10 projetos STEM para alunos do ensino fundamental com impressora 3D

A impressão 3D oferece aos alunos do ensino fundamental uma ótima maneira de aprender conceitos STEM por meio de atividades práticas. Estes 10 projetos oferecem aos alunos a oportunidade de visualizar e brincar com conceitos que, de outra forma, poderiam ser muito abstratos ou complexos. Seus alunos podem criar e testar engrenagens, construir e calcular a resistência de pontes ou criar seus próprios visualizadores de constelações. Cada projeto entrelaça elementos soltos de ciência, tecnologia, engenharia e matemática de uma forma que faz sentido e é agradável para alunos do ensino fundamental.

Projeto 1: Engrenagens Giratórias!

Este projeto apresenta aos alunos conceitos mecânicos básicos por meio da manipulação experimental de engrenagens. Os alunos aprendem como as engrenagens funcionam em conjunto para transmitir movimento, alterar a velocidade e desenvolver vantagem mecânica. Eles aprendem habilidades matemáticas, de montagem mecânica e de resolução de problemas medindo os dentes de uma engrenagem. as engrenagens e examinando diferentes combinações de engrenagens.

Principais benefícios da aprendizagem	Notas importantes sobre impressão 3D
• Compreensão das relações de transmissão e vantagens mecânicas • Praticar habilidades matemáticas por meio de contagem e cálculo de proporções • Desenvolver o raciocínio espacial através da montagem de sistemas de engrenagens • Aprendizagem dos princípios básicos de máquinas simples	• Comece com engrenagens menores para reduzir o tempo de impressão • Verifique se o modelo precisa de material de suporte antes de imprimir • Imprima primeiro uma engrenagem de teste para garantir o alinhamento adequado dos dentes • PLA filamento funciona melhor para uso em sala de aula • Baixe modelos de engrenagens retas pré-projetados para economizar tempo

O projeto de engrenagem funciona bem como um ponto de partida para a impressão 3D em sala de aula, pois combina designs simples com princípios mecânicos claros. Os alunos podem começar com sistemas básicos de duas engrenagens e, gradualmente, avançar para arranjos mais complexos à medida que suas habilidades aprimoram.

Projeto 2: Sólidos Geométricos

Este projeto ajuda os alunos explorar formas 3D de forma tangível. Os alunos podem segurar e examinar diferentes sólidos geométricos, tornando conceitos matemáticos abstratos mais concretos. A experiência prática com cubos, esferas, pirâmides e outras formas fortalece sua compreensão da geometria e das relações espaciais.

Principais benefícios da aprendizagem	Notas importantes sobre impressão 3D
• Interação direta com formas geométricas 3D • Pratique a medição e o cálculo do volume • Aprender a identificar faces, arestas e vértices • Desenvolvimento de habilidades de visualização espacial • Experiência com classificação de formas e propriedades	• Use cores diferentes para ajudar a distinguir entre as formas • Experimente com porcentagens de preenchimento para criar pesos variados • Considere imprimir formas ocas para economizar material • PLA filamento em várias cores funciona bem • Baixe modelos sólidos geométricos prontos para consistência

Os alunos transitam naturalmente do reconhecimento simples de formas para conceitos geométricos mais complexos por meio desta exploração prática. Os modelos físicos facilitam a compreensão. como formas 2D se combinam para criar objetos 3D.

Projeto 3: Modelo de célula vegetal

Este projeto transforma estruturas celulares microscópicas em modelos visíveis e tangíveis que os alunos podem explorar. Ao criar e montar seus próprios modelos de células vegetais, os alunos aprendem sobre diferentes organelas e suas funções. Os componentes impressos em 3D ajudam os alunos a visualizar como as diversas partes de uma célula funcionam em conjunto.

Principais benefícios da aprendizagem	Notas importantes sobre impressão 3D
• Reconhecimento de organelas celulares e suas funções • Compreensão da estrutura e organização celular • Comparação entre células vegetais e animais • Desenvolvimento de habilidades de construção de modelos • Prática com rotulagem e identificação científica	• Imprima organelas em cores diferentes para fácil identificação • Use material transparente para a base da parede celular, se possível • Preste atenção aos tamanhos relativos das organelas • Mantenha as formas das organelas simples, mas reconhecíveis • Considere a durabilidade ao imprimir pequenos componentes

O modelo físico da célula serve como ponto de referência para os alunos ao longo dos estudos de biologia. Eles podem complementar ou modificar seus modelos à medida que aprendem conceitos celulares mais complexos.

Projeto 4: Sítio de Escavação de Fósseis

Este projeto combina ciências da Terra com descobertas práticas, à medida que os alunos criam e exploram seus próprios sítios de escavação de fósseis. Os alunos aprendem sobre fossilização, camadas geológicas e vida pré-histórica enquanto praticam técnicas científicas de escavação. O projeto transforma conceitos abstratos sobre a história da Terra em uma experiência física e interativa.

Principais benefícios da aprendizagem	Notas importantes sobre impressão 3D
• Compreensão dos processos de fossilização • Conhecimento de camadas geológicas e períodos de tempo • Prática com métodos científicos de escavação • Reconhecimento de diferentes tipos de fósseis • Experiência com documentação arqueológica	• Use filamentos em tons de terra para uma aparência fóssil realista • Imprimir fósseis com preenchimento médio para maior durabilidade • Crie réplicas de fósseis detalhadas, mas resistentes • Imprimir fósseis extras para substituir qualquer um que se quebre • Faça fósseis grandes o suficiente para que os alunos do ensino fundamental possam manusear

A configuração do local de escavação permite que os alunos atuem como paleontólogos enquanto aprendem conceitos científicos importantes. Eles conectam as evidências físicas que descobrem com ideias mais amplas sobre a história da Terra e a vida pré-histórica.

Projeto 5: Projeto de Ponte

a torre branca impressa por @dylanlock_ QIDI X-MAX

Este projeto ensina os alunos sobre engenharia estrutural por meio da construção e testes práticos de pontes. Os alunos aprendem como diferentes projetos e forças afetam a resistência da ponte, ao mesmo tempo em que desenvolvem habilidades de resolução de problemas. O projeto torna tangíveis conceitos abstratos da física à medida que os alunos testam e aprimoram seus projetos de pontes.

Principais benefícios da aprendizagem	Notas importantes sobre impressão 3D
• Reconhecimento de forças em estruturas • Experiência com métodos de testes científicos • Desenvolvimento de habilidades de melhoria de design • Pratique com medição e registro de dados	• Usar PLA ou PETG filamento para componentes mais fortes • Imprima vigas com camadas alinhadas ao comprimento para máxima resistência • Crie vários conjuntos de peças de ponte para comparação • Teste de impressão de pequenos componentes antes de peças de ponte completas • Preste atenção aos pontos de conexão entre as peças

O processo de teste de pontes mostra aos alunos como os princípios de engenharia funcionam em estruturas reais. Cada teste os ajuda a entender por que certos projetos são mais resistentes do que outros.

Projeto 6: Ferramentas de Medição

Este projeto ensina os alunos sobre medição, projetando e criando suas próprias ferramentas de medição. Os alunos aprendem a usar software CAD enquanto desenvolvem ferramentas práticas como réguas, transferidores ou medidas de volume.O projeto conecta conceitos de medição com design de ferramentas, ajudando os alunos a entender precisão e exatidão.

Principais benefícios da aprendizagem	Notas importantes sobre impressão 3D
• Experiência com software CAD básico • Pratique com precisão e calibração • Desenvolvimento de habilidades de design de ferramentas • Aprendizagem através da criação de instrumentos práticos	• As configurações de impressão devem ser precisas para medições precisas • Testes de impressão são essenciais para verificar as dimensões • Adicione marcações de medição claras no design • Use alta qualidade PLA filamento para estabilidade • Certifique-se da calibração da impressora antes de iniciar

O projeto de ferramentas de medição ajuda os alunos a compreender os aspectos técnicos e práticos da medição. Eles aprendem princípios de design enquanto criam instrumentos que podem ser usados ​​em outras atividades em sala de aula.

Projeto 7: Quebra-cabeças 3D

Este projeto combina raciocínio espacial com design de engenharia, permitindo que os alunos criem seus próprios quebra-cabeças 3D. Os alunos aprendem sobre mecanismos de interligação enquanto desenvolvem habilidades de resolução de problemas. O projeto os desafia a pensar sobre como as formas se encaixam e como as peças podem ser projetadas para se conectarem corretamente.

Principais benefícios da aprendizagem	Notas importantes sobre impressão 3D
• Desenvolvimento de habilidades de raciocínio espacial • Pratique com princípios de projeto de engenharia • Compreensão das relações de forma • Experiência com ajuste mecânico e tolerância • Aprimoramento das habilidades de resolução de problemas	• Imprimir peças de teste para verificar o ajuste e tolerância • Use cores diferentes para facilitar o aprendizado da montagem • Garanta dimensões precisas para um encaixe adequado • Considere os limites de precisão da impressora ao projetar conexões • Imprima peças extras para substituir as que possam quebrar

O processo de design de quebra-cabeças ensina aos alunos princípios geométricos e considerações práticas de engenharia. Cada quebra-cabeça se torna um teste de suas habilidades de design e compreensão das relações espaciais.

Projeto 8: Visualizador de Constelações

Este projeto combina astronomia com óptica simples, com os alunos criando ferramentas para visualizar padrões estelares. Os alunos aprendem sobre constelações e navegação celeste enquanto constroem um dispositivo que projeta padrões estelares. O projeto ajuda a tornar os conceitos astronômicos visíveis e envolventes em sala de aula.

Principais benefícios da aprendizagem	Notas importantes sobre impressão 3D
• Conhecimento de conceitos básicos de astronomia • Experiência com projeção óptica • Conexão entre estrelas e navegação • Aprendendo sobre observação do céu noturno	• Use filamento escuro para o corpo do visualizador • Impressão com ranhuras para padrões intercambiáveis • Considere material translúcido para padrões de estrelas • Teste a transmissão de luz antes da produção completa • Garantir o encaixe adequado entre os componentes

O visualizador de constelações oferece aos alunos uma maneira prática de estudar astronomia. Eles podem explorar diferentes padrões estelares e aprender como esses padrões guiaram as pessoas ao longo da história.

Projeto 9: Mapas Topográficos

Este projeto ajuda os alunos a compreender geografia e relevo por meio de modelos de terreno impressos em 3D. Os alunos aprendem como os mapas representam a elevação e as características do terreno enquanto exploram diferentes paisagens. O projeto transforma mapas planos em modelos táteis que facilitam a compreensão de conceitos geográficos.

Principais benefícios da aprendizagem	Notas importantes sobre impressão 3D
• Pratique habilidades de leitura de mapas • Reconhecimento de características do terreno • Experiência com representação topográfica • Desenvolvimento de habilidades de pensamento espacial	• Use cores diferentes para níveis de elevação • Ajuste a altura da camada para mostrar as mudanças de elevação • Considere o tamanho e a escala para visibilidade dos detalhes • Teste a impressão de pequenas seções primeiro • Imprima com preenchimento suficiente para maior durabilidade

Os modelos físicos de terreno ajudam os alunos a conectar símbolos de mapas 2D com características reais da paisagem. Os alunos podem tocar e explorar formações geográficas enquanto aprendem como os mapas representam o mundo real.

Projeto 10: Chaveiro Mecânico

Este projeto combina engenharia com design pessoal, com os alunos criando chaveiros com mecanismos de engrenagens móveis. Os alunos aplicam seus conhecimentos sobre engrenagens para criar um item funcional e personalizado. O projeto introduz o design de produto e reforça conceitos mecânicos por meio de uma aplicação prática.

Principais benefícios da aprendizagem	Notas importantes sobre impressão 3D
• Aplicação da mecânica de engrenagens • Prática com design de produto • Experiência com personalização • Compreensão das partes móveis • Desenvolvimento de competências de design	• Use cores contrastantes para engrenagens e base • Imprima pequenas engrenagens de teste para verificar o ajuste • Garanta a folga adequada para as peças móveis • Crie pontos de conexão duráveis • Considere limites de tamanho para praticidade do chaveiro

Este projeto prático permite que os alunos criem algo pessoal, aplicando seus conhecimentos de engenharia. Eles aprendem sobre design funcional e considerações estéticas enquanto criam algo que podem usar.

Torne o aprendizado de STEM real com a impressão 3D!

Esses 10 projetos tornam o aprendizado STEM real e prático para alunos do ensino fundamental por meio de Impressão 3DTodos os projetos permitem que os professores tornem conceitos desafiadores acessíveis aos alunos, permitindo que eles projetem e testem objetos reais. Os professores podem escolher projetos que se adaptem às necessidades da turma e adaptá-los à medida que os alunos aprendem. Com as instruções corretas e o guia de impressão, esses projetos oferecem aos professores uma base sólida para integrando a impressão 3D em seu currículo STEM.