Come fare in modo che i bambini e gli studenti si interessino a vari aspetti delle scienze naturali, come la composizione delle sostanze o il legame tra gli atomi degli elementi di base? Utilizzando uno strumento divertente e interattivo! Proprio come l’Istituto di Insegnamento e scienze umane dell’Università di Chimica e Tecnologia di Praga, Repubblica Ceca. La parte fondamentale del loro approccio di successo risiede nelle impressionanti stampe 3D realizzate con le stampanti 3D Original Prusa.

Tutto ha avuto inizio con un modello realizzato per il programma Prusa Education: Un set di costruzioni magnetiche che raffigura elementi chimici. Le sfere stampate in 3D di diverse dimensioni rappresentano diversi atomi come l’ossigeno o l’idrogeno. Grazie ai magneti, è possibile combinarle facilmente in vari elementi o sostanze.

Il set di costruzione è semplice e realistico: le sfere sono dimensionate in modo realistico e gli angoli tra di esse corrispondono alle loro controparti reali. In questo modo si passa da un “H2O” un po’ astratto o da un semplice schema disegnato su una lavagna a qualcosa che si può toccare e capire meglio! Inoltre, il set di costruzioni è vincolato solo dal livello dello studente o da quello che gli viene proposto dal professore.

Dopo il successo del set di costruzione, l’università ha acquistato altre cinque Original Prusa MK3S+ e attualmente sta sperimentando cosa possono fare queste stampanti 3D: cosa si può stampare, come si può stampare e come le stampe e i materiali resistono in varie condizioni, ad esempio quando sono esposti a determinate sostanze chimiche. Nel prossimo futuro, hanno in programma di dotarsi di una stampante 3D SLA – come il prossimo passo logico nel loro percorso di stampa.

Non si tratta solo di chimica

Sebbene sia un’università incentrata sulla chimica, la stampa 3D viene utilizzata in molti altri settori: Per esempio, uno dei campi estivi era incentrato sugli studenti di biologia. Per aiutarli a comprendere meglio l’argomento, lo staff ha stampato un modello del cranio di un ornitorinco. Si tratta di qualcosa che normalmente gli studenti locali possono vedere solo in un libro di testo o in un buon museo (dietro a un vetro). Grazie alla stampa 3D, gli studenti hanno potuto non solo toccarlo e vederlo da tutte le angolazioni, ma anche farsi un’idea molto più precisa dell’animale stesso.

Il modello del teschio ha suscitato il naturale interesse degli studenti, che hanno subito voluto sapere cos’altro si può stampare e come. I più interessati e i più veloci a imparare sono, sorprendentemente, i bambini del primo livello. Anche se stanno ancora imparando a leggere, allo stesso tempo disegnano modelli di base in Tinkedcad e li stampano con un’assistenza minima.

Questo è anche il motivo per cui all’Istituto per l’insegnamento e le scienze umane si lavora a stretto contatto con diverse scuole superiori per condividere i vantaggi e il know-how dell’uso di una stampante 3D in classe. E loro stessi stanno dando l’esempio.

“La stampa 3D è diventata una componente essenziale del nostro insegnamento. Cerchiamo di includerla il più possibile e questo va oltre l’ambito della nostra università. Abbiamo coinvolto bambini delle scuole elementari, studenti delle scuole superiori e studenti universitari,” afferma il dottor Jan Havlík, ricercatore aggiunto presso l’Università di Chimica e Tecnologia.

Idee e soluzioni intelligenti

La stampa 3D incoraggia l’esplorazione e la ricerca di soluzioni o miglioramenti intelligenti, e l’ambiente scolastico è ideale per questo scopo. Una di queste soluzioni ingegnose è stata creata da uno studente: Uno spettrometro stampato in 3D per misurare l’assorbimento della luce. Tutto ciò che serve è una scatola vuota di tic-tac e uno smartphone con un’app: con questo si può misurare l’inquinamento dell’acqua. Questa soluzione intelligente è in determinate situazioni un valido sostituto economico per alcuni dispositivi costosi.

Utilizzano anche la stampa 3D direttamente nei laboratori.

“Cose che prima erano complicate da fare e dovevano essere realizzate su misura da aziende specializzate, ora possono essere fatte in loco. Non dobbiamo spendere grandi somme di denaro o utilizzare processi di lavorazione complicati per produrre qualcosa,” afferma Jan Havlík mostrandoci un esempio.

“Ol nostro laboratorio aveva bisogno di un supporto che potesse contenere 20 provette ed essere immerso in un bagno a ultrasuoni senza corrodersi. Abbiamo quindi realizzato un semplice supporto in filamento di PETG, che è perfetto per questo tipo di applicazione ed è quasi indistruttibile,” dice Havlík.

È possibile vedere la stampa 3D su tutti i tipi di strumenti di laboratorio: qui si stampa molto. E la scelta di utilizzare le stampanti 3D Original Prusa è stata azzeccata.

“Le stampanti Original Prusa sono molto robuste: posso metterle in macchina, guidare per mezzo paese e quando arrivo a destinazione funzionano perfettamente, la maggior parte delle volte senza alcuna calibrazione aggiuntiva”, afferma Havlík.

Il futuro della stampa 3D nell’istruzione

I progressi nel campo della stampa 3D hanno reso le stampanti 3D uno strumento standard in molti settori – come quello scientifico, manifatturiero, automobilistico e dell’istruzione.

“Proprio come Internet, la stampa 3D è entrata a far parte della nostra vita quotidiana. Ci aiuta in qualche modo ogni settimana ed è una tecnologia davvero utile e comoda da avere a portata di mano,” dice ancora Jan Havlík.

Le sue previsioni sul futuro della stampa 3D nell’istruzione sono molto positive:

“Ora tocca a noi insegnanti riconoscere e cogliere appieno il potenziale di queste macchine e inserirle nell’insegnamento in modo coinvolgente ed educativo. Il nostro obiettivo è trovare modi innovativi e piacevoli per utilizzare la stampa 3D al massimo delle sue potenzialità e rendere il nostro insegnamento ancora migliore e più divertente per tutti,” Jan Havlík ci spiega salutandoci.

– Jakub Fiedler, Štěpán Feik, Jakub Kmošek