3D σχεδίαση και εκτύπωση ποτηριού

Submitted by ggoutas on Tue, 16/03/2021 - 23:16

General Info


3D σχεδίαση και εκτύπωση ποτηριού
Abstract

At school, one often teaches theoretic knowledge, not directly related to everyday life, so students find it difficult to understand the importance of the knowledge involved. 3D design can contribute positively, in this case as students can combine knowledge e.g. math and construction to create an authentic, tangible design. From the implementation of the educational scenario, it seems that in this problematic situation, it is easier to stimulate the interest and attention of students and increase their participation. The central idea was to design / print a 3D glass, mathematically calculated, using decimal numbers.

Περίληψη στα Ελληνικά:

Στο σχολείο συχνά διδάσκονται αφηρημένες γνώσεις, μη σχετιζόμενες άμεσα με την καθημερινότητα,  οπότε οι μαθητές δυσκολεύονται να κατανοήσουν τη σημαντικότητα της πραγματευόμενης γνώσης. Ο τρισδιάστατος σχεδιασμός μπορεί να συνεισφέρει θετικά, σε αυτή την περίπτωση καθώς οι μαθητές μπορούν να συνδυάσουν γνώσεις π.χ. μαθηματικά και κατασκευές, ώστε να δημιουργήσουν ένα αυθεντικό, χειροπιαστό σχέδιο. Από την υλοποίηση του διδακτικού σεναρίου, φαίνεται πως σε αυτή την κατάσταση προβληματικής, είναι πιο εύκολο να κεντριστεί το ενδιαφέρον και η προσοχή των μαθητών και να αυξηθεί η συμμετοχή τους.  Η κεντρική ιδέα ήταν ο σχεδιασμός/εκτύπωση ενός 3D ποτηριού, διαστάσεων μαθηματικά υπολογισμένων, με χρήση δεκαδικών αριθμών.


STEAM2021 Conference
On
Practice's Language
Greek
STEAM discipline
Technology
Mathematics
Technology Area/Topic
Digital manufacturing
Mathematics Area/Topic
Algebra
Logic
License
CC BY-NC-SA

Audience and Educational Framework


Audience
Learner
Audience competence
Beginner
Age Range
9-11
Educational/Training framework
Elementary/primary school

Educational Details


Educational Subject
ΤΠΕ, Μαθηματικά/ ICT, Mathematics
Description of the practice

Το σχολείο είναι ένα τεχνητό περιβάλλον, που συχνά διδάσκει αφηρημένες γνώσεις, μη εύκολα προσβάσιμες στην καθημερινή ζωή (Δαγδιλέλης, 2007). Τα αυθεντικά προβλήματα, μπορούν να αντλούνται από την καθημερινότητα των μαθητών, κατά βάση όμως πρέπει να υπάρχει νόημα γι’ αυτούς και να αναπτύσσεται «γνωστική ανισορροπία», ώστε να έχουν ισχυρό κίνητρο για επίλυση (Δημητριάδης, 2015).

Σκοπός της διδακτικής πρότασης, που υλοποιήθηκε στην τάξη, ήταν οι μαθητές (της Ε΄ Δημοτικού), να σχεδιάσουν ένα τρισδιάστατο ποτήρι, βασιζόμενοι σε μαθηματικούς υπολογισμούς, που αντιστοιχούν στο επίπεδο των γνώσεων τους (πρόσθεση και αφαίρεση με δεκαδικούς αριθμούς). Έτσι οι μαθητές κατανοησαν ότι οι προσθέσεις και αφαιρέσεις με δεκαδικούς αριθμούς δεν είναι αφηρημένες έννοιες αλλά εργαλείο στην καθημερινή πρακτική, κατά την επίλυση ενός αυθεντικού προβλήματος. Η διερευνητική μάθηση αναπτύχθηκε με βάση τις κατευθύνσεις του παιδαγωγού John Dewey (Γκοτζαρίδης, 2009), ο οποίος όρισε την αυθεντική μάθηση ως «διαδικασία ενεργητικής διερεύνησης προβληματικών καταστάσεων» (Ματσαγγούρας, 1998, σ. 493).

Επίσης οι μαθητές, ήρθαν σε πρώτη επαφή, με τις έννοιες «εξίσωση και μεταβλητή», που θα μελετήσουν στην επόμενη τάξη.  Μέσω του σπειροειδούς προγράμματος σπουδών, προτείνεται άλλωστε, καθώς μεγαλώνουν τα παιδιά, να επαναδιαπραγματεύονται με πιο σύνθετο τρόπο, αντικείμενα που αρχικά διδάχθηκαν με απλό τρόπο (Schunk, 2010).

Ο σχεδιασμός του ποτηριού έγινε μέσω του σχεδιαστικού περιβάλλοντος  tinkercad.com και οι μαθητές είχαν εξοικειωθεί ήδη, στις βασικές λειτουργίες σχεδιασμού, σε προηγούμενο μάθημα. Αφού τέθηκε ο κεντρικός προβληματισμός, του σχεδιασμού ενός ποτηριού, δόθηκε  στους μαθητές το φύλλο εργασίας, ώστε σε μικρές ομάδες εργαζόμενοι, να υπολογίσουν τις διαστάσεις του ποτηριού, στοιχεία που στη συνέχεια χρησιμοποιούνταν κατά τον 3D σχεδιασμό στο tinkercad. Το φύλλο εργασίας συνολικά απαιτούσε 3 υπολογισμούς, με δεκαδικούς αριθμούς. Στο τέλος έγινε εκτύπωση του ποτηριού, στον 3D εκτυπωτή Ultimaker 2+ του σχολείου, ώστε οι μαθητές να αγγίξουν το δημιούργημά τους. Η διδακτική παρέμβαση διήρκησε συνολικά 3 διδακτικές ώρες και οι μαθητές συμμετείχαν ευχάριστα στο μάθημα. Ολοκλήρωσαν όλοι τους μαθηματικούς υπολογισμούς στο χαρτί καθώς και το σχέδιο στο tinkercad.

Ο εκπαιδευτικός είχε το ρόλο του συντονιστή, παρατηρούσε τη λειτουργία των ομάδων και καθοδηγούσε τους μαθητές στο σχεδιαστικό περιβάλλον με τη βοήθεια του προβολικού. Στην εποικοδομιστική αντίληψη της διδασκαλίας και της μάθησης, ο δάσκαλος έχει το ρόλο του παρατηρητή και του συντρόφου-συνοδοιπόρου στη μαθησιακή διαδικασία, που δημιουργεί περιβάλλοντα κατασκευής και μάθησης τα οποία κεντρίζουν το ενδιαφέρον των μαθητών (Kock, n.d.).

Δαγδιλέλης, Β. & άλ. (2007) Επιμορφωτικό υλικό για την εκπαίδευση των επιμορφωτών στα Πανεπιστημιακά Κέντρα Επιμόρφωσης. Τεύχος 1: Γενικό Μέρος. Πάτρα: Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών.

Δημητριάδης, Σ. (2015), Θεωρίες Μάθησης & Εκπαιδευτικό Λογισμικό. Αθήνα: ΣΕΑΒ.

Ματσαγγούρας, Η., (1998). Θεωρία και πράξη της διδασκαλίας. Τόμος Δεύτερος. Στρατηγικές διδασκαλίας. Η κριτική σκέψη στη διδακτική πράξη.  ΑΘΗΝΑ: GUTENBERG.

Schunk, D. (2010). Θεωρίες μάθησηςΜια εκπαιδευτική θεώρηση. (Ε. Εκκελάκη, μεταφρ.). Αθήνα: Εκδόσεις ΜΕΤΑΙΧΜΙΟ. (το πρωτότυπο έργο εκδόθηκε 2008).

Kock, R. (χ.η.). Die Offenheit von Lernen und Entwicklung. Der Beitrag Freinets zur konstruktivistischen Didaktik.


Duration of practice realisation
135 minutes
Difficulty
Easy
Educational Use
διερευνητική μάθηση, εργασία σε ομάδες, θεωρία και πράξη

Learning Outcomes

οι μαθητές εργάστηκαν σε ομάδες και έμαθαν:

  • να κάνουν πράξεις με δεκαδικούς αριθμούς
  • να σχεδιάζουν με απλές εντολές στο 3D σχεδιαστικό περιβάλλον tinkercad.com
  • να συνεργάζονται σε ομάδες για την επίτευξη στόχου.

Κατανόησαν ότι τα μαθηματικά (οι προσθέσεις και αφαιρέσεις με δεκαδικούς αριθμούς) δεν είναι αφηρημένες έννοιες αλλά εργαλείο στην καθημερινή πρακτική, κατά την επίλυση ενός αυθεντικού προβλήματος. Επίσης οι μαθητές, ήρθαν σε επαφή, με τις έννοιες «εξίσωση και μεταβλητή», που θα μελετήσουν στη επόμενη τάξη. 


Orientation/Focus
acquire new knowledge
develop new skills
attain attitudes
Life long learning, students awareness about what they know and what they're able to do
Delivery mode
Blended learning

Hardware/Software/Other Resources

3d printer Ultimaker 2+

https://www.tinkercad.com/things/b2t8LcwcF0G

σταθμός εργασίας ανά ομάδα μαθητών

σταθμός εργασίας και προβολικό (εκπαιδευτικός)

φύλλο εργασίας


Implementation

(where and how the practice was implemented)


Country that was implemented
Greece
Framework/οrganization that was applied to
5ο Δημοτικό Σχολείο Βέροιας
Audience size
38

Description, evaluation and lessons learned

Οι μαθητές αξιολογήθηκαν κατά τη διάρκεια των 3 ωρών και των δραστηριοτήτων που υλοποίησαν. Το φύλλο εργασίας περιείχε 3 μαθηματικούς υπολογισμούς και επιπλέον απαιτούνταν το 3D σχέδιο, στο προφίλ της εκάστοτε ομάδας (https://www.tinkercad.com/things/b2t8LcwcF0G).

Όλοι οι μαθητές συμμετείχαν στη δραστηριότητα και στο πλαίσιο της συνολικής ομάδας συνεργάστηκαν και υλοποίησαν τους μαθηματικούς υπολογισμούς αλλά και το τρισδιάστατο σχέδιο.

Στο τέλος εντυπωσιάστηκαν με την εκτύπωση του σχεδίου τους, στον τρισδιάστατο εκτυπωτή!

σχέδιο ποτήριεκτυπωμένο ποτήρι


Educational material/resources (file/URL) accompanying the practice


Educational material/resources
Φύλλο εργασίας 3D ποτήρι

License
CC BY-NC-SA
Educational Resource Type
exercise
Interactivity Type
active
Language

Greek

Educational Resource File
More comments about this Resource

Φύλλο εργασίας με μαθηματικούς υπολογισμούς δεκαδικών αριθμών, για σχεδιασμό 3d ποτηριού στο tinkercad.com


Rate this Practice

No votes have been submitted yet.

English