10 STEM projekt az általános iskolai hallgatók számára 3D nyomtatóval

A 3D nyomtatás lehetőséget ad az általános iskolásoknak nagyszerű módja a STEM fogalmak elsajátításának gyakorlati tevékenységeken keresztül. Ez a 10 projekt lehetőséget ad a diákoknak arra, hogy olyan fogalmakat vizsgáljanak meg és játsszanak azokkal, amelyek egyébként túl elvontak vagy túl nehezek lennének. A tanulók fogaskerekeket készíthetnek és tesztelhetnek, hidakat építhetnek és számíthatnak ki, vagy saját csillagkép-nézőket hozhatnak létre. Minden projekt a tudomány, a technológia, a mérnöki tudományok és a matematika laza szálait szövi össze olyan módon, ami értelmes és élvezetes az általános iskolások számára.

1. projekt: Forgó fogaskerekek!

Ez a projekt a fogaskerekek kísérleti manipulációján keresztül vezeti be a diákokat az alapvető mechanikai fogalmakkal. A diákok megtanulják, hogyan működnek együtt a fogaskerekek a mozgás továbbításában, a sebesség változtatásában és a mechanikai előnyök fejlesztésében. Matematikai készségeket, mechanikai összeszerelési készségeket és problémamegoldó készségeket sajátítanak el a fogak mérésével. a fogaskerekek és különböző sebességváltó-kombinációk vizsgálata.

Főbb tanulási előnyök	Fontos 3D nyomtatási megjegyzések
• A sebességváltó áttételeinek és a mechanikai előnyöknek az ismerete • Matematikai készségek gyakorlása számolással és arányok kiszámításával • Térbeli gondolkodás fejlesztése fogaskerék-rendszerek összeszerelésével • Egyszerű gépek alapelveinek elsajátítása	• Kezdje kisebb sebességfokozatokkal a nyomtatási idő csökkentése érdekében • Nyomtatás előtt ellenőrizze, hogy a modellhez szükség van-e támasztóanyagra • Először nyomtasson ki egy tesztfogaskereket a fogak megfelelő beállításának biztosítása érdekében • PLA filament osztálytermi használatra működik a legjobban • Időmegtakarítás érdekében töltsön le előre megtervezett homlokkerék-modelleket

A fogaskerék-projekt jól használható belépési pontként a 3D nyomtatáshoz az osztályteremben, mivel az egyszerű terveket világos mechanikai elvekkel ötvözi. A diákok elkezdhetik az alapvető kétsebességes rendszerekkel, és fokozatosan áttérhetnek az összetettebb elrendezésekre, ahogy a készségeik fejlődnek.

2. projekt: Geometriai testek

Ez a projekt segíti a diákokat 3D-s alakzatok felfedezése kézzelfogható módon. A diákok különböző geometriai testeket kézbe vehetnek és vizsgálhatnak, így az absztrakt matematikai fogalmak kézzelfoghatóbbá válnak. A kockákkal, gömbökkel, piramisokkal és más alakzatokkal való gyakorlati tapasztalat erősíti a geometria és a térbeli kapcsolatok megértését.

Főbb tanulási előnyök	Fontos 3D nyomtatási megjegyzések
• Közvetlen interakció 3D geometriai alakzatokkal • Gyakorold a térfogat mérését és kiszámítását • Lapok, élek és csúcspontok azonosításának megtanulása • Térbeli vizualizációs készségek fejlesztése • Tapasztalat az alakzatok osztályozásában és tulajdonságaiban	• Használjon különböző színeket a formák megkülönböztetéséhez • Kísérletezz a kitöltési százalékokkal, hogy változó súlyokat hozz létre • Az anyagmegtakarítás érdekében fontolja meg üreges formák nyomtatását • Több színű PLA filament jól működik • Töltsön le kész geometriai szilárdtest modelleket az egységesség érdekében

A diákok természetes módon haladnak az egyszerű alakfelismeréstől a bonyolultabb geometriai fogalmak felé ezen a gyakorlatias felfedezésen keresztül. A fizikai modellek megkönnyítik a megértést. hogyan kombinálhatók a 2D alakzatok 3D objektumok létrehozásához.

3. projekt: Növényi sejtmodell

Ez a projekt mikroszkopikus sejtszerkezeteket alakít át látható, kézzelfogható modellekké, amelyeket a diákok felfedezhetnek. Saját növényi sejtmodellek létrehozásával és összeszerelésével a diákok megismerkedhetnek a különböző sejtszervecskékkel és azok funkcióival. A 3D nyomtatott alkatrészek segítenek a diákoknak elképzelni, hogyan működnek együtt a sejt különböző részei.

Főbb tanulási előnyök	Fontos 3D nyomtatási megjegyzések
• Sejtszervecskék és funkcióik felismerése • A sejtek szerkezetének és szerveződésének megértése • Növényi és állati sejtek összehasonlítása • Modellépítési készségek fejlesztése • Gyakoroljon tudományos címkézéssel és azonosítással	• Nyomtasson organellumokat különböző színekkel a könnyű azonosítás érdekében • Ha lehetséges, átlátszó anyagot használjon a sejtfal alapjához • Figyelj az organellumok relatív méretére • Tartsa az organellum alakját egyszerűnek, de felismerhetőnek • Kis alkatrészek nyomtatásakor vegye figyelembe a tartósságot

A fizikai sejtmodell referenciapontként szolgál a diákok számára biológia tanulmányaik során. Ahogy egyre összetettebb sejtfogalmakat tanulnak, kiegészíthetik vagy módosíthatják modelljeiket.

4. projekt: Fosszilis ásatási helyszín

Ez a projekt a földtudományt a gyakorlati felfedezéssel ötvözi, miközben a diákok saját fosszilis ásatási helyszíneket hoznak létre és fedeznek fel. A diákok a fosszilis lerakódásokról, a geológiai rétegekről és az őskori életről tanulnak, miközben tudományos ásatási technikákat gyakorolnak. A projekt a Föld történetével kapcsolatos elvont fogalmakat fizikai, interaktív élménnyé alakítja.

Főbb tanulási előnyök	Fontos 3D nyomtatási megjegyzések
• A fosszilizációs folyamatok megértése • Geológiai rétegek és időszakok ismerete • Gyakoroljon tudományos ásatási módszerekkel • Különböző fosszilis típusok felismerése • Régészeti dokumentációval kapcsolatos tapasztalat	• Használjon földszínű filamentet a valósághű fosszilis megjelenés érdekében • Nyomtasson fosszíliákat közepes töltelékkel a tartósság érdekében • Készítsen részletes, de masszív fosszilis másolatokat • Nyomtasson ki extra fosszíliákat a töröttek pótlására • Készítsen akkora fosszíliákat, hogy az általános iskolások meg tudják őket fogni

Az ásatási helyszín kialakítása lehetővé teszi a diákok számára, hogy paleontológusokként elsajátítsák a kulcsfontosságú tudományos fogalmakat. A feltárt fizikai bizonyítékokat összekapcsolják a Föld történelméről és az őskori életről szóló tágabb elképzelésekkel.

5. projekt: Hídtervezés

A fehér torony, amelyet a @dylanlock_ nyomtatott QIDI X-MAX-nak

Ez a projekt gyakorlati hídépítésen és -tesztelésen keresztül tanítja a diákokat a tartószerkezet-tervezésre. A diákok megtanulják, hogy a különböző tervek és erők hogyan befolyásolják a híd szilárdságát, miközben problémamegoldó készségeket fejlesztenek. A projekt kézzelfoghatóvá teszi az absztrakt fizikai fogalmakat, miközben a diákok tesztelik és fejlesztik hídterveiket.

Főbb tanulási előnyök	Fontos 3D nyomtatási megjegyzések
• Szerkezetekben ható erők felismerése • Tapasztalat tudományos vizsgálati módszerekkel • Tervezési készségek fejlesztése • Gyakoroljon méréssel és adatrögzítéssel	• Használjon PLA-t vagy PETG filament erősebb alkatrészekhez • A maximális szilárdság érdekében a gerendák nyomtatása a hosszukhoz igazított rétegekkel • Hozzon létre több hídalkatrész-készletet összehasonlítás céljából • Kis alkatrészek tesztnyomtatása a teljes hídalkatrészek előtt • Figyeljen a darabok közötti csatlakozási pontokra

A hídvizsgálati folyamat megmutatja a diákoknak, hogyan működnek a mérnöki alapelvek a valós szerkezetekben. Minden egyes teszt segít nekik megérteni, hogy bizonyos tervek miért erősebbek másoknál.

6. projekt: Mérőeszközök

Ez a projekt a mérésről tanítja a diákokat saját mérőeszközök tervezésével és elkészítésével. A diákok CAD szoftverek használatát tanulják meg fejlesztés közben. gyakorlati eszközök, mint például vonalzók, szögmérők vagy térfogatmértékek.A projekt a mérési koncepciókat a szerszámtervezéssel kapcsolja össze, segítve a diákokat a pontosság és a pontosság megértésében.

Főbb tanulási előnyök	Fontos 3D nyomtatási megjegyzések
• Alapvető CAD szoftverekkel szerzett tapasztalat • Gyakorolj precízen és kalibrálva • Szerszámtervezési készségek fejlesztése • Gyakorlati eszközök készítésével történő tanulás	• A pontos mérésekhez pontos nyomtatási beállításokra van szükség • A méretek ellenőrzéséhez elengedhetetlenek a tesztnyomatok • Adjon hozzá egyértelmű méretjelöléseket a tervhez • Használjon kiváló minőségű PLA filamentet a stabilitás érdekében • Indítás előtt győződjön meg a nyomtató kalibrálásáról

A mérőeszközök projekt segít a diákoknak megérteni a mérés technikai és gyakorlati aspektusait is. Tervezési alapelveket tanulnak, miközben olyan eszközöket készítenek, amelyeket más órai tevékenységekben is használhatnak.

7. projekt: 3D-s kirakók

Ez a projekt a térbeli gondolkodást ötvözi a mérnöki tervezéssel, miközben a diákok saját 3D-s kirakókat készítenek. A diákok az összekapcsolódó mechanizmusokról tanulnak, miközben problémamegoldó készségeket fejlesztenek. A projekt arra ösztönzi őket, hogy gondolkodjanak el azon, hogyan illeszkednek egymáshoz a formák, és hogyan lehet a darabokat úgy megtervezni, hogy megfelelően illeszkedjenek.

Főbb tanulási előnyök	Fontos 3D nyomtatási megjegyzések
• Térbeli gondolkodási készségek fejlesztése • Gyakorold a mérnöki tervezési alapelveket • Az alakzati kapcsolatok megértése • Tapasztalat mechanikai illeszkedés és tűréshatárok terén • A problémamegoldó képesség fejlesztése	• Nyomtasson tesztdarabokat az illeszkedés ellenőrzéséhez és tolerancia • Használjon különböző színeket a könnyebb összeszerelés elsajátítása érdekében • Biztosítsa a pontos méreteket a megfelelő összekapcsoláshoz • A csatlakozások tervezésekor vegye figyelembe a nyomtató pontossági korlátait • Nyomtasson plusz darabokat a törött darabok pótlására

A rejtvénytervezési folyamat során a diákok megismerkedhetnek mind a geometriai elvekkel, mind a gyakorlati mérnöki megfontolásokkal. Minden egyes rejtvény próbára teszi a tervezési készségeiket és a térbeli kapcsolatok megértését.

8. projekt: Csillagkép-megjelenítő

Ez a projekt a csillagászatot az egyszerű optikával ötvözi, miközben a diákok eszközöket készítenek a csillagképek megfigyelésére. A diákok a csillagképekről és az égi navigációról tanulnak, miközben egy olyan eszközt építenek, amely csillagmintákat vetít ki. A projekt segít a csillagászati ​​fogalmak láthatóvá és lebilincselővé tételében az osztályteremben.

Főbb tanulási előnyök	Fontos 3D nyomtatási megjegyzések
• Alapvető csillagászati ​​fogalmak ismerete • Tapasztalat optikai vetítésben • Kapcsolat a csillagok és a navigáció között • Az éjszakai égbolt megfigyelésének megismerése	• Használjon sötét izzószálat a nézőtesthez • Nyomtatás nyílásokkal a cserélhető mintákhoz • Csillagmintázatokhoz használjon áttetsző anyagot • A teljes gyártás előtt ellenőrizze a fényáteresztést • Biztosítsa az alkatrészek megfelelő illeszkedését

A csillagkép-néző gyakorlatias lehetőséget kínál a diákoknak a csillagászat tanulmányozására. Felfedezhetik a különböző csillagminták megjelenését, és megtudhatják, hogyan irányították ezek a minták az embereket a történelem során.

9. projekt: Topográfiai térképek

Ez a projekt 3D nyomtatott terepmodellek segítségével segít a diákoknak megérteni a földrajzot és a felszínformákat. A diákok megtanulják, hogyan ábrázolják a térképek a magasságot és a tereptárgyakat, miközben különböző tájakat fedeznek fel. A projekt a sík térképeket tapintható modellekké alakítja, amelyek megkönnyítik a földrajzi fogalmak megértését.

Főbb tanulási előnyök	Fontos 3D nyomtatási megjegyzések
• Gyakorold a térképolvasási készségeidet • Terepjellemzők felismerése • Tapasztalat topográfiai ábrázolásban • Térbeli gondolkodási készségek fejlesztése	• Használjon különböző színeket a szintkülönbségekhez • Állítsa be a réteg magasságát a szintkülönbségek megjelenítéséhez • A részletek láthatósága érdekében vegye figyelembe a méretet és a léptéket • Először kis részeket nyomtasson tesztnyomtatással • Nyomtasson elegendő töltettel a tartósság érdekében

A fizikai terepmodellek segítenek a diákoknak összekapcsolni a 2D-s térképjeleket a valós tájjellemzőkkel. A tanulók megérinthetik és felfedezhetik a földrajzi képződményeket, miközben megtanulják, hogyan ábrázolják a térképek a valós világot.

10. projekt: Mechanikus kulcstartó

Ez a projekt ötvözi a mérnöki tudományokat a személyes tervezéssel, miközben a diákok mozgó fogaskerék-mechanizmussal ellátott kulcstartókat készítenek. A diákok a fogaskerekekkel kapcsolatos ismereteiket felhasználva funkcionális, személyre szabott tárgyakat készítenek. A projekt bemutatja a terméktervezést, miközben gyakorlati alkalmazáson keresztül megerősíti a mechanikai koncepciókat.

Főbb tanulási előnyök	Fontos 3D nyomtatási megjegyzések
• Fogaskerék-mechanika alkalmazása • Gyakorolj a terméktervezésben • Tapasztalat személyre szabásban • A mozgó alkatrészek ismerete • Tervezési készségek fejlesztése	• Használjon kontrasztos színeket a fogaskerekekhez és az alaphoz • Nyomtasson ki kisméretű tesztfogaskerekeket az illeszkedés ellenőrzéséhez • Biztosítson megfelelő távolságot a mozgó alkatrészek számára • Tartós csatlakozási pontok létrehozása • A kulcstartó praktikussága érdekében vegye figyelembe a méretkorlátokat

Ez a gyakorlatias projekt lehetővé teszi a diákok számára, hogy valami személyes dolgot alkossanak, miközben alkalmazzák mérnöki tudásukat. Tanulhatnak mind a funkcionális tervezésről, mind az esztétikai szempontokról, miközben olyasmit alkotnak, amit használhatnak.

Tedd valósággá a STEM-tanulást 3D nyomtatással!

Ez a 10 projekt valósággá és gyakorlatiassá teszi a STEM-tanulást az általános iskolások számára 3D nyomtatásMinden projekt lehetővé teszi a tanárok számára, hogy a kihívást jelentő fogalmakat érthetővé tegyék a diákok számára azáltal, hogy lehetővé teszik számukra a valós tárgyak tervezését és tesztelését. A tanárok olyan projekteket választhatnak, amelyek megfelelnek az osztályuk igényeinek, és a tanulók tanulási folyamatához igazíthatják azokat. A megfelelő utasításokkal és nyomtatási útmutatóval ezek a projektek szilárd alapot adnak a tanároknak a... a 3D nyomtatás integrálása a STEM tantervbe.