Anorganické sloučeniny

Gymnázium Čelákovice
Předmětem projektu je vytvoření anorganických sloučenin, které budou sloužit v hodinách chemie jako názorná učební pomůcka.
Medium
Medium-term
10–14 yrs
Verified by Prusa Team
Suitable printers: Prusa MK3/S/S+
0
0
0
106
updated December 15, 2021

Summary

PDF
Předmětem projektu je vytvoření anorganických sloučenin, které budou sloužit v hodinách chemie jako názorná učební pomůcka.

The focus of the target group

Projekt je určen pro studenty čtvrtého ročníku nižšího gymnázia. Má za cíl propojit předměty informatika, chemie a, jak se během realizace projektu ukázalo, výtvarná výchova a český jazyk. V rámci mezipředmětových vztahů chceme docílit hmatatelného výsledku. Realizátoři projektu musí využít klíčových kompetencí v oblasti informačních technologií, jako je vyhledávání informací na internetu, modelování 3D objektů, práce s měřítkem a velikostí jednotlivých objektů, které je třeba správně pospojovat do přesně odpovídajících celků. Součástí realizace projektu je konzultace s vyučujícím chemie, představení modelu ve výuce a jeho kontrola, kterou provádí jak vyučující chemie, tak informatiky. Dále je to sepsání návodu (postupu), jak žák danou sloučeninu vymodeloval. Tato část je konzultována vyučujícími českého jazyka a informatiky. Po vytištění daného modelu je v případě použití našeho postupu nutné nabarvit jednotlivé části modelu správnou barvou, aby model odpovídal zvyklostem. Finální výrobek může být opakovaně využíván při hodinách chemie jak v nižším ročníku, tak v ročnících vyšších.

Necessary knowledge and skills

  1. Potřebné znalosti

Předpokládá se zvládnutí základní práce na PC, schopnost vyhledávání informací na internetu a jejich zpracování. Studenti procvičí kompetence jako je přihlášení se do potřebného online systému, detailní práci s objekty za přesně stanovených podmínek, převody jednotek, přesouvání objektů, slučování, otáčení, centrování, záznam práce, či práci s podpěrou v programu PrusaSlicer 2.3.3. Ověří si své schopnosti při elementárních činnostech jako je přesné malování, nebo manuální zručnost při odstraňování podpěr. 

Project objectives

Cílem projektu je propojení teorie s praxí v rámci mezipředmětových vztahů, dále možnost realizovat celý projekt od prvního virtuálního pochopení anorganických sloučenin až po vytvoření funkční a předepsané podoby anorganické sloučeniny za dodržení přesně stanovených kritérií. Studenti propojí schopnosti vyhledání informace, popis postupu, práce s objekty, práce se záznamem, znalosti chemie se svou kreativitou a přeměnou své vize za přesně stanovených podmínek do výsledné realizace. 

V rámci projektu si rozvíjejí také svou imaginaci, prostorové vnímání, budou se muset zamyslet nad dodržením rozměrů všech částí vyráběného objektu, jejich správného zbarvení, popis jednotlivých kroků a v neposlední řadě dojde také k prohloubení dovedností v rámci skupinového a kooperativního vyučování.

Required equipment

Počítačová učebna s připojením na internet, dataprojektor, 3D tiskárna, filament, temperové barvy.

Project time schedule

Rámcový časový rozvrh – vhodné jako vícedenní projekt

10 vyučovací jednotky v předmětu informačních technologií + 9h 32 min tisk na 3D tiskárně

1 vyučovací hodina nabarvení modelů, očištění modelu od podpěr

4 vyučovací jednotky v předmětu chemie

Rozpis činností a jejich časová náročnost

15 min – vyhledání informací o anorganických sloučeninách

15 min – přihlášení na www.tinkercad.com

15 min – seznámení se s prostředím a principy modelování

90 min – vymodelování chemických sloučenin

45 min – diskuse nad velikostí jednotlivých prvků, délka vazeb (jednoduchých a dvojných)

90 min – představení jednotlivých sloučenin, konzultace ke správné velikosti objektu, použití jednotlivých úhlů a poměrů

15 min – očištění modelu

25 min – nabarvení modelu

90 min – napsání návodu, oprava a konzultace práce s vyučujícími

9h 32 min – 3D tisk modelů organických sloučenin Prusament PLA, výplň 20%, 0,2mm výška vrstvy, nastavení tisku na speed, H3PO4 – 7h 6 min, NH4 – 2h 26 min

45 minut – export z www.tinkercad.com,  import do PrusaSlincer 2.3.3., ukázka práce s programem PrusaSlincer 2.3.3., práce s podpěrami, exportování G-code, spuštění tisku na 3D tiskárně

Workflow

Studentům byl představen projekt Průša do škol, jehož se účastníme s návrhem realizace pod názvem Organické sloučeniny. V tomto projektu studenti postupnými kroky vytvoří organickou sloučeninu, kterou představí, vymodelují, vytisknou na 3D tiskárně a správně nabarví.

První část projektu spočívala ve vyhledání různých anorganických sloučenin a konzultací s vyučujícími, aby anorganická sloučenina odpovídala potřebným parametrům. Musí tedy splňovat potřeby “chemikářské”, konzultuje se využitelnost při vyučování chemie a musí splňovat určité parametry “informatické”, aby bylo sloučeninu možno vytisknout.

Pak jsme přistoupili k vytvoření registrace na www.tinkercad.com a přihlášení se do třídy, kterou předem vytvořil vyučující po svém vlastním zaregistrování. Tento krok pro nás nepředstavoval vážnější problém a 20 studentů zvládlo registraci v první části hodiny informatiky. V další části hodiny proběhlo seznámení studentů s možnostmi práce  v www.tinkercad.com.  Vyučující demonstroval, jak vybrat a přetáhnout objekt na pracovní plochu, jak s objekty pracovat, jak je zarovnávat, slučovat, vytvářet složitější obrazce a to včetně těch s otvorem. Instruktáž nebyla časově náročná, zabrala necelých pět minut a splnila i hlavní cíl, tedy dosažení “aha” efektu, po kterém projevili studenti spontánní zájem o samostatné zkoumání výše zmíněného prostředí. Samozřejmostí bylo občasné poskytnutí součinnosti a podpory vyučujícím.

 V následující hodině chemie byly konzultovány anorganické sloučeniny, správné prvky, vazby, úhly a rozložení modelů. Tato hodina probíhala v učebně informatiky a vyučující dohlížel na práci jednotlivých studentů pomocí třídního prostředí. V dalších hodinách byly jednotlivé sloučeniny studenty prezentovány.

Po domluvě vyučujících informatiky a chemie byly následně se studenty při hodině informatiky dva modely exportovány z prostředí tinkercad.com a importovány do programu PrusaSlicer2.3.3 Kde bylo studentům názorně ukázáno, jak pracovat s podpěrou, kdy je podpěra potřeba, jak podpěru odstranit, případně přidat. Následně byl exportován Gcode a modely vytištěny. Tisku modelů studenti přihlíželi a byla jim popsána technologie tisku. 

Záměrně byly vytištěny i modely v nesprávné kvalitě a následně bylo studentům ukázáno, jakých chyb se dopustili. Jednalo se např. o nedodržení délek vazeb, kdy dvojitá vazba musí být přesně poloviční délky proti vazbě jednoduché. Aby námi vyrobené modely mohly sloužit jako učební pomůcka, musí být jednotlivé prvky různých organických sloučenin zhotoveny  vždy v jednotné barvě a velikosti. 

V další hodině informatiky, na které byl přítomen stanoven i vyučující chemie, byly pevněy rozměry jednotlivých prvků, vazby a bylo domluveno, jak hluboko budou vazby „zapuštěny“ do jednotlivých prvků. A bylo diskutováno, jak zaznamenat postup, kde studenti navrhovali možná řešení a každý si mohl vybrat dle svého uvážení nejoptimálnější variantu.

Závěrem studenti své molekuly upravili dle domluvených parametrů. Prvky byly konzultovány s vyučující chemií a po jejich schválení proběhl jejich export z prostředí tihkercad.com a následné slicování, práce s podpěrou a exportování Gcodu, který byl nahrán na paměťovou kartu. Každý student si na učitelském počítači vyzkoušel postup při slicování, práci s podpěrou a vytvoření Gcodu. Každý postup byl promítán pomocí dataprojektoru na tabuli a připomínkován vyučujícím. Závěrečným bodem bylo sepsání postupu při hodině českého jazyka. Tento postup byl zhodnocen, jak vyučujícím českého jazyka z hlediska jazykového, tak z hlediska technického vyučujícího informatiky. O další hodině českého jazyka bylo vše probráno studentům, kteří svou práci vytvořili a přepsali do programu MS Word, kteří nasdílely vyučují chemii, český jazyk, informatiku.

Všechny studenty modelování velmi bavilo a určitě bylo přínosem v rozvoji jejich komunikačních dovedností, práce s PC iv přístupu ke komplexnímu řešení problémů.

Authors

Ing. Jan Marek, Mgr. Barbara Holubcová, Bc. Jana Bláhová, Mgr. Lucie Muzikářová, studenti 4.A

Model origin

The author hasn't provided the model origin yet.

License