Публикации сообщества

Николай Иваненков • 9 ноября 2018

3D проекты на уроках технологии

В мастерскую школы в этом году приобрели 3D принтер PIKASO, с помощью которого учащиеся школы смогут осваивать современные технологии изготовления изделий. Это отличная возможность для развития пространственного мышления и творческих навыков учащихся. Практическое моделирование кардинально меняет представление детей о различных предметах и делает более доступным и понятным процесс обучения предметам естественно-математического цикла. Кроме того, создание чего-либо своими руками поможет переступить порог привычного для нашего общества пассивного потребления типовых товаров к воплощению своих идей в реальность. Помимо творческого развития, учащиеся получают практический опыт в прототипировании. Однажды нарисовав на листке бумаги свой замысел, смоделировав деталь в программе 3D Компас и напечатав ее на 3D принтере, у школьников появиться интерес и желание работать на 3D принтере еще и еще. Как говорится, лучше один раз подержать в руках плод своего творения, чем сто раз видеть ее на альбомном листе. Это действительно «вау-эффект», когда смоделированный на компьютере авторский рисунок фигуры, игрушки или скульптуры учащегося через небольшой промежуток времени оказывается у него в руках.

 В школе есть кружки робототехники и технологии, которые развивают у ребят навыки в различных областях технического моделирования. Посещая их, ребята узнают много нового о программировании и работе с различными материалами. Поэтому мы решили попробовать объединить все эти знания для создания интересного проекта.

В школе идёт широкая пропаганда обучения игре в шахматы и создаются все условия для вовлеченности детей в эту среду. Существует шахматный кружок, а также на переменах учащиеся с удовольствием играют в шахматы. Благодаря тому, что они доступны всем желающим, привлекает внимание и разнообразие их видов, включая напольные шахматы, настенные, компьютерные, наши ребята имеют возможность участвовать в различных шахматных турнирах.

На уроках технологии учащимся предлагается разработать и изготовить свой вариант шахматных фигур: вырезать из фанеры, выточить на токарном станке по дереву, вылепить из глины. Это решает вопрос выбора изделий для учащихся на уроках технологии по многим темам программы, повышает интерес при изготовлении деталей изделия.

Готовясь к Всероссийской олимпиаде школьников, учащийся 8-го класса предложил изготовить тематические шахматы: при выборе остановились на теме «Исторические достопримечательности России». Фигуры должны были соответствовать самым знаменитым и узнаваемым памятникам, установленным в различных городах нашей Родины. После определения уровня и фронта работ, было принято решение изготовить шахматные фигуры на 3D принтере в связи со сложностью их изготовления. При разработке шахматных фигур использовалась программа Open SCAD, которая позволяет создавать и моделировать сложные фигуры в трехмерном пространстве. После выполнения моделирования фигуры 3D принтер печатает эти фигуры. Шахматный стол сделали из комплектующих полуфабрикатов, приобретенных в строймаркете. Стойку сделали из балясины для лестницы, ножки выполнили в виде крестов, соединив их в полдерева, столешницу выпилили из столярной плиты и окантовали ее уголком. Шахматное поле склеили из шпона разных пород древесины. Все покрыли лаком. Получился оригинальный стол. 

1.jpg

Годом раньше, учащимся 11-го класса в рамках участия во Всероссийской олимпиаде школьников был сделан фрезерный станок с числовым программным управлением для резьбы по дереву. При изготовлении использовались стандартные бытовые материалы, обеспечивающие простоту изготовления и использования, надежность, безопасность, ремонтопригодность, доступность материалов. Основание стойки и бабку станка изготовили из фанеры, по причине простоты ее обработки и доступности материала. Каретки, которые обеспечили необходимое скольжение, напечатали на школьном 3D принтере из AВС пластика. Для направляющих использовали штанги для ванных комнат. Для выполнения команд по векторам взяли резьбовые шпильки диаметром 10мм с шагом 1,5 мм, которые вращали шаговые двигатели модели 17HS1638-P4170. Шаговый двигатель - это синхронный бесщеточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения шага ротора, которые в свою очередь питаются от компьютерного блока питания, а управляет ими плата ARDUINO UNO. В качестве рабочего органа использовали реноватор фирмы DREMEL, который обеспечивает высокую скорость вращения режущего инструмента. Блок питания на 10 ампер,12 вольт. Три драйвера DRV8835. Контролер ARDUINO UNO REV 3 для управления процессами. При изготовлении этого станка решались дизайнерские и сложные технические задачи. Осваивались множество программ, которые нужны для дальнейшего развития в технической области знаний. Если не считать трудовых затрат, то стоимость станка составила 14 тысяч рублей. Станок, изготовленный в заводских условиях, стоит в десять раз дороже.

2.jpg

3.jpg

4.jpg

Фрезерный станок с числовым программным управлением используется в мастерских школы для изучения систем программирования при изготовлении изделий на уроках технологии в 9-11 классах. Проект «Фрезерный станок» стал призером на Всероссийской олимпиаде школьников областного этапа (неофициальный зачет- 2 место), на X Всероссийском интернет конкурсе учебных проектов в образовательной области «Технология» им. М.И. Гуревича 3-место, первое место на Робофесте в 2017 году в номинации «Инженерный проект» старшая группа.

 Проект шахматы в 2018 году «Достопримечательности России» стал победителем муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников, победителем Всероссийского конкурса «Дни Москвы», которые проходили в сентябре в Н. Новгороде.

IMG_2246.JPG

Кол-во комментариев: (8)

Екатерина Алексеева
Николай, спасибо за интересный опыт. А можно еще раз, в режиме редактирования материала - на горизонтальной цветной полосе заголовка - карандаш в кружочке справа - загрузить иллюстрации к статье - интересно посмотреть фотографии...
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
  • Борис Ярмахов
    Описанный опыт дает представление о том, как могут быть использованы современные технологии моделирования физических объектов! Правильно ли я понимаю, что вы работаете учителем Технологии в п.Новинки Нижегородской области?
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии