Cieszymy się, że nasze drukarki sprawdzają się na najlepszych uniwersytetach. Widzieliśmy, jak architekci z ETH Zurich oraz inżynierowie z ZHAW i Uniwersytetu w Calgary używają ich do wymagających, zaawansowanych technologicznie projektów. Tym razem udajemy się na uniwersytet, który wykorzystuje druk 3D do kształtowania sposobu nauczania matematyki. Witamy w Linzu!

 
Na Uniwersytecie Johanna Keplera (JKU) w Linzu, w Austrii, nacisk kładzie się na kształcenie nauczycieli. Takie podejście ma ogromny potencjał: nowa metoda nauczania opracowana na tej uczelni może dotrzeć do niezliczonej rzeszy uczniów, gdy przyszli pedagodzy rozpoczną swoją karierę zawodową.
Profesor Zsolt Lavicza z Wydziału Edukacji Uniwersytetu Johanna Keplera w Linzu ujął to w prosty sposób: „W naszych projektach często korzystamy z druku 3D, ponieważ wierzymy, że stanie się on integralną częścią codziennego życia”. On i jego zespół wyposażają kolejne pokolenie nauczycieli w narzędzia, które faktycznie sprawdzają się w nowoczesnej klasie.

Matematyka poza ekranem

Nikt nie rozumie tego wyzwania lepiej niż Markus Hohenwarter, twórca GeoGebra, dynamicznego oprogramowania matematycznego używanego przez ponad 100 milionów uczniów i nauczycieli na całym świecie. Chociaż GeoGebra jest świetnym narzędziem do cyfrowej wizualizacji matematyki, Markus wiedział, że istnieje bariera, której nie da się pokonać samodzielnie.

„Obraz mówi więcej niż tysiąc słów lub równań” – przekonuje Markus. „Zauważyliśmy jednak, że uczniowie mają szczególne trudności ze zrozumieniem obiektów 3D na ekranie… Drukowanie 3D to wspaniały sposób na przeniesienie tego, co widzisz na ekranie, do rzeczywistości.”

Doprowadziło to do powstania prostego, ale wydajnego procesu: modelowania złożonych obiektów matematycznych w programie GeoGebra i wykorzystania drukarki 3D Prusa do przeniesienia ich do świata fizycznego.

Gry, łamigłówki i modele dotykowe

To codzienna praca magistra Mathiasa Tejera, asystenta akademickiego w katedrze edukacji STEM na JKU w Linzu. Współpracuje on z przyszłymi nauczycielami nad opracowaniem narzędzi, które sprawiają, że nauka staje się procesem odkrywania.
Doskonałym przykładem jest ich „Genius Square”, czyli wielopoziomowa gra w kółko i krzyżyk wydrukowana w 3D. Jest to świetny sposób na naukę logiki, rozumowania przestrzennego i układów współrzędnych, a dzieci nawet nie zdają sobie z tego sprawy. W innym projekcie uczniowie zgłębiają pojęcie objętości, składając sześcian z różnych wydrukowanych w 3D elementów. Koniec z abstrakcyjnym wycinaniem wirtualnych obiektów – tutaj mogą zobaczyć i poczuć, jak pasują do siebie.

Zespół drukuje również wykresy funkcji złożonych, dzięki czemu uczniowie mogą trzymać równanie w swoich rękach. „Trzymanie tego trójwymiarowego wykresu w rękach daje wiele pomysłów na temat tego, jak będzie zachowywać się dana funkcja” – zauważa Mathias.

Takie podejście otworzyło nawet drogę do niesamowitej integracji: zespół bierze udział w projekcie dla niewidomych uczniów, wykorzystując drukowane modele funkcji do nauczania pojęć, które w innym przypadku byłyby dla nich niedostępne. „Mogą ich dotknąć, poczuć i zorientować się, o czym mówimy” – mówi Mathias. Dla niego wniosek jest jasny:
„Trzymanie czegoś w dłoni to zupełnie inne doświadczenie… Druk 3D przychodzi nam z pomocą. Myślę, że to narzędzie, którego nam brakowało.”

Wybór odpowiedniej drukarki

Aby rozwiązanie to sprawdziło się w szkołach, technologia musi być niezawodna. Nauczyciele, co zrozumiałe, nie mają czasu na drukarki wymagające ciągłej konserwacji.
„Wypróbowałem wiele drukarek” – wspomina Mathias. „Kupiłem tanią… i mieliśmy problem z jej obsługą. Potrzebny był do tego naprawdę doświadczony nauczyciel. Jednak obecnie testujemy drukarki Prusa i dostajemy bardzo pozytywne opinie od nauczycieli. Nie proszą nas o pomoc w kwestiach technicznych. Po prostu wgrywają plik, naciskają przycisk drukowania i otrzymują to, czego chcą.”
Zespół, który zaczynał od Original Prusa i3 MK3, obecnie intensywnie używa MK4S. „Mieliśmy wrażenie, że jest jeszcze prostsza. Nie trzeba jej kalibrować. Można ją przenieść, po prostu ustawić w wybranym miejscu i drukować, a wszystko działa”. Dodaje z uśmiechem: „Input Shaper. Ta technologia zmienia życie. Każdego dnia oszczędzam wiele godzin.”

Cały ekosystem ma znaczenie. Używanie Prusamentu oznacza, że profile filamentów są już gotowe. „Wystarczy wybrać profil w slicerze” – wyjaśnia Mathias. „Posiadanie filamentu, który idealnie współpracuje z drukarką, to najlepsza opcja”. Dzielą się również swoją pracą i nawiązują kontakty z innymi nauczycielami na Printables.com, wpisując się w ideę społeczności open source.

Przyszłość wygląda obiecująco!

W miarę jak coraz więcej nauczycieli uczestniczących w programie uzyskuje dostęp do drukarek, powiększa się zasób pomysłów i dostosowanych do indywidualnych potrzeb narzędzi dydaktycznych. Dla Mathiasa Tejera droga jest oczywista.
„Myślę, że za 5, 6, 10 lat będzie to coś w rodzaju komputera w szkole” – przewiduje. „Będziemy mieli pomieszczenie z kilkoma drukarkami i każdy nauczyciel będzie mógł z nich korzystać, bawić się nimi, uczyć za ich pomocą. Myślę, że zmierzamy w dobrym kierunku.”
Wraz z każdym nauczycielem, który kończy program, zespół JKU Linz wysyła w świat kolejnego ambasadora praktycznego nauczania.
Nie możemy się doczekać, aby zobaczyć, co stworzą… ehm… wydrukują!