Modelace sopky VESUV

Projekt je cílený na žáky druhého stupně (předně žáky 8. a 9. třídy), kteří si sami model sopky vytvoří a budou součástí projektu od jeho začátku až po jeho konec. Naučí se základy 3D tisku, spolupracují a podílejí se na konečném tisku sopky. Model sopky Vesuv se pak dá využít i v nižších ročnících základní školy nebo třeba i v mateřské škole.

Cílem je, aby si model sopky zvládli vytvořit žáci sami s co nejmenší pomocí. Na 3D designu jsme proto pracovali v jednoduchém programu pro začátečníky Tinkercad, ve kterém se dá pracovat online a je tak dostupný nejenom ze školy ale i z domova. Program je snadný na ovládání a model v něm zvládli vytvořit všichni žáci. Nakonec jsme vyzkoušeli návrhy exportovat do PrusaSlicer, kde jsme ho upravili a připravovali k 3Dtisku. Program PrusaSlicer už byl vhodný spíše pro pokročilejší žáky, ale nakonec v něm zvládl s menší pomocí pracovat i zbytek třídy. 

Sopka Vesuv se prolíná několika tematickými učebními plány – dějepis, zeměpis, fyzika, chemie. V dějepise si ukážeme Spartakův útěk spolu s otroky přes horu Vesuv a zasypání Pompejí. V zeměpise model využijeme k ukázce sopečné činnosti a zeměpisného umístění sopky v Evropě. Ve fyzice nám model poslouží k demonstraci procesu výbuchu sopky a k elektrifikaci sopky. V chemii si na modelu ukážeme chemické reakce nerostných surovin ve vysokém žáru. Do procesu modelace se zapojí samotní žáci v hodinách informatiky, ale také v mezipředmětových vztazích formováním různorodého pohledu na model dle předmětů, ve kterých se model průřezově prolíná. 

Hlavně 3D tiskárna Průša a běžné vybavení IT učebny.

S žáky (osmého a devátého ročníku) jsme jednu vyučovací hodinu připravili 3D design, druhou jsme návrh upravovali v PrusaSliceru a třetí hodinu informatiky jsme prezentovali návrhy a vybrali ten nejvhodnější návrh, který jsme zkusili následující hodinu zkušebně vytisknout. 

Po vytisknutí zkušebního modelu došlo další vyučovací hodinu k společné debatě a úpravě drobných nedostatků a následující hodinu k 3D tisku konečné verze sopky.

Žáci byli již předem seznámeni s 3D tiskárnou a používanými programy.

Žáci by již měli být seznámeni s 3D tiskárnou a se základy 3D tisku.

První hodinu představíme žákům jednoduchý program k tvorbě 3D designu, který je vhodný pro začátečníky. Jde o program Tinkercad, který je dostupný online. V programu si nastavíme základní jazyk češtinu a pak už je ovládání pro žáky snadné. Nejprve se naučíme v programu orientovat a následně jim ukážeme, kde co najdou a k čemu slouží jednotlivé ikony. Pomocí tvarů, které jsou v menu, si žáci zkouší druhou hodinu různě vytvořit svoje modely sopky. Kombinují spolu různé tvary, zvětšují je, upravují a různě mění. Na konci hodiny svůj návrh exportují. Program Tinkercad je online, je tedy možné, aby na návrhu pracovali žáci i doma.

Třetí hodinu žákům představíme program PrusaSlicer, který slouží ke slicování projektu. Program už je trošku náročnější, proto mohou pomalejší žáci pracovat stále na 3D designu z minulé hodiny v programu Tinkercad, který je opravdu jednoduchý a práci v něm zvládnou všichni žáci. Pokročilejší žáci si do PrusaSliceru importují svoje návrhy a pustí se do jejich úpravy a následného slicování. Žáci si svůj projekt na konci hodiny opět uloží.

Čtvrtou/Pátou hodinu dojde ke společnému prezentování jednotlivých modelů sopky, které žáci vytvořili a následně k diskuzi, který je ten nejvhodnější k 3D tisku. Popřípadě ještě doladíme poslední úpravy před tiskem. Snažíme se, aby si žáci vše sami vyzkoušeli.

Následující hodinu (spíše den) dochází k tisku zkušebního modelu, který jsme s žáky vybrali. Vybraný projekt exportujeme do G-codu a nahrajeme na SDkartu. Po přípravě 3D tiskárny k tisku, nastavíme tištění našeho modelu sopky Vesuv. Díky zkušebnímu modelu si ověříme, jestli byl náš návrh správný, a zjistíme, co je zapotřebí vylepšit, popřípadě opravit nebo změnit.

Další vyučovací hodinu tak došlo ke společné debatě s žáky a úpravě drobných nedostatků. Struktura sopky byla velmi hrubá, proto volíme tenčí vrstvu na tisk. Musíme donastavit polohu švu, aby nám náhodné švy nerušily povrch. Tvar také ještě upravíme, aby model sopky více odpovídal skutečné sopce Vesuv. Výsledný model si představujeme i větší, aby měl více využití, proto ho s žáky v programu zvětšíme. 

Následující hodinu pak už dochází k 3D tisku konečné verze sopky, která splňuje všechny požadavky, které jsme s žáky měli.