для чего нужен 3д принтер в школе
Статья » Применение 3Д принтера в школах
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Применение 3Д принтеров в школе
Технология 3D печати важна в образовании.
Любой преподаватель в наше время должен идти в ногу со временем, отслеживать технологические новинки и знакомить с ними учащихся. Ученики должны стремиться быть в курсе текущих промышленных новинок.
Технология 3D печати довольно новая, но она развивается действительно очень быстро. Совсем недавно быстрое прототипирование было ограничено в школах из-за высокой стоимости оборудования, расходных материалов. Но появилась технология послойного наращивания, и школьники в нашей школе с радостью используют данную технологию для быстрого прототипирования и мелкосерийного производства.
В настоящее время 3D настолько доступны (как приобретение самой машины, так и расходных материалов), что об этой технологии можно не только рассказывать, но и активно пользоваться на занятиях.
3D технологии неизбежно ведет к увеличению доли инноваций в ученических проектах. Ученики вовлекаются в процесс самой разработки и производства создаваемой детали.
3D принтер уже сейчас используется во многих сферах деятельности нашей жизни. Ф ормы самых различных объектов могут быть смоделированы в 3D и затем воплощены в жизнь с помощью 3D принтеров.
П ростой пример того что применение 3D принтер а в образовании очень важна и актуальна, что если на уроке биологии вместо картинки ДНК, каждый ребенок смо г бы распечатать себе кусочек двойной спирали и пощупать её. А н а урок ах физик и можно распечатать работающие модели механизмов, стенды для физических опытов. На урока х математики различные поверхности заданные хитрыми функциями, сечения фигур, фракталы.
Использование 3D-принтеров на уроках изобразительного искусства и черчения, «тянет» за собой целую вереницу необходимых знаний в моделировании, физике, математике, программировании. 3D-печать — это мощный образовательный инструмент, который может привить ребёнку привычку не использовать только готовое, но творить самому.
Во время работы на 3D-принтере постоянно рождаются новые идеи. Ведь принтер печатает самостоятельно, в то время когда ученик может спокойно следить за его работой и обдумывать новые идеи. 3D-принтер освобождает детей от рутинного занятия и позволяет ему заниматься творчеством.
ЗD-печать в образовании
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Статья относится к принтерам:
В данной обзорной статье речь пойдет о применении 3D-печати в образовании, в частности в школьном образовании. Начиная говорить о 3D-печати в школах, важно понимать, что 3D-печать не может быть отдельной дисциплиной, обучение 3D-печати как таковое не может заменять какие-то существующие школьные предметы, например информатику, черчение или геометрию.
Прежде всего я бы разделил обучение 3D-печати в школах на две большие составляющие, которые в принципе могут существовать одна без другой.
Изучение процесса создания 3D-моделей можно сравнить с более продвинутым уроком информатики. Обучение происходит поэтапно от простого к сложному, начать можно с создания модельки типа кубика, потом нарисовать конус, шестеренку, небольшую вазу, добавить на кубик надпись, например свое имя или название школы.
Дальше уроки усложняются, можно попробовать создать небольшую машинку, человечка Лего и т.п. В зависимости от направленности обучения – инженерного, художественного или архитектурного можно продолжать обучение 3D-моделированию в таких программах, как 3D Studio Max, ZBrush, ArchiCAD и других. Весь процесс обучения 3D-моделированию как таковой не связан с 3D-печатью, только ничтожная часть всех создаваемых на сегодняшний день 3D-моделей в последствии печатается. Из создаваемых моделей превалирующая часть существует в цифровом формате, как впрочем, и подавляющее большинство другой цифровой информации, такой как документы и графический контент. Является ли обучение 3D-моделированию необходимым в школьном образовании на сегодняшний день, ответ – конечно нет. Помогает ли оно в образовании детей? Конечно, это дает возможность лучше овладеть компьютером, а также в процессе создания моделей визуализировать знания получаемые на уроках геометрии, черчения и рисования.
Переходя непосредственно к 3D-печати важно отметить, что модели для 3D-печати происходят из 3-х источников:
• их можно смоделировать,
• найти готовые модели на таких сайтах, как MyMiniFactory и многих других
• получить с помощью 3D-сканирования.
Первым шагом для того, чтобы начать печатать должно стать знакомство с программой-слайсером. Программа-слайсер обычно поставляется вместе с 3D-принтером и представляет собой «переводчик» с языка 3D-модели на язык принтера. С помощью этой программы происходит подготовка модели на печать с заданными параметрами.
Принтеру необходимы четкие команды: что делать, как двигать каретку, с какой толщиной слоя будет идти печать, каким материалом, на какой температуре, как будут заполняться пустоты и многое другое. Таким образом начинающему 3D-печатнику нужно научиться пользоваться этим программным продуктом перед началом непосредственной печати.
Второй частью обучения 3D-печати станет обучение взаимодействию с 3D-принтером, процесс 3D-печати требует определенных знаний и опыта, в частности о свойствах различных видов пластика или смол, межслойной адгезии, спекании пластика, о его подаче и пр. С помощью опытного наставника на примере печати моделей различной формы, с различными настройками, учащиеся могут достигнуть начального уровня знания по самому процессу печати и совершенствовать их по мере накопления опыта с учетом возможностей того 3D-печатного оборудования, которое есть в их распоряжении.
Мы поняли, как получить 3D-модель, как подготовить ее к печати и как произвести саму печать, но не ответили на главный вопрос, для чего же тогда нужна 3D-печать в школе?
Здесь важно понимать, что преподавать 3D-печать в школе, как предмет бессмысленно, так как это узкоспециальная дисциплина, которая необходима небольшому проценту учеников для применения в будущих профессиональных задачах. Такие знания обычно получают во время получения средне-специального или высшего образования. А вот для чего 3D-печать прекрасно подойдет – это встраивание в процесс обучения по другим предметам. На первый взгляд смелое утверждение вполне легко доказать на ряде простых примеров.
3D принтер поможет изучить таблицу умножения быстро и с удовольствием.
Не обязательно препарировать живую лягушку, можно сделать напечатанную 3D-модель и провести эту процедуру гуманным способом.
Можно распечатать череп или другие органы и наглядно изучить его строение.
Каждый ученик может напечатать по квадратику и вместе собрать ландшафт земной поверхности.
Отдельной образовательной сферой, где 3D-принтеры являются незаменимыми инструментами является сфера дополнительного образования, а именно многочисленные и очень популярные на сегодняшний день кружки робототехники, моделирования, прототипирования и другие.
3D-печать очень востребована в таких образовательных учреждениях, как детские технопарки Кванториумы и ЦМИТы, которые являются аналогами кружков юного техника из нашего детства. Эти центры оборудованы всем необходимым, включая 3D-принтеры, 3D-сканеры, фрезеры, мини ЧПУ-станки и прочее.
Этот набор оборудования позволяет не только и не столько обучаться навыкам 3D-печати, сканирования, моделирования и прочему, но и создавать настоящие проектные работы, которые можно представлять на олимпиадах, выставках или даже впоследствии превратить в технологические стартапы. В конце каждого модуля предусмотрено итоговое занятие, на котором проходит командная защита научно-технических проектов, обучающихся и естественнонаучных исследовательских работ.
В конце этой небольшой статьи я бы хотел дать несколько советов по выбору оборудования, наилучшим образом подходящего для школ и учреждений дополнительного образования.
Если в вашей школе в программу курса по информатике или как отдельный дополнительный курс входит 3D-моделирование и стоит задача печатать несложные модели начального или среднего уровня сложности, то я бы порекомендовал обратить внимание на бюджетные модели 3D-принтеров, созданных специально для этих целей.
Например, модель 3D принтера FlashForge Adventurer 3 обладает закрытым корпусом, безопасным легкосъемным соплом, веб-камерой для удаленного мониторинга печати из приложения, цветным тач-скрин дисплеем, знакомым детям по смартфонам и планшетам.
Для более продвинутого уровня обучения прекрасно подойдет такая модель, как FlashForge Inventor, которая позволит создавать более сложные модели полупрофессионального уровня.
Если же задача состоит в том, чтобы обеспечить 3D-принтерами Кванториум или ЦМИТ, то нужно выбирать максимально универсальные модели, способные печатать широким диапазоном разных материалов, желательно с увеличенной камерой для реализации больших проектов. Такие принтеры способны справляться с различными, иногда очень сложными и самое главное разнообразными задачами. К таким моделям безусловно относится принтер Raise3D Pro2, который за счет своей универсальности, наличия полнофункционального слайсера, облачного сервиса и массы дополнительных функций по праву считается лидером в своем сегменте.
Если же заранее известны какие-то конкретные сферы использования принтера, то можно подобрать модель под эти конкретные задачи, например для создания детализированных миниатюр подойдут принтеры, работающие по технологии фотополимерной печати, например модель Phrozen Shuffle 4K, которая способна создавать модели ювелирной точности и детализации.
Надеемся данная статья была полезна для вас, и вы получили примерное представление о 3D-печати в образовании, специалисты нашей компании всегда будут рады помочь вам с выбором необходимого оборудования.
Пишите нам на почту shop@cvetmir3d.ru или звоните по телефону 8 (495) 287-41-45.
Эксперт рынка 3D-печати
Присоединяйтесь к нам в соц. сетях, чтобы быть в курсе последних событий:
Что делать, если у ребенка в школе появился 3D-принтер?
Основатель Endurance Robots
Основатель Endurance Robots Георгий Фомичев рассуждает, как скоро в российских школах могут появиться 3D-принтеры и для чего это нужно.
Как бы вы отнеслись к новости, что в школе у вашего ребенка появится 3D-принтер? Если вы не знаете, зачем он вообще нужен, то никак. Если знаете (или у вас уже есть 3D-принтер), то обрадуетесь. Наконец-то наступило время, когда такие принтеры стали закупаться школами!
Но у нас в стране — пока только московскими.
В 2015 году в московские школы по тендеру было закуплено 11 3D-принтеров, 22 3D-ручки, 50 комплектов 3D-очков и четыре 3D-сканера. А в этом году столичные школы проведут тендер на 50 комплектов оборудования, куда входит 3D-принтер и 3D-сканер.
Представьте: в классе за компьютерами сидят учащиеся и моделируют свои проекты, а потом включают 3D-принтер и печатают модель. Раньше это было смелой фантазией, а сейчас уже реальная картина применения 3D-принтеров в учебных заведениях. В конце концов, раньше и персональные компьютеры были только у ведущих институтов, а сейчас в каждой школе есть компьютерный класс.
Внедрение 3D-принтеров в школы – вопрос времени.
До конца 2017 года должна быть утверждена новая программа предмета «Технология», и все идет к тому, что 3D-принтер будет использоваться на уроках технологии для прототипирования изделий, создания макетов и реализации собственных проектов учащихся. В первую очередь внедрение такой сложной программы обучения начнется в тех школах, где уже есть 3D-принтер или 3D-сканер.
Кстати, в Литве по предмету «Технология» уже семь лет сдают экзамены, примерно как у нас ЕГЭ.
Принтеры от школьников
Известный пример: в 2014 году школьник Михаил Козенко собрал свой 3D-принтер из подручных материалов (на самом деле — из тумбочки), а сейчас уже продает обновленную его версию — Volgobot FFF 1.4. Интересно видеть прогресс устройства с 2014 по 2016 годы:
Два разительно отличающихся принтера
У него есть подражатели: вдохновленный опытом Михаила, другой школьник собрал принтер… из школьных парт! Он пишет в своем блоге: «. И тут на глаза мне попалась статья про талантливого юношу Михаила Козенко и его принтер из тумбочки. Заинтересовавшись, я просмотрел видео про этот принтер, где ясно и понятно описывался принцип действия и устройство 3D принтера… И тут [у меня] появилась идея создать свой принтер, так как с его помощью можно было реализовать проекты, которые уже давно пылились у меня в голове, а пилить и строгать не хотелось».
Принтер из подручных материалов
Принтер в классе: а нужен ли он?
Школьники моделируют на Tinkercad.com
Я считаю, что 3D-принтеры обязательно должны быть — и в первую очередь в компьютерных классах. Изучение 3D-моделирования возможно только с помощью компьютера (потому что изготовление методом 3D-печати должно просчитываться еще на этапе моделирования), а для работы с 3D-принтером необходима специальная программа — слайсер — которая преобразует 3D-модель в рабочую программу для принтера.
Школы, как правило, закупают программу 3D-моделирования «Компас-3D», который недавно выпустил необычный продукт — «Трехмерное моделирование для 3D-печати». Решение ориентировано на учебные заведения и ЦМИТы, которые обучают совместному использованию программы и 3D-принтера.
Стоит отметить, что для иностранных школ MakerBot — крупнейший производитель 3D-принтеров — выпускает специальное пособие. Туда вошли рекомендации владельцев и преподавателей. Хорошо что такие учебники делает фирма-разработчик принтера, так как она знает все нюансы своего устройства и 3D-печати в целом. Если вы не иностранный школьник, можно обратить внимание на книгу из серии «для чайников» — MakerBot for Dummies — которая также объясняет принципы работы с линейкой Makerbot.
Кстати, на образовательной площадке Coursera есть курс от ТГУ — для тех, кто хотел бы получить знания в области 3D-печати не выходя из дома.
На каких еще уроках можно применить 3D-принтер?
К примеру, на уроке химии для наглядности преподаватель может показывать 3D-модели молекул или проводить определенную реакцию, используя напечатанную посуду (разумеется, вещества не должны реагировать с пластиком). В конце концов, можно предложить каждому ученику задание напечатать себе личную пробирку и проводить в ней реакции и опыты. Ну, а в физике можно демонстрировать электрическую цепь на свежераспечатанном токопроводящем стенде. Или распечатать корпус амперметра взамен треснувшего. 3D-принтер в кабинетах химии или физики — вещь, несомненно, востребованная.
3D-ручка на уроке изобразительного искусства — важный и полезный атрибут для развития пространственного мышления. Сейчас уроки ИЗО в основном проходят в плоскости 2D, не считая, конечно, лепки из пластилина и глины, что намного грубее, чем рисование 3D-ручкой.
Бюджет средней школы вполне может позволить себе оснастить 3D-ручками один передовой ИЗО-класс: это обойдется в 75 тысяч рублей при цене одной ручки в 2-3 тысячи рублей. Закупать пластик можно оптом в комплекте с пластиком для 3D-принтера, благо для ручек его требуется всего пару килограмм в месяц.
Но вернемся от искусства к реальной жизни. Если мы хотим подготовить инженеров, то нужен более совершенный стандарт обучения, чем сейчас. Пример «инженерного» класса можно взять в качестве образца нового стандарта обучения. Это больше применимо к школам с научно-техническим уклоном: в физику, химию, математику и информатику. В таких классах есть возможность изучения классических дисциплин технических вузов: приборостроения, машиностроения, конструирования, радиотехники и программирования.
Применяемое оборудование и техника не должны уступать уровню лаборатории: радиодетали, инструменты для пайки, инструменты для гравировки и выжигания (фреза, лазер), ЧПУ-станки, компьютеры и, конечно же, 3D-принтер, желательно в комплекте с 3D-сканером.
Робототехника становится одним из основных направлений в обучении старших классов (8-11). Для этого обычно приобретается комплект Lego Mindstorms, но если большинство комплектующих можно напечатать и собрать, не факт, что такая покупка оправдана. В основном на занятиях собираются роботы на основе Arduino.
Выгода для школьников
Большие выгоды от технических навыков работы на 3D-принтере получают обычные учащиеся. Начнем с того, что это преимущество при поступлении в технические вузы.
Также в РФ (и не только) часто проводятся олимпиады и конкурсы по 3D-технологиям, победа в которых подразумевает реализацию собственных проектов учащихся и пойдет в личное портфолио. К примеру, Российская олимпиада по 3D-технологиям или международная JuniorSkills. Участие в профильных олимпиадах значительно повышает уровень инженерного образования и активность среди учащихся школ.
Но есть и негативные стороны. Например, если принтер попадет к преподавателю, далекому от современных технологий: в этом случае школьники вряд ли чему-то научатся.
3D-печать в образовании
В данной обзорной статье речь пойдет о применении 3D-печати в образовании, в частности в школьном образовании. Начиная говорить о 3D-печати в школах, важно понимать, что 3D-печать не может быть отдельной дисциплиной, обучение 3D-печати как таковое не может заменять какие-то существующие школьные предметы, например информатику, черчение или геометрию.
Прежде всего я бы разделил обучение 3D-печати в школах на две большие составляющие, которые в принципе могут существовать одна без другой.
Изучение процесса создания 3D-моделей можно сравнить с более продвинутым уроком информатики. Обучение происходит поэтапно от простого к сложному, начать можно с создания модельки типа кубика, потом нарисовать конус, шестеренку, небольшую вазу, добавить на кубик надпись, например свое имя или название школы.
Дальше уроки усложняются, можно попробовать создать небольшую машинку, человечка Лего и т.п. В зависимости от направленности обучения – инженерного, художественного или архитектурного можно продолжать обучение 3D-моделированию в таких программах, как 3D Studio Max, ZBrush, ArchiCAD и других. Весь процесс обучения 3D-моделированию как таковой не связан с 3D-печатью, только ничтожная часть всех создаваемых на сегодняшний день 3D-моделей в последствии печатается. Из создаваемых моделей превалирующая часть существует в цифровом формате, как впрочем, и подавляющее большинство другой цифровой информации, такой как документы и графический контент. Является ли обучение 3D-моделированию необходимым в школьном образовании на сегодняшний день, ответ – конечно нет. Помогает ли оно в образовании детей? Конечно, это дает возможность лучше овладеть компьютером, а также в процессе создания моделей визуализировать знания получаемые на уроках геометрии, черчения и рисования.
Переходя непосредственно к 3D-печати важно отметить, что модели для 3D-печати происходят из 3-х источников:
Первым шагом для того, чтобы начать печатать должно стать знакомство с программой-слайсером. Программа-слайсер обычно поставляется вместе с 3D-принтером и представляет собой «переводчик» с языка 3D-модели на язык принтера. С помощью этой программы происходит подготовка модели на печать с заданными параметрами.
Принтеру необходимы четкие команды: что делать, как двигать каретку, с какой толщиной слоя будет идти печать, каким материалом, на какой температуре, как будут заполняться пустоты и многое другое. Таким образом начинающему 3D-печатнику нужно научиться пользоваться этим программным продуктом перед началом непосредственной печати.
Второй частью обучения 3D-печати станет обучение взаимодействию с 3D-принтером, процесс 3D-печати требует определенных знаний и опыта, в частности о свойствах различных видов пластика или смол, межслойной адгезии, спекании пластика, о его подаче и пр. С помощью опытного наставника на примере печати моделей различной формы, с различными настройками, учащиеся могут достигнуть начального уровня знания по самому процессу печати и совершенствовать их по мере накопления опыта с учетом возможностей того 3D-печатного оборудования, которое есть в их распоряжении.
Мы поняли, как получить 3D-модель, как подготовить ее к печати и как произвести саму печать, но не ответили на главный вопрос, для чего же тогда нужна 3D-печать в школе?
Здесь важно понимать, что преподавать 3D-печать в школе, как предмет бессмысленно, так как это узкоспециальная дисциплина, которая необходима небольшому проценту учеников для применения в будущих профессиональных задачах. Такие знания обычно получают во время получения средне-специального или высшего образования. А вот для чего 3D-печать прекрасно подойдет – это встраивание в процесс обучения по другим предметам. На первый взгляд смелое утверждение вполне легко доказать на ряде простых примеров.
Математика
3D принтер поможет изучить таблицу умножения быстро и с удовольствием.
Биология
Не обязательно препарировать живую лягушку, можно сделать напечатанную 3D-модель и провести эту процедуру гуманным способом.
Зачем нужны 3D-принтеры в школах?
В России 3D-принтеры начали появляться пока только в столичных школах. Однако ожидается, что вскоре тенденция закупки 3D-оборудования для образовательных целей распространится на всю страну. Более того, до конца следующего года в средних учебных заведениях появится новый предмет – «Технология». На этих уроках ученики будут заниматься прототипированием, созданием макетов и различных изделий.
Когда 3D-принтеры начали появляться в России?
3D-оборудование для московских школ было закуплено в 2015 году по тендеру. Несколько учебных заведений получили 11 3D-принтеров, 22 3D-ручки, 50 3D-очков и 4 3D-сканера. В этом году закупят ещё 50 комплектов качественного 3D-оборудования.
Интересно, что в России пока ещё только утверждают программу предмета «Технология», тогда как в Литве ученики уже сдают по нему экзамены.
Зачем нужен 3D-принтер в классе?
Основатель организации Endurance Robots Георгий Фомичёв считает, что в каждой школе в компьютерном классе обязательно должен находиться 3D-принтер, чтобы ученики смогли изучать 3D-моделирование и на примере видеть, насколько им хорошо удаётся воспроизвести конкретную модель.
Кроме того, 3D-принтеры можно использовать на уроках химии, физики, биологии для наглядной демонстрации различных процессов и печати специальных инструментов для опытов. 3D-ручки пригодятся на уроках изобразительного искусства для развития пространственного мышления.
3D-оборудование необходимо для подготовки квалифицированных инженеров. Поэтому в школах с научно-техническим уклоном 3D-устройства могут применяться для изучения робототехники, машиностроения, конструирования, радиотехники и других дисциплин.
В чём преимущества изучения аддитивных технологий для школьников?
Учащиеся, которые собираются поступать в технические вузы, получат огромную выгоду от полученных навыков работы с 3D-оборудованием и программами по моделированию.
Кроме того, сегодня в России проводится множество конкурсов, связанных с 3D-печатью, победа в которых позволяет реализовать собственный проект и получить отличный пример работы для личного портфолио. Что, естественно, станет плюсом в будущем.
Однако важно, чтобы школьников обучал квалифицированный преподаватель, так как в противном случае закупка дорогостоящего современного 3D-оборудования будет бесполезной – ученики не смогут с ним нормально работать.
Сегодня многие производители 3D-оборудования ориентируются в первую очередь на образовательный сегмент. Такие гиганты, как BQ, MakerBot, XYZprinting, выпускают 3D-принтеры для школ и специальные обучающие методические пособия по работе с теми или иными устройствами. В России также не скупятся на 3D-комплекты. Те, которые закупают для школ, обычно используются в конструкторских бюро и современном производстве. Осталось дело за малым – обучить учителей управляться с 3D-оборудованием и заинтересовать школьников новыми возможностями.