Kilka prostych sposobów na wykorzystanie drukarki 3D na lekcjach
Technologia wykorzystująca druk 3D, zaliczana do Przemysłu Przyszłości, na początku września 2022 roku pojawi się w każdej z polskich szkół w ramach projektu „Laboratoria Przyszłości”. Warto więc zadać pytanie, czy szkoła i nauczyciele są gotowi na pracę z drukiem 3D?
Jakie są najczęstsze wyzwania związane z włączaniem tej technologii do procesu edukacyjnego? Jakie trudności mogą napotkać nauczyciele, którzy nie mieli dotychczas kontaktu z urządzeniem do druku 3D? Jakimi kryteriami kierować się przy wyborze zakupu urządzenia?
Jako nauczyciel informatyki od kilku lat pracuję w swojej szkole z drukarką Banach 3D. Poniższy artykuł jest próbą podzielenia się z Państwem moimi doświadczeniami w pracy z tym urządzeniem. Postaram się także opowiedzieć, jakie możliwości otwiera przed nauczaniem wprowadzenie do szkół modelowania 3D i z jakimi wiąże się wyzwaniami.
Drukarka 3D dla szkoły – na co zwrócić uwagę?
Wybierając sprzęt do pracowni, zwracałam uwagę na kwestie związane z bezpieczeństwem. Jest to przecież urządzenie elektryczne, którego głowica osiąga wysokie temperatury i warto chronić „ciekawskie” ręce uczniów przed przypadkowym poparzeniem. Szukałam więc sprzętu, który byłby przynajmniej częściowo zabudowany. Ważna była dla mnie również możliwość łatwego przenoszenia urządzenia do innych sal lekcyjnych, np. w celu urozmaicenia lekcji biologii, pokazania druku 3D na Drzwiach Otwartych czy też po prostu drukowania elementów bez rozpraszania uwagi uczniów, z niecierpliwością oczekujących końcowego efektu.
Zastanawiałam się również, jak rozwiązać kwestie zakupu dodatkowego komputera lub laptopa, z którego będę wysyłać modele do druku. Na szczęście okazało się, że w drukarce Banach 3D wystarczy umieścić kartę SD z przygotowanym wcześniej modelem, bez konieczności podłączania dodatkowego sprzętu lub bez dostępu do internetu.
Praca z drukiem 3D – to proste!
Pierwsze uruchomienie drukarki i wydrukowanie modelu wzbudziło we mnie obawy, czy poradzę sobie z jego obsługą. Szybko jednak okazały się one przesadzone. Drukarka obsługiwana jest za pomocą panelu dotykowego z prostym i dość intuicyjnym menu w języku polskim, dlatego rozpoczęcie pracy z drukiem 3D nie powinno nikomu przysporzyć trudności.
W ramach zaznajomienia się z drukarką 3D polecam wydrukować kilka lub kilkanaście gotowych modeli, zaczynając od tych najprostszych i najmniejszych. Dzięki temu można nabrać wprawy w zakładaniu filamentu, obsługi menu urządzenia i – co najważniejsze – przekonać się, ile trwa drukowanie jednego modelu. Ta wiedza może okazać się bardzo przydatna, jeśli np. ogranicza nas czas trwania lekcji. Znalezienie modeli do druku nie stanowi problemu, ponieważ wraz z drukarką otrzymujemy link do bazy gotowych projektów. Są one podzielone na kategorie odpowiadające szkolnym przedmiotom. Daje to możliwość wydruku pomocy dydaktycznych w postaci np. brył geometrycznych na lekcje matematyki czy wzbogacenia lekcji biologii o pokaz modelu serca lub komórki zwierzęcej. Na stronie banach3d.pl są także dostępne inne modele. Można znaleźć tam projekty pucharów czy medali, które polecam wykorzystać do nagradzania uczniów w przeprowadzanych na terenie szkoły konkursach.
Pierwsze wydruki 3D wzbudziły wiele emocji
Pierwsze wydruki wzbudzały wśród nauczycieli i uczniów dużo emocji. Głównie dzięki precyzji i jakości wydruku na wielkie uznanie zasługuje np. popiersie Juliusza Cezara, na którym w wierny sposób oddano drapowanie szat, ozdobne elementy czy uczesanie. Dzieciom szczególnie podobała się figurka czarnego kota, w którym nakładany warstwa po warstwie filament stworzył wrażenie błyszczącej i przyjemnej w dotyku powierzchni-sierści. Warto w tym miejscu nadmienić, że wiele modeli jest drukowanych razem ze specjalnymi podporami dla wystających części, które drukowane są razem z modelem. Dlatego jeżeli podczas drukowania zobaczymy, że kształt wydruku jest inny niż ten, którego się spodziewamy, to nie powinniśmy od razu podnosić alarmu. Należy zaczekać na zakończenie wydruku i następnie usunąć niepotrzebne elementy podtrzymujące. Z reguły nie wymaga to wielkiego wysiłku i można to zrobić ręcznie, w innych przypadkach przydadzą się małe obcążki i niewielki pilnik.
Kiedy tworzyć własne
modele 3D?
Kiedy już nasycimy się pracą z gotowymi modelami i poczujemy się pewnie w obsłudze drukarki 3D, oznacza to, że jesteśmy gotowi na kolejny etap pracy z tym urządzeniem, czyli tworzenie i drukowanie własnych modeli 3D. Okazuje się, że w młodszych klasach szkoły podstawowej proces modelowania można rozpocząć poprzez zabawę w ogólnodostępnym i popularnym programie, jakim jest Paint 3D. Dzieci mogą nie tylko korzystać z gotowych bibliotek modeli i łączyć je ze sobą, ale również tworzyć własne obiekty 3D bazujące na bryłach, takich jak: kula, stożek, walec, graniastosłup czy ostrosłup. Dodatkową atrakcją jest możliwość nałożenia na model nalepek, które pełnią rolę oczu, ust czy nosa oraz różnorodnych tekstur nadających efekt futra modelowi psa czy kota. Dla klas starszych, które radzą sobie z wymiarowaniem, lepszą alternatywą będzie praca z darmowym i niewymagającym instalacji programem Tinkercad. Jest to aplikacja internetowa, która oprócz modelowania 3D oferuje użytkownikowi symulator płytki Arduino czy możliwość nauki kodowania w bloczkach podobnych do środowiska Scratch. Warunkiem pracy w Tinkercadzie jest wcześniejsze założenie darmowego konta. Tinkercad wspomaga pracę pedagoga, oferując konto nauczycielskie z możliwością podłączenia go do usługi Google Classroom. Jest to wygodna opcja, z której można skorzystać podczas pracy zdalnej z uczniami. Modelowanie warto zacząć od zakładki „Lekcje”, pod którą znaleźć można zestaw tutoriali umożliwiających poznanie podstaw programu. Warto także zwrócić uwagę na dostępną na stronie „Galerię”, w której znajdują się opublikowane przez innych użytkowników projekty. Mogą one stanowić dla uczniów źródło inspiracji, ale oprócz tego dają się skopiować na osobiste konto, gdzie można je edytować. Jeśli chcemy wykonać model samodzielnie od podstaw, nasza praca będzie opierać się na łączeniu ze sobą gotowych brył.
Do czego wykorzystać drukarkę 3D w szkole?
Istotną kwestią dla nauczyciela, myślącego o włączeniu modelowania 3D do procesu edukacji, będzie pytanie o to, skąd brać pomysły i scenariusze na zajęcia. Czy drukarkę 3D będzie można włączyć na stałe do programu nauczania, a może raczej wykorzystywać wyłącznie na kołach zainteresowań dla ograniczonej liczby odbiorców? Dużo zależy od tego, czy w zasobach szkoły znajduje się jedna, czy więcej drukarek, oraz jak duże modele planujemy drukować. Ważnymi czynnikami, które należy brać pod uwagę przy planowaniu zajęć, są czas i wielkość wydruku. Każdy z uczniów chciałby mieć fizyczny – namacalny efekt swojej pracy w postaci gotowego modelu 3D, którym mógłby pochwalić się w domu. Może to być np. mały brelok z jego imieniem albo inny drobiazg. Jeśli ogranicza nas czas drukowania i nie chcemy spędzić całego dnia w szkole, drukując modele uczniów, możemy podzielić podopiecznych na grupy, w których będą wspólnie pracować nad projektem. Innym rozwiązaniem jest drukowanie tylko najwyżej ocenionych projektów lub też takich, które sami uczniowie uznają (np. w głosowaniu) za najciekawsze. Przy planowaniu zajęć kluczowa okazuje się kreatywność nauczyciela prowadzącego zajęcia – nie mam tu na myśli wyłącznie nauczyciela informatyki. Drukarka 3D może okazać się przydatna na wiele sposobów na różnych przedmiotach nauczania. Nauczyciel prowadzący rewalidację z uczniem ze specjalnymi potrzebami edukacyjnymi będzie mógł wydrukować model, który wybierze podopieczny i który na zajęciach zostanie pomalowany za pomocą farb akrylowych. Dla dziecka mającego problemy z integracją sensoryczną można pokusić się o wydruk modeli o różnych fakturach. Organizując konkurs szkolny, warto spróbować zaprojektować i wydrukować z uczniami nagrody w postaci oryginalnych medali czy niewielkich pucharów. Przy okazji organizacji w szkole Drzwi Otwartych można przygotować z podopiecznymi gadżety reklamujące placówkę. Podczas lekcji historii, gdy omawiamy np. starożytną Grecję, ciekawym pomysłem jest odesłanie uczniów do biblioteki projektów i poproszenie ich o odnalezienie modeli związanych z tą tematyką, a następnie można na informatyce wydrukować jeden z odnalezionych projektów jako uzupełnienie lub rozwinięcie lekcji. Tego typu działania będą wpisywały się w model edukacji STEM [STEM składa się z takich dyscyplin, jak: NAUKI PRZYRODNICZE (Science), TECHNOLOGIA (Technology), INŻYNIERIA (Engineering) i MATEMATYKA (Math)]. Druk 3D w wyjątkowy i nieskrępowany sposób pozwala łączyć ze sobą różne dziedziny i wiedzę zdobytą na różnych lekcjach, a następnie wykorzystywać je do kreatywnego tworzenia modeli.
Wybierz sprzęt z dedykowanym wsparciem dydaktycznym!
Opisane przeze mnie etapy pracy z drukarką 3D wymagają od nauczyciela pewnego zaangażowania się w poznanie nowej technologii i przełamania u siebie początkowych obaw związanych z obsługą urządzenia. Decydując się na zakup drukarki 3D w ramach projektu „Laboratoria Przyszłości”, istotne jest wybranie takiego sprzętu, z którym powiązana jest dedykowana pomoc − zarówno metodyczna, jak i serwisowa przez cały okres ewaluacji projektu. Kupując drukarkę 3D Banach School z 5-letnim wsparciem dydaktycznym o nazwie ekosystem Banach 3D, otrzymujemy wsparcie techniczne i solidne zaplecze edukacyjne. Dla początkujących użytkowników, którzy dopiero rozpoczną swoją przygodę z drukiem 3D, zostały tam przygotowane materiały video i praktyczne instrukcje. Żeby wydrukować gotowe modele, nauczyciele będą mieli dostęp do największej na świecie specjalistycznej biblioteki modeli szkolnych przygotowanych do prowadzenia zajęć ogólnych, z uczniami ze specjalnymi potrzebami edukacyjnymi, uczniami zdolnymi, oraz możliwość korzystania z modeli i materiałów wspierających przygotowanie do zawodów. EkoSystem Banach to również baza scenariuszy prowadzenia zajęć ogólnych z drukiem 3D i wsparcie w realizacji 12 obszarów wykorzystania druku 3D w polskiej szkole. Nauczyciele, którzy podejmą wyzwanie modelowania, odnajdą na platformie filmy instruktażowe projektowania oraz obsługi programów, takich jak np. Tinkercad. Osoby prowadzące zajęcia pozalekcyjne w programie ekoSystem też otrzymają wsparcie i inspiracje do działania. Program ekoSystem to regularne dobrowolne konsultacje online z opiekunem merytorycznym, które odbywać się będą raz w miesiącu. Raz na tydzień w serwisie edukacyjnym umieszczane będą nowe koncepcje zastosowania technologii 3D zgodnie z podstawą programową. Wszystkie osoby, które objęte zostaną wsparciem dydaktycznym ekoSystem, uzyskają dostęp do certyfikowanych szkoleń i webinariów.
Anna Skrzypczak-Gniot - nauczycielka matematyki i informatyki w Szkole Podstawowej nr 20 w Poznaniu. Od wielu lat skutecznie wdraża druk 3D na zajęciach lekcyjnych w szkole
