3D Puzzle do matematiky

ZŠ a MŠ Kuby 48, České Budějovice
Návrh vlastního 3D puzzle. Krychle sestavená z nakopírovaných krychliček a pospojovaná do jednotlivých tvarů puzzle podle vlastních návrhů žáků.
Easy
Short-term
10–14 yrs
Verified by Prusa Team
Suitable printers: Prusa MINI / MINI+Prusa MK3/S/S+
0
5
0
399
updated November 16, 2021

Summary

PDF
Návrh vlastního 3D puzzle. Krychle sestavená z nakopírovaných krychliček a pospojovaná do jednotlivých tvarů puzzle podle vlastních návrhů žáků.

The focus of the target group

žáci 2. stupně (pracovali jsme s žáky 9. ročníku)

Necessary knowledge and skills

Žáci by již měli být zaregistrování v programu Tinkercad, měli by mít již za sebou základní seznámení s programem – např. zvládnutý projekt klíčenka. Samozřejmostí je znalost základního vzorce pro objem krychle.

Project objectives

Rozvoj prostorové představivosti, kreativity žáků, upevnění pojmu objem krychle, základy práce v programu Tinkercad, ukládání STL modelů, příprava pro tisk v programu PrusaSlicer, seznámení se základní obsluhou 3D tiskárny.

Required equipment

Projekt je určen do výuky informatiky a matematiky. 
V informatice si žáci rozšíří základní dovednosti s programem Tinkercad, naučí se, jak upravit model před tiskem v  PrusaSliceru,  naučí se základy práce s 3D tiskárnou. 
Při matematice si upevní znalosti o objemu krychle a při práci na modelu i s hotovým modelem 3D Puzzle budou rozvíjet svou prostorovou představivost.

3D modeling

Project time schedule

2 vyučovací hodiny

Workflow

V úvodní hodině si žáci připomenou pojem objem krychle, zopakují si základní vzorec 
V = a . a . a. 
Dále diskutujeme o možnostech velikosti výsledného 3D puzzle krychle – o počtu krychliček, ze kterých se budou sestavovat jednotlivé díly puzzle.

Žáci si uvědomí, že pokud bychom za a dosadili číslo 2, model by byl sestaven pouze z 8 krychliček,  kombinací pro  jednotlivé dílky puzzle by bylo velmi málo. 

Při dosazení a = 3 bychom sestavili výslednou krychli z 27 jednotlivých krychliček, což se jeví jako optimální. 

Při dosazení a = 4 bychom měli  výsledných 64 krychliček, tato možnost by byla pro naše účely již  velmi složitá.

Nyní je nutné prodiskutovat velikost malé krychličky. Pro výpočty i samotnou práci v programu Tinkercad bude vhodná velikost základní krychličky je10 mm. Musíme si uvědomit, že tuto krychličku nakopírujeme 27krát.

V této hodině si též žáci promyslí, jak lze jednotlivé krychličky pospojovat do dílů puzzle. Prodiskutujeme možnosti tvarů, ze kterých výsledné puzzle bude sestaveno. V této chvíli je vhodné žákům ukázat již hotový model, aby si dokázali svoji práci představit. 

Podmínky pro díly puzzle:

  • Jednotlivé díly budou sestaveny minimálně ze 2, maximálně z 5 krychliček,
  • díly budou různé – alespoň 4 různé tvary,
  • celkový počet dílů puzzle 6 – 8,
  • žáci si tvary dílů promyslí dopředu, ale výsledný návrh budou tvořit až v programu Tinkarcad

Druhá hodina – přihlášení do programu Tinkercad, vlastní práce v programu.

Využité nástroje programu Tinkercad:

  • pravítko (vložení pravítka před začátkem tvorby modelu)
  • kopírování těles (základní krychle), lze využít práci s pravítkem
  • posun těles (nakopírované krychle) – opět lze využít práci s pravítkem
  • výběr více těles (krychlí) a jejich seskupení do dílů puzzle
  • změna barvy dílů puzzle pro přehlednost modelu
  • rozložení krychle na jednotlivé díly puzzle
  • orientace, umístění na ploše
  • export do STL

Součástí práce je i návod, který žáci budou mít k dispozici, výsledný model před rozložením na díly a před exportem do STL schválí učitel

Práce v PrusaSliceru:

  • import modelu
  • rozložení na díly
  • orientace jednotlivých dílů a jejich umístění na tiskovou podložku
  • nastavení základních parametrů 3D tisku:
  • nastavení tisku: „0,15 mm QUALITY“¨
  • filament: Prusament PLA
  • tiskárna: Original Prusa i3 MK3S
  • výplň: 15%
  • Slicovat – Exportovat G Code
  • Pojmenování, uložení na SD kartu
  • Přibližná doba tisku jednoho modelu – 1,5 h

Práce s 3D tiskárnou

  • Příprava tiskárny ve spolupráci učitel – žák
  • Zahájení tisku

Závěrečné shrnutí

Diskuse s žáky o nově nabytých znalostech a dovednostech v oblasti 3D tisku, o problémech a úskalích jednotlivých úkonů.
Ne všichni žáci dodrželi podmínky (minimálně 4 různé tvary, maximum dílu 5 krychliček), ale modely byly zajímavé i s jiným rozložením, proto jsme přistoupili k jejich tisku.
Upevnění známých matematických znalostí z oblasti objemů těles.
Skládání vlastních modelů 3D puzzle, rozvoj prostorové představivosti.

Authors

Libuše Jandová

Model origin

The author hasn't provided the model origin yet.

License