Jak začínáme s 3D tiskem na základní škole

Začali jsme zapůjčením

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

Začali jsme s modelací bytu

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.

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.