Prezentare generală a proiectului
În acest proiect, studenții proiectează și imprimă 3D un traseu modular de marmură folosind Bambu Lab A1. Fiecare elev sau grup creează diferite piese de cale, conectori, rampe, viraje, pâlnii sau obstacole, apoi le combină într-un singur sistem de lucru mai mare.
Acest proiect este o potrivire puternică pentru învățarea STEAM, deoarece îmbină fizica, designul, inginerie, creativitatea și gândirea matematică într-o singură activitate practică. De asemenea, funcționează foarte bine cu Bambu Lab A1, deoarece studenții pot prototipa piese, pot testa mișcarea și pot perfecționa rapid modelele pentru a îmbunătăți modul în care marmura se deplasează pe parcursul cursului.
De ce acest proiect funcționează bine pentru învățarea STEAM
O cursă de marmură îi introduce în mod natural pe elevi în concepte precum gravitația, mișcarea, viteza, frecarea, panta, impulsul și transferul de energie. În loc să învețe doar acele idei prin explicație, studenții le pot vedea cum se întâmplă în timp real, în timp ce își testează modelele imprimate.
De asemenea, încurajează gândirea creativă, deoarece nu există o singură soluție corectă. Elevii pot experimenta diferite forme, căi și teme în timp ce lucrează în continuare spre un obiectiv funcțional clar, care este să ghideze ușor marmura de la început până la sfârșit.
Obiectivele de învățare
Elevii ar trebui să învețe cum alegerile de design afectează mișcarea și performanța. De asemenea, ar trebui să dezvolte o înțelegere mai puternică a modului în care panta, designul curbei, contactul cu suprafața și structura influențează comportamentul unui obiect în mișcare.
De asemenea, proiectul îi ajută pe studenți să-și dezvolte încrederea în crearea de prototipuri și designul iterativ. Aceștia pot testa o piesă, pot identifica ceea ce nu funcționează și apoi o pot îmbunătăți prin modificări ale formei, dimensiunii, unghiului sau stilului de conectare.
Materialele necesare
- Bambu Lab A1
- Filament PLA
- marmură
- Software de proiectare 3D, cum ar fi Tinkercad sau Fusion
- Riglă sau instrumente de măsură
- Carton sau carton pentru montare dacă este necesar
- Bandă sau cleme pentru testare temporară
- Fișe de lucru sau caiete pentru înregistrarea ideilor și rezultatelor
Brief de proiect pentru studenți
Elevii sunt provocați să creeze unul sau mai multe module de marmură care se pot conecta cu alte piese imprimate. Fiecare modul trebuie să ghideze cu succes o marmură, contribuind, de asemenea, cu ceva interesant la designul general, cum ar fi o cădere în spirală, viraj curbat, secțiune de salt, cale în zig-zag sau caracteristică de control al vitezei.
Runda finală de marmură ar trebui să fie funcțională, creativă și construită din părți separate care lucrează împreună. Elevii ar trebui să se gândească cu atenție la lățimea căii, înălțimea peretelui, punctele de conectare, unghiul pantei și modul în care piesa lor se potrivește în sistemul mai mare.
Etape ale proiectului propuse
1. Cercetare și planificare conceptuală
Elevii încep prin a explora modul în care funcționează pistele de marmură și ce afectează mișcarea marmurei. Ei pot discuta despre modul în care gravitația trage marmura în jos, cum abruptul schimbă viteza și cum frecarea sau alinierea slabă pot încetini marmura sau o pot face să cadă de pe pistă.
În această etapă, elevii își schițează ideile și decid ce tip de modul doresc să creeze. Ar trebui să eticheteze caracteristicile cheie și să se gândească la unde intră marmura, cum se mișcă prin secțiune și unde iese.
2. Design digital
Elevii creează un model digital al piesei lor folosind software-ul de proiectare 3D. Această etapă încurajează măsurarea și planificarea atentă, deoarece marmura are nevoie de suficient spațiu pentru a se rula liber, în timp ce este ghidată în siguranță de pereți și curbe.
Elevii se pot gândi și la estetică în această etapă. Ei ar putea tema designul lor în jurul unei piste de curse, a unui sistem de transport futurist sau a unei structuri inspirate din știință, care adaugă o componentă artistică proiectului.
3. Imprimarea cu Bambu Lab A1
Odată ce proiectarea este finalizată, elevii pregătesc fișierul pentru imprimare pe Bambu Lab A1. Imprimanta este potrivită pentru acest proiect, deoarece face prototipul practică și permite studenților să transforme ideile digitale în piese de testare fizice cu un flux de lucru fiabil.
Dacă AMS Lite este disponibil, elevii pot folosi, de asemenea, culori diferite pentru a evidenția secțiunile, a identifica tipurile de module sau pentru a face ca marmura generală să fie mai atractivă vizual. Acest lucru poate fi util în special dacă proiectul este prezentat ca o clasă în colaborare.
4. Testare și îmbunătățire
După imprimare, studenții își testează modulul cu o billă și observă cât de bine funcționează. Ar trebui să caute zone în care marmura încetinește prea mult, sare pe pistă, se blochează sau se mișcă imprevizibil.
Această etapă este în care valoarea inginerească a activității devine deosebit de clară. Elevii își pot revizui designul prin ajustarea pantei, lărgirea unei viraj, netezirea unei tranziții sau întărirea unui conector înainte de a imprima o versiune mai bună.
5. Asamblare finală și prezentare
Elevii își conectează modulele într-o marmură mai mare și observă cum funcționează întregul sistem. Ei își pot prezenta alegerile de design, pot explica modificările pe care le-au făcut în timpul testării și pot discuta cum contribuie piesa lor la cursul finalizat.
Această etapă finală sprijină colaborarea și reflecția. De asemenea, îi ajută pe studenți să înțeleagă că ingineria de succes depinde adesea de modul în care piesele individuale lucrează împreună într-un sistem mai mare.
Link-uri pentru curriculum
Ştiinţă
Elevii explorează mișcarea, gravitația, frecarea și transferul de energie prin observare directă și testare. Ei pot compara modul în care diferitele unghiuri și suprafețe ale pistei afectează viteza și comportamentul marmurei.
Tehnologie
Elevii folosesc software de modelare 3D și instrumente de fabricație digitală pentru a crea un produs fizic. Ei învață, de asemenea, cum Bambu Lab A1 se încadrează într-un flux de lucru modern de design și prototipare.
Inginerie
Elevii proiectează o componentă funcțională a pistei, o testează și o perfecționează în funcție de performanță. Ei se gândesc la structură, aliniere, rezistență și fiabilitate pe tot parcursul procesului.
art
Elevii își pot personaliza modulul prin teme vizuale, alegeri de formă, utilizarea culorilor și detalii decorative. Acest lucru ajută proiectul să se simtă atât creativ, cât și tehnic.
Matematică
Elevii măsoară dimensiunile, calculează pante, compară unghiuri și evaluează modul în care modificările în înălțime sau lungime afectează mișcarea marmurei. Ele pot, de asemenea, să înregistreze și să compare rezultatele de sincronizare între diferite modele.
Idei de extindere
Elevii ar putea crea module de marmură concepute în jurul unor obiective specifice, cum ar fi calea cea mai rapidă, cel mai lung timp de călătorie sau cel mai creativ obstacol. Acest lucru adaugă un element bazat pe provocări care poate face testarea și compararea și mai captivante.
O altă extensie este de a le cere studenților să-și reproiecteze traseul pentru o dimensiune diferită de marmură sau să includă caracteristici în mișcare, cum ar fi porți, pârghii sau căi separate. Elevii mai mari ar putea investiga, de asemenea, cum să reducă frecarea sau să proiecteze pentru o viteză mai controlată.
De ce Bambu Lab A1 este potrivit pentru acest proiect
Bambu Lab A1 este o potrivire excelentă pentru un proiect de rulare cu marmură, deoarece acceptă prototipuri rapide, imprimare fiabilă și lucrări de design detaliate într-un format care se simte accesibil cursanților. Elevii pot trece mai ușor de la concept la piesă de testare, ceea ce este important atunci când scopul este de a îmbunătăți performanța prin experimente repetate.
De asemenea, susține atât funcția, cât și creativitatea. Elevii nu doar construiesc ceva care funcționează, ci și fac ceva captivant vizual și semnificativ personal. Acest lucru face din acest proiect un exemplu puternic al modului în care Bambu Lab A1 poate sprijini învățarea STEAM practică, plăcută și extrem de eficientă.
