10 έργα STEM για δημοτικούς φοιτητές με εκτυπωτή 3D

Η τρισδιάστατη εκτύπωση προσφέρει στους μαθητές του δημοτικού ένα ένας εξαιρετικός τρόπος για να μάθετε έννοιες STEM μέσα από πρακτικές δραστηριότητες. Αυτά τα 10 έργα δίνουν στους μαθητές την ευκαιρία να δουν και να πειραματιστούν με έννοιες που διαφορετικά θα μπορούσαν να είναι πολύ αφηρημένες ή πολύ δύσκολες. Οι μαθητές σας μπορούν να δημιουργήσουν και να δοκιμάσουν γρανάζια, να κατασκευάσουν και να υπολογίσουν την αντοχή της γέφυρας ή να δημιουργήσουν τους δικούς τους θεατές αστερισμών. Κάθε έργο συνυφαίνει χαλαρά νήματα επιστήμης, τεχνολογίας, μηχανικής και μαθηματικών με τρόπο που έχει νόημα και είναι ευχάριστος για τους μαθητές του δημοτικού.

Έργο 1: Περιστρεφόμενα γρανάζια!

Αυτό το έργο εισάγει τους μαθητές σε βασικές μηχανικές έννοιες μέσω πειραματικού χειρισμού γραναζιών. Οι μαθητές μαθαίνουν πώς τα γρανάζια συνεργάζονται για τη μετάδοση κίνησης, την αλλαγή ταχύτητας και την ανάπτυξη μηχανικού πλεονεκτήματος. Μαθαίνουν μαθηματικές δεξιότητες, δεξιότητες μηχανικής συναρμολόγησης και δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων μετρώντας τα δόντια σε τα γρανάζια και εξετάζοντας διαφορετικούς συνδυασμούς γραναζιών.

Βασικά οφέλη μάθησης	Σημαντικές σημειώσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση
• Κατανόηση των σχέσεων μετάδοσης και του μηχανικού πλεονεκτήματος • Εξάσκηση μαθηματικών δεξιοτήτων μέσω της καταμέτρησης και του υπολογισμού αναλογιών • Ανάπτυξη χωρικής συλλογιστικής συναρμολογώντας συστήματα γραναζιών • Εκμάθηση βασικών αρχών απλών μηχανών	• Ξεκινήστε με μικρότερα γρανάζια για να μειώσετε τον χρόνο εκτύπωσης • Ελέγξτε αν το μοντέλο χρειάζεται υλικό υποστήριξης πριν από την εκτύπωση • Εκτυπώστε πρώτα ένα δοκιμαστικό γρανάζι για να διασφαλίσετε τη σωστή ευθυγράμμιση των δοντιών • Νήμα PLA λειτουργεί καλύτερα για χρήση στην τάξη • Κατεβάστε προσχεδιασμένα μοντέλα οδοντωτών τροχών για εξοικονόμηση χρόνου

Το έργο με τα γρανάζια λειτουργεί καλά ως σημείο εκκίνησης για την τρισδιάστατη εκτύπωση στην τάξη, καθώς συνδυάζει απλά σχέδια με σαφείς μηχανικές αρχές. Οι μαθητές μπορούν να ξεκινήσουν με βασικά συστήματα δύο γραναζιών και σταδιακά να προχωρήσουν σε πιο σύνθετες διατάξεις καθώς βελτιώνονται οι δεξιότητές τους.

Έργο 2: Γεωμετρικά Στερεά

Αυτό το έργο βοηθά τους μαθητές εξερευνήστε τρισδιάστατα σχήματα με απτό τρόπο. Οι μαθητές μπορούν να κρατούν και να εξετάζουν διαφορετικά γεωμετρικά στερεά, καθιστώντας τις αφηρημένες μαθηματικές έννοιες πιο συγκεκριμένες. Η πρακτική εμπειρία με κύβους, σφαίρες, πυραμίδες και άλλα σχήματα ενισχύει την κατανόησή τους για τη γεωμετρία και τις χωρικές σχέσεις.

Βασικά οφέλη μάθησης	Σημαντικές σημειώσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση
• Άμεση αλληλεπίδραση με τρισδιάστατα γεωμετρικά σχήματα • Εξασκηθείτε στη μέτρηση και τον υπολογισμό του όγκου • Μάθηση αναγνώρισης εδρών, ακμών και κορυφών • Ανάπτυξη δεξιοτήτων χωρικής οπτικοποίησης • Εμπειρία με την ταξινόμηση σχημάτων και τις ιδιότητες	• Χρησιμοποιήστε διαφορετικά χρώματα για να διακρίνετε τα σχήματα • Πειραματιστείτε με ποσοστά συμπλήρωσης για να δημιουργήσετε διαφορετικά βάρη • Εξετάστε το ενδεχόμενο εκτύπωσης κούφιων σχημάτων για εξοικονόμηση υλικού. • Το νήμα PLA σε πολλά χρώματα λειτουργεί καλά. • Λήψη έτοιμων γεωμετρικών μοντέλων στερεών για συνέπεια

Οι μαθητές μετακινούνται φυσικά από την απλή αναγνώριση σχημάτων σε πιο σύνθετες γεωμετρικές έννοιες μέσω αυτής της πρακτικής εξερεύνησης. Τα φυσικά μοντέλα διευκολύνουν την κατανόηση. πώς τα δισδιάστατα σχήματα συνδυάζονται για να δημιουργήσουν τρισδιάστατα αντικείμενα.

Έργο 3: Μοντέλο Φυτικού Κυττάρου

Αυτό το έργο μετατρέπει μικροσκοπικές κυτταρικές δομές σε ορατά, απτά μοντέλα που μπορούν να εξερευνήσουν οι μαθητές. Δημιουργώντας και συναρμολογώντας τα δικά τους μοντέλα φυτικών κυττάρων, οι μαθητές μαθαίνουν για διαφορετικά οργανίδια και τις λειτουργίες τους. Τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα εξαρτήματα βοηθούν τους μαθητές να οπτικοποιήσουν πώς συνεργάζονται διάφορα μέρη ενός κυττάρου.

Βασικά οφέλη μάθησης	Σημαντικές σημειώσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση
• Αναγνώριση οργανιδίων κυττάρων και των λειτουργιών τους • Κατανόηση της δομής και της οργάνωσης των κυττάρων • Σύγκριση μεταξύ φυτικών και ζωικών κυττάρων • Ανάπτυξη δεξιοτήτων κατασκευής μοντέλων • Πρακτική εξάσκηση με επιστημονική επισήμανση και ταυτοποίηση	• Εκτυπώστε οργανίδια σε διαφορετικά χρώματα για εύκολη αναγνώριση • Χρησιμοποιήστε διαφανές υλικό για τη βάση του τοιχώματος των κυψελών, εάν είναι δυνατόν • Δώστε προσοχή στα σχετικά μεγέθη των οργανιδίων • Διατηρήστε τα σχήματα των οργανιδίων απλά αλλά αναγνωρίσιμα • Λάβετε υπόψη την ανθεκτικότητα κατά την εκτύπωση μικρών εξαρτημάτων.

Το φυσικό κυτταρικό μοντέλο χρησιμεύει ως σημείο αναφοράς για τους φοιτητές καθ' όλη τη διάρκεια των σπουδών τους στη βιολογία. Μπορούν να προσθέσουν ή να τροποποιήσουν τα μοντέλα τους καθώς μαθαίνουν πιο σύνθετες κυτταρικές έννοιες.

Έργο 4: Χώρος ανασκαφής ορυκτών

Αυτό το έργο συνδυάζει την επιστήμη της γης με την πρακτική ανακάλυψη, καθώς οι μαθητές δημιουργούν και εξερευνούν τις δικές τους τοποθεσίες ανασκαφών απολιθωμάτων. Οι μαθητές μαθαίνουν για την απολίθωση, τα γεωλογικά στρώματα και την προϊστορική ζωή, ενώ παράλληλα εξασκούν επιστημονικές τεχνικές ανασκαφής. Το έργο μετατρέπει τις αφηρημένες έννοιες για την ιστορία της γης σε μια φυσική, διαδραστική εμπειρία.

Βασικά οφέλη μάθησης	Σημαντικές σημειώσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση
• Κατανόηση των διαδικασιών απολίθωσης • Γνώση γεωλογικών στρωμάτων και χρονικών περιόδων • Πρακτική εξάσκηση με επιστημονικές μεθόδους ανασκαφής • Αναγνώριση διαφορετικών τύπων απολιθωμάτων • Εμπειρία με αρχαιολογική τεκμηρίωση	• Χρησιμοποιήστε νήμα σε γήινες αποχρώσεις για ρεαλιστική εμφάνιση απολιθωμάτων • Εκτυπώστε απολιθώματα με μεσαίο γέμισμα για ανθεκτικότητα • Δημιουργήστε λεπτομερή αλλά ανθεκτικά αντίγραφα απολιθωμάτων • Εκτυπώστε επιπλέον απολιθώματα για να αντικαταστήσετε όσα σπάνε • Φτιάξτε απολιθώματα αρκετά μεγάλα ώστε να μπορούν να τα χειριστούν οι μαθητές του δημοτικού

Η διαμόρφωση του χώρου ανασκαφής επιτρέπει στους μαθητές να ενεργούν ως παλαιοντολόγοι, ενώ παράλληλα μαθαίνουν βασικές επιστημονικές έννοιες. Συνδέουν τα φυσικά στοιχεία που ανακαλύπτουν με ευρύτερες ιδέες για την ιστορία της Γης και την προϊστορική ζωή.

Έργο 5: Σχεδιασμός Γέφυρας

ο λευκός πύργος τυπωμένος από τον @dylanlock_ QIDI X-MAX

Αυτό το έργο διδάσκει στους μαθητές τη δομική μηχανική μέσω πρακτικής εφαρμογής στην κατασκευή και δοκιμή γεφυρών. Οι μαθητές μαθαίνουν πώς διαφορετικά σχέδια και δυνάμεις επηρεάζουν την αντοχή της γέφυρας, αναπτύσσοντας παράλληλα δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων. Το έργο καθιστά απτές τις αφηρημένες έννοιες της φυσικής καθώς οι μαθητές δοκιμάζουν και βελτιώνουν τα σχέδια των γεφυρών τους.

Βασικά οφέλη μάθησης	Σημαντικές σημειώσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση
• Αναγνώριση δυνάμεων σε κατασκευές • Εμπειρία με επιστημονικές μεθόδους δοκιμών • Ανάπτυξη δεξιοτήτων βελτίωσης σχεδιασμού • Πρακτική εξάσκηση με μετρήσεις και καταγραφή δεδομένων	• Χρησιμοποιήστε PLA ή Νήμα PETG για ισχυρότερα εξαρτήματα • Εκτυπώστε δοκούς με στρώσεις ευθυγραμμισμένες με το μήκος για μέγιστη αντοχή • Δημιουργήστε πολλαπλά σύνολα τμημάτων γέφυρας για σύγκριση • Δοκιμή εκτύπωσης μικρών εξαρτημάτων πριν από την πλήρη τοποθέτηση εξαρτημάτων γέφυρας. • Δώστε προσοχή στα σημεία σύνδεσης μεταξύ των κομματιών

Η διαδικασία δοκιμής γεφυρών δείχνει στους μαθητές πώς λειτουργούν οι αρχές της μηχανικής σε πραγματικές κατασκευές. Κάθε δοκιμή τους βοηθά να κατανοήσουν γιατί ορισμένα σχέδια είναι ισχυρότερα από άλλα.

Έργο 6: Εργαλεία μέτρησης

Αυτό το έργο διδάσκει στους μαθητές τη μέτρηση σχεδιάζοντας και δημιουργώντας τα δικά τους εργαλεία μέτρησης. Οι μαθητές μαθαίνουν να χρησιμοποιούν λογισμικό CAD ενώ παράλληλα αναπτύσσουν πρακτικά εργαλεία όπως χάρακες, μοιρογνωμόνια ή μέτρα όγκου.Το έργο συνδέει τις έννοιες μέτρησης με το σχεδιασμό εργαλείων, βοηθώντας τους μαθητές να κατανοήσουν την ακρίβεια και την ορθότητα.

Βασικά οφέλη μάθησης	Σημαντικές σημειώσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση
• Εμπειρία με βασικό λογισμικό CAD • Εξάσκηση με ακρίβεια και βαθμονόμηση • Ανάπτυξη δεξιοτήτων σχεδιασμού εργαλείων • Μάθηση μέσω της δημιουργίας πρακτικών εργαλείων	• Οι ρυθμίσεις εκτύπωσης πρέπει να είναι ακριβείς για ακριβείς μετρήσεις • Οι δοκιμαστικές εκτυπώσεις είναι απαραίτητες για τον έλεγχο των διαστάσεων • Προσθέστε σαφείς ενδείξεις μέτρησης στο σχέδιο • Χρησιμοποιήστε νήμα PLA υψηλής ποιότητας για σταθερότητα • Βεβαιωθείτε για τη βαθμονόμηση του εκτυπωτή πριν από την έναρξη

Το έργο εργαλείων μέτρησης βοηθά τους μαθητές να κατανοήσουν τόσο τις τεχνικές όσο και τις πρακτικές πτυχές της μέτρησης. Μαθαίνουν αρχές σχεδιασμού ενώ παράλληλα δημιουργούν όργανα που μπορούν να χρησιμοποιήσουν σε άλλες δραστηριότητες στην τάξη.

Έργο 7: Τρισδιάστατα παζλ

Αυτό το έργο συνδυάζει τη χωρική συλλογιστική με τον μηχανικό σχεδιασμό, καθώς οι μαθητές δημιουργούν τα δικά τους τρισδιάστατα παζλ. Οι μαθητές μαθαίνουν για τους μηχανισμούς αλληλοσύνδεσης, ενώ παράλληλα αναπτύσσουν δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων. Το έργο τους προκαλεί να σκεφτούν πώς τα σχήματα ταιριάζουν μεταξύ τους και πώς τα κομμάτια μπορούν να σχεδιαστούν ώστε να συνδέονται σωστά.

Βασικά οφέλη μάθησης	Σημαντικές σημειώσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση
• Ανάπτυξη δεξιοτήτων χωρικής συλλογιστικής • Πρακτική άσκηση με αρχές μηχανικού σχεδιασμού • Κατανόηση των σχέσεων των σχημάτων • Εμπειρία με μηχανική εφαρμογή και ανοχή • Βελτίωση των ικανοτήτων επίλυσης προβλημάτων	• Εκτυπώστε τα δοκιμαστικά κομμάτια για να ελέγξετε την εφαρμογή και ανοχή • Χρησιμοποιήστε διαφορετικά χρώματα για ευκολότερη εκμάθηση συναρμολόγησης • Εξασφαλίστε ακριβείς διαστάσεις για σωστή αλληλοσύνδεση • Λάβετε υπόψη τα όρια ακρίβειας του εκτυπωτή κατά το σχεδιασμό συνδέσεων. • Εκτυπώστε επιπλέον κομμάτια για να αντικαταστήσετε όσα μπορεί να σπάσουν

Η διαδικασία σχεδιασμού παζλ διδάσκει στους μαθητές τόσο γεωμετρικές αρχές όσο και πρακτικές μηχανικές παραμέτρους. Κάθε παζλ αποτελεί δοκιμασία των σχεδιαστικών τους δεξιοτήτων και της κατανόησης των χωρικών σχέσεων.

Έργο 8: Προβολέας αστερισμών

Αυτό το έργο συνδυάζει την αστρονομία με την απλή οπτική, καθώς οι μαθητές δημιουργούν εργαλεία για να βλέπουν τα μοτίβα των αστεριών. Οι μαθητές μαθαίνουν για τους αστερισμούς και την ουράνια πλοήγηση ενώ κατασκευάζουν μια συσκευή που προβάλλει μοτίβα αστεριών. Το έργο βοηθά να γίνουν οι αστρονομικές έννοιες ορατές και ενδιαφέρουσες στην τάξη.

Βασικά οφέλη μάθησης	Σημαντικές σημειώσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση
• Γνώση βασικών αστρονομικών εννοιών • Εμπειρία με οπτική προβολή • Σύνδεση μεταξύ αστεριών και πλοήγησης • Μαθαίνοντας για την παρατήρηση του νυχτερινού ουρανού	• Χρησιμοποιήστε σκούρο νήμα για το σώμα του θεατή • Εκτύπωση με υποδοχές για εναλλάξιμα μοτίβα • Εξετάστε το ενδεχόμενο ημιδιαφανούς υλικού για μοτίβα αστεριών. • Δοκιμή μετάδοσης φωτός πριν από την πλήρη παραγωγή • Εξασφαλίστε την κατάλληλη εφαρμογή μεταξύ των εξαρτημάτων

Το πρόγραμμα προβολής αστερισμών προσφέρει στους μαθητές έναν πρακτικό τρόπο μελέτης της αστρονομίας. Μπορούν να εξερευνήσουν διαφορετικά μοτίβα αστεριών και να μάθουν πώς αυτά τα μοτίβα έχουν καθοδηγήσει τους ανθρώπους σε όλη την ιστορία.

Έργο 9: Τοπογραφικοί Χάρτες

Αυτό το έργο βοηθά τους μαθητές να κατανοήσουν τη γεωγραφία και τις γεωμορφές μέσω τρισδιάστατα εκτυπωμένων μοντέλων εδάφους. Οι μαθητές μαθαίνουν πώς οι χάρτες αναπαριστούν τα χαρακτηριστικά του υψομέτρου και του εδάφους, ενώ παράλληλα εξερευνούν διαφορετικά τοπία. Το έργο μετατρέπει τους επίπεδους χάρτες σε απτικά μοντέλα που διευκολύνουν την κατανόηση των γεωγραφικών εννοιών.

Βασικά οφέλη μάθησης	Σημαντικές σημειώσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση
• Εξασκηθείτε στις δεξιότητες ανάγνωσης χαρτών • Αναγνώριση χαρακτηριστικών εδάφους • Εμπειρία με τοπογραφική αναπαράσταση • Ανάπτυξη δεξιοτήτων χωρικής σκέψης	• Χρησιμοποιήστε διαφορετικά χρώματα για τα επίπεδα υψομέτρου • Προσαρμόστε το ύψος της στρώσης για να εμφανίσετε τις αλλαγές στο υψόμετρο • Λάβετε υπόψη το μέγεθος και την κλίμακα για την ορατότητα των λεπτομερειών • Δοκιμάστε πρώτα την εκτύπωση μικρών τμημάτων • Εκτυπώστε με αρκετό γέμισμα για ανθεκτικότητα

Τα μοντέλα φυσικού εδάφους βοηθούν τους μαθητές να συνδέουν σύμβολα χαρτών 2D με πραγματικά χαρακτηριστικά τοπίου. Οι μαθητές μπορούν να αγγίξουν και να εξερευνήσουν γεωγραφικούς σχηματισμούς, ενώ παράλληλα μαθαίνουν πώς οι χάρτες αναπαριστούν τον πραγματικό κόσμο.

Έργο 10: Μηχανικό μπρελόκ

Αυτό το έργο συνδυάζει τη μηχανική με τον προσωπικό σχεδιασμό, καθώς οι μαθητές δημιουργούν μπρελόκ με κινούμενους μηχανισμούς γραναζιών. Οι μαθητές εφαρμόζουν τις γνώσεις τους σχετικά με τα γρανάζια για να κατασκευάσουν ένα λειτουργικό, εξατομικευμένο αντικείμενο. Το έργο εισάγει τον σχεδιασμό προϊόντων, ενώ παράλληλα ενισχύει τις μηχανικές έννοιες μέσω μιας πρακτικής εφαρμογής.

Βασικά οφέλη μάθησης	Σημαντικές σημειώσεις για την τρισδιάστατη εκτύπωση
• Εφαρμογή μηχανικής γραναζιών • Πρακτική εξάσκηση στον σχεδιασμό προϊόντων • Εμπειρία με την εξατομίκευση • Κατανόηση των κινούμενων μερών • Ανάπτυξη δεξιοτήτων σχεδιασμού	• Χρησιμοποιήστε χρώματα που δημιουργούν αντίθεση για τα γρανάζια και τη βάση • Εκτυπώστε μικρά δοκιμαστικά γρανάζια για να ελέγξετε την εφαρμογή τους • Εξασφαλίστε την κατάλληλη απόσταση για τα κινούμενα μέρη • Δημιουργήστε ανθεκτικά σημεία σύνδεσης • Λάβετε υπόψη τα όρια μεγέθους για την πρακτικότητα του μπρελόκ.

Αυτό το πρακτικό έργο επιτρέπει στους μαθητές να δημιουργήσουν κάτι προσωπικό, εφαρμόζοντας παράλληλα τις γνώσεις τους στη μηχανική. Μαθαίνουν τόσο για τον λειτουργικό σχεδιασμό όσο και για τις αισθητικές παραμέτρους, ενώ παράλληλα κατασκευάζουν κάτι που μπορούν να χρησιμοποιήσουν.

Κάντε τη μάθηση STEM πραγματικότητα με τρισδιάστατη εκτύπωση!

Αυτά τα 10 έργα κάνουν τη μάθηση STEM πραγματική και πρακτική για μαθητές δημοτικού μέσω... τρισδιάστατη εκτύπωσηΌλα τα έργα επιτρέπουν στους εκπαιδευτικούς να κάνουν προσιτές στους μαθητές απαιτητικές έννοιες, επιτρέποντάς τους να σχεδιάζουν και να δοκιμάζουν πραγματικά αντικείμενα. Οι εκπαιδευτικοί μπορούν να επιλέξουν έργα που ταιριάζουν στις ανάγκες της τάξης τους και να τα προσαρμόσουν καθώς μαθαίνουν οι μαθητές. Με τις σωστές οδηγίες και την καθοδήγηση εκτύπωσης, αυτά τα έργα δίνουν στους εκπαιδευτικούς μια σταθερή βάση για ενσωμάτωση της τρισδιάστατης εκτύπωσης στο πρόγραμμα σπουδών STEM.