmí zapomenout během modelování objekt seskupit, jinak se jim model exportuje bez mezery.
Vznikly tak objekty, které v sobě mají zabudované jeden i více magnetů. Výsledek můžete posoudit sami!
S postupující distanční výukou vnímám potřebu občas zařadit nějaký projekt, který je netradiční a pro děti osvěžující.
Proto jsem se rozhodl aplikovat své zkušenosti z hodin informatiky do výuky angličtiny.
Sestavil jsem projektový úkol, na kterém jsme s deváťáky pracovali celý týden. Nejdříve jsem jim v angličtině představil návody na tvorbu vlastní hry v prostředí Makecode Arcade https://arcade.makecode.com/ (tutorials).
Vybrali jsme hned první návod – jednoduchou hru s názvem Chase the Pizza, ve které žák naprogramuje postavičku, která má sbírat předměty a tím získávat body v určitém časovém limitu. Postup je doprovázený podrobným návodem a žáci si mohou vytvořit vlastní grafiku v jednoduchém “pixelartovém” editoru. Přestože většina her měla stejný kód, každá vypadala jinak.
Díky možnosti vlastní grafiky se nám otevřel prostor pro originální příběh a zde už nastoupila ke slovu angličtina. Žáci měli za úkol sepsat příběh vlastní hry (backstory) minimálně na 80 slov.
Nakonec jsme přidali 3D tisk, respektive 3D modelování. Žáci měli za úkol vymodelovat nějaký předmět, který by se mohl prodávat ve sběratelské edici jejich hry. K modelování jsme používali jednoduchý a volně dostupný online editor TinkerCAD, vysvětlení jsem jim opět poskytoval pouze v angličtině https://www.tinkercad.com/. Celkem měli žáci vymyslet sběratelské předměty 3 (z toho jeden vymodelovat) a v opět je krátce popsat v angličtině (každý minimálně 20 slovy).
Výsledky mě překvapily. Žáci byli opravdu motivovaní, považovali úkola za zajímavý a kreativní a dali do něj více úsilí, než obvykle. Přikládám několik příkladů, můžu říct, že jsem na své studenty opravdu pyšný.
Příklady studentských prací
Na ukázce prací vidíte výsledky žáků, kteří s programováním v Makecode Arcade i 3D modelováním v TinkerCAD pracovali poprvé.
Cat story This story is about a cat.She wanted to become a magical animal.Well.. to be a magical animal you need to collect fairy dust.If she collects enough fairy dust she can become one of the most magical animals ever.And you may be asking yourself ..why should i help her?The answer is… because of netflix.. yes netflix.Also if you haven’t noticed this cat is inspired by winx and netflix made a movie based on it.And the movie is trash (in my opinion).So you should help the cat to become a magical cat and maybe she can be casted in a next netflix movie…
Ghost Story Once upon the time the little ghost spawn on Earth and the little ghost want to be ritch and faumous, he want to buy a house in ghost town so he needs to colect all the coins that spawns the more coins he colect he can allow bigger house but he have limited time, if he dont colect at least 1 coint in 10 second he will go back with his coin what he colect and then the other ghost will go
Text jsem ponechal v originálním znění, drobné gramatické chyby které nebrání porozumění mě neruší. Žáci dostali zpětnou vazbu do Google učebny, kam také všechny soubory ukládali. (odkazy na 3D model + hru a vlastní text s popisem hry a sběratelských předmětů)
Ve středu výuky byla samotná angličtina, 3D modelování a programovací hříčka daly úkolu hlubší smysl, který ještě podpořil tisk modelů. Místo angličtiny se dá doplnit obsah z jiných vyučovacích předmětů, 3D modelování tak slouží jako nadstavba, která pomáhá s motivací k práci, to je také dle mého názoru jedna z hlavních funkcí 3D tisku na základních školách. Na ukázce prací vidíte výsledky žáků, kteří s programováním v Makecode Arcade i 3D modelováním v TinkerCAD pracovali poprvé.
Budu rád, pokud Vás tento mini projekt inspiruje k vytvoření vlastního, moc mě potěší, když mi nasdílíte vlastní tvorbu na můj email jan.juricek(zavináč)zsstross.cz!
Začali jsme tím, že jsme se zapojili do programu 3D tiskáren Průša pro školy. Díky němu jsme dostali stejně jako stovky dalších škol k zapůjčení 3D tiskárnu. Náš následující úkol zní jasně: Vytvořit smysluplný, přenositelný vzdělávací projekt, který zapojuje 3D tisk. Pokud se to podaří, 3D tiskárna nám zůstane.
Začali jsme sestavením
Začali jsme stavbou 3D tiskárny, nedostanete totiž hned funkční stroj, musíte si ho dle návodu sestavit a zkalibrovat. Návod je dost podrobný, celé to je takové složitější LEGO. Stavbu jsem samozřejmě nechal na žácích, šesťácích a deváťácích resp. deváťačkách.
Vše probíhalo velmi nadějně, až kvůli mé nedostatečné kontrole jsem zjistil, že žáci přehodili 2 zdánlivě identické motory tiskárny a musel jsem tak předělávat celou tiskovou hlavu. Díky tomu ale velmi dobře vím, jak tiskárna po mechanické stránce funguje a když se něo pokazí, jsem schopný jí jednoduše opravit. Počáteční kalibrace přístroje nebyla úplně bezproblémová, ale Prusa má náštěstí dobrou uživatelskou podporu jak v českém tak anglickém jazyce (v angličtině najdete více materiálů)
animace – jako zkušební tisk jsme zvolili pomůcku pro uchycení respirátorů pro zdravotníky
Jak začínáme s modelováním
V komunitě 3D tiskařů existují dle mého názoru v podstatě 2 směry, přestože jsem žádné takové oficiální rozdělení nenašel, odpovídá mé zkušenosti. Prvním směrem je 3D tisk již hotových předmětů a jejich následná úprava (postprocessig) např. barvením. Sem spadají různé postavičky a fantasy figurky a také nejrůznější „gadgety“ – vychytávky, pár příkladů vkládám jako obrázky:
Existují velmi obsažné knihovny modelů, ve kterých si můžete modely zdarma stáhnout a vytisknout. Jako nepopulárnější stránku uvádím Thingiverse
Druhý směr 3D tisku se zabývá funkčním tiskem a modelací specifických součástek pro individuální potřeby tvůrce. Celý tisk nebo minimálně některé jeho části musíte samostatně promyslet, načrtnout a vymodelovat. V kontextu školního využití 3D tisku jsem silný zastánce právě takového přístupu.
Na animaci vidíte speciálně vymodelovaný pant, který udržuje dveře buď zcela otevřené nebo zcela zavřené.
Začali jsme s projektem
Vzal jsem si na starosti seznámení učitelů s 3D tiskem a realizaci 3D projektu. Nejprve jsem si důkladně nastudoval volně dostupné programy pro 3D modelování. Nejvíce se mi osvědčil TInker CAD a SKetchup. Oba programy běží v cloudu, nemusí se instalovat a jsou uživatelsky relativně nenáročné, zároveň ale poskytují zcela dostatečné nástroje pro 3D modelování na základní škole.
Stále přemýšlím nad různým zapojením modelování do výuky a napadly mě tyto projekty:
1. Modelace vlastního bytu, pokoje, domu
2. Haptické mapy budovy školy nebo jejího blízkého okolí
Žáci mají za úkol vymodelovat byt, který dobře znají (může být jejich vlastní, ale nemusí). Mají zadané měžítko, kde 1m bytu = 1mm modelu. (měřítko může bát i 1m = 1cm, ale model se poté pravděpodobně nevejde na jeden tisk). Výsledek může vypadat třeba tak:
V obrázku vidíte moje poznámky a oblasti, které musí žák ještě dopracovat před výsledným tiskem. Myslím, že z ukázky je jasné, že v modelování se žáci učí preciznosti a neustále se vrací ke svým prototypům, které dále zdokonalují.
Několik obrázků vytištěných bytů a pokojů:
Žáci díky modelaci bytu rozvíjí povědomí o vlastním okolí a ukotvují si orientaci v prostoru , práci s převodem rozměrů a měření samotné. V dalším kroku plánuji do modelu vložit celkovou plochu místností ve čtverečných metrech a orientační osy (např středová osa. do takového modelu mohou pak žáci jednoduše začít vkládat vlastní nábytek ať už vytisknutý nebo jenom papírový. Projekt se dá velmi dobře zakomponovat také do hodin matematiky nebo fyziky. Když budeme pokračovat s modelací nábytku, dovedu si představit hodinu angličtiny ve které se naučíme modelované místnosti podrobně popsat a tím možnosti integrace předmětů vůbec nekončí.
Právě integraci předmětů, vtáhnutí žáka do reálného světa, který vidí okolo sebe a využití práce v širokém kontextu vnímám jako nejsilnější stránku 3D tisku na základních školách.
3D modelování pravděpodobně nebude v nejbližší době jako samostatný předmět, ale je to skvělý nástroj na propojení různých úhlů pohledu, kontextů a vyučovacích předmětů. Např. pokud se rozhodnu modelovat pokoj s nábytkem, můžu několik vyučovacích hodin věnovat interiérovému designu, symetrii, materiálům a jejich využití, historickému pojetí nábytku a jiného bytového vybavení nebo oceňování bytového vybavení. Samotný 3D tisk je pak třešnička na dortu, který ale dává celému projektu smysl a pojí ho dohromady.
Začali jsme školením učitelů
Během distančního vzdělávání jsem zavedl pravidelné webináře 3D tisku pro naše učitele. V úvodu seznamuji kolegy s těmito tématy:
Základní principy 3D tisku, filamenty, přístupy k tisku, knihovny 3D modelů, editory pro modelování, materiály pro učitele. Na obrázku vidíte jednotlivé slajdy prezentace.
Prezentace, kterou používám naleznete pod tímto odkazem, můžete si jí zkopírovat, upravit a používat pro vlastní potřeby vzdělávání.
