Георгий Фомичев

Что делать, если у ребенка в школе появился 3D-принтер?

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?


Напечатанные изделия


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


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.


Макет школы


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.


Пример крайне неудачной печати


Какие можно сделать выводы?

  1. Инициатива о покупке принтера должна исходить от учителя, который хорошо разбирается в 3D-печати. Желательно наличие учебно-методических пособий к конкретному принтеру.
  2. Школьников нужно заинтересовывать 3D-печатью, участием в конкурсах и олимпиадах.
  3. Крайне полезно – совместить 3D-печать и робототехнику, то есть к существующим робото-кружкам закупать принтеры — и наоборот.
  4. Привлекать школьников к реальным проектам, прорабатывать кейсы, изучать теорию решения изобретательских задач — один из лучших способов получить готовых инженеров на все руки.
  5. 3D-моделирование развивает пространственное воображение. 


Материалы по теме:

10 технических профессий будущего

Новая 3D-ручка может печатать древесиной, медью и бронзой

В космос запустили 3D-принтер

Полиция использовала 3D-печать для взлома iPhone

Протезы кистей рук — это красиво. Фотографии


comments powered by Disqus

Подпишитесь на рассылку RUSBASE

Мы будем вам писать только тогда, когда это действительно очень важно