среда, 3 октября 2018 г.

3D печать в школе - несколько зарисовок из опыта работы. О проблемах - позже)))

Винницкий Ю.А.

На всякий случай решено дублировать наши материалы на других ресурсах, во избежание проблем. Оригинал данной статьи и комментарии расположены на новом ресурсе Новатор.

 

Добрый день! С этого поста я планирую начать серию публикаций, посвященных нашему (169-ая школа Петербурга) опыту использования 3D печати в школе. Обязательно напишу о тех проблемах, которые мешают широкому использованию этой замечательной технологии в образовательных учреждениях, но это чуть позже. Начать хочется с позитива, так что в первой статье я расскажу о истории нашего приобщения к миру 3D принтеров, редакторов инженерной графики и катушек с пластиками и приведу несколько примеров удачного использования новой инженерной технологии, попавшей в наши руки. Довольно часто буду отсылать ссылками к уже написанным материалам, размещенным на сайте нашего экспериментального подразделения "Лаборатория проектов". Начнем.
 
Немного истории.
Началось все около 2 лет назад с набора для сборки 3D принтера  Rubot Mini, входящего в комплект "Инновационного класса ScratchDuino". Мы долго думали, взять готовый принтер или набор, остановились на последнем и не прогадали))) Это было.... познавательно. Из разрозненных деталей на свет появлялось новое устройство.
 
Rubot Mini. Начало сборки.
Да, сборка была нелегким испытанием. О наших впечатлениях (и о рекомендациях будущим сборщикам) можно почитать в статье "Сборка и впечатление"  и "Rubot Mini (MC5 D.R.O.V.A) - электрика". Так же рекомендую советы нашего коллеги по сетевому проекту ScratchDuino Леонида Захарова  "3D принтер своими руками из КИТ-набора. Проблемы при сборке". Но!!!!! Так или иначе, к концу сборки этого агрегата мы узнали о 3D печати и принтерах столько..... Что дальше было уже вообще не страшно, с чем бы мы ни сталкивались, мы были в принципе готовы решать эти проблемы. Началось)))
 
Rubot Mini. Собран и работает.
Одним из первых проектов, осуществленным на основе напечатанных деталей, стал "Робот-художник". Мы были ограничены в размерах (малый печатный стол) и пластиках (неподогреваемый стол - печатаем PLA). Но робот на базе Arduino получился очень интересный.
Робот-художник
Какое-то время 2 принтера Rubot Mini были нашими единственными 3D принтерами. Резюмирую свое мнение по данному принтеру: в виде набора для сборки - отличный полигон для исследования принципа работы 3D-принтеров и получения необходимых технических навыков их обслуживания. Но доставляет много проблем при попытке много и сложно печатать. После ряда доработок приемлемо обслуживает небольшой кружок.
Но как раз с Rubot Mini началось понимание того, что 3D-принтеры в школе должны работать. Именно "Работать". Без особых ухищрений. Без плясок с бубнами, монотонно и скучно печатать то, что мы им отдадим на создание. Нужно было искать принтеры под наши условия. Так у нас появился MZ3D-360C. Я и сейчас благодарен разработчикам, которые отдали нам этот принтер на исследования. Это действительно отличная "рабочая лошадка" 3D печати. Ряд недостатков конструктива за время совместной работы были устранены и теперь это очень надежный агрегат, способный работать в долгоиграющем режиме. Доступ к основным деталям открыт, так что легко чинить и обслуживать. Рекомендую: дешево (относительно других серьезных конструкций) и сердито. И сейчас это самый используемый принтер в школе, несмотря на то, что у нас уже достаточно много машин в парке.
MZ3D-360C
Даже по фото видно, что площадь стола позволила печатать намного больше. Принтер за один раз печатал все детали для тех же "Роботов-художников". И качество заметно улучшилось.
Робот художник 2
На MZ3D-360C печатали много и интересно. Заодно примеривались - что надо и что не надо печатать для образовательных целей.
Вот, например, корпус для Arduino Uno для проектов по электронике. Защищает плату от механических повреждений и случайных замыканий. Очень удобно для занятий. Разработано и напечатано в 169-ой.
Корпус Uno

Примерно в то же время и опять по линии исследований мы стали сотрудничать с 3Dquality. С принтера Mini Prizm началось использование 3D печати в рамках уроков технологии. Дельта принтеры красивы, внимание детей обеспечено.
Prizm Mini
Проблем тоже много, но об этом обещал позже. Но как оживились уроки "Технологии"! Поясню на примере темы по изучению орнаментов. Классическая часть - поиск информации, доклады, рисунки. Наше дополнение: программирование орнаментов в Scratch, рисование орнаментов в векторном редакторе, печать орнамента на 3D принтере. Детям очень нравится, на фото как раз печать и идет.
Дальше - больше. Начинали вырисовываться две основные линии использования 3D печати. Первая - проектная деятельность и создание новых конструкций для предметов, кружков и т.д. Вторая - учебная часть, когда 3D принтер используется в рамках изучения каких-то тем в качестве прикладного инструмента, повышающего интерес и мотивацию учащихся.
И это реально интересно! И полезно. Так, роботы MakeBlock Ranger в их исходном виде держатся на массовых внеурочных занятиях примерно месяц. Ломаются датчики при ударах о препятствия на скорости (а как не ездить?) и т.д. Разработанный в школе обвес (что само по себе было очень интересным заданием для технологов) позволяет вообще забыть об этой проблеме. А специальный блок опускания датчиков линии не только защищает от ударов, но и увеличивает точность работы, приближая датчик на оптимальное расстояние. При ударах подпрыгивает или складывается. На фото робот в старом варианте обвеса, новый покажу чуть позже, когда буду писать о использовании принтеров в робототехнике. Кстати, обвес предусматривает удобное крепление дополнительных деталей на винтах или шпильках Лего.
Ranger в обвесе
На занятиях стало все кардинально интереснее. Теперь роботы носятся по полу без вреда для здоровья)))
Продолжая историю, не могу не упомянуть о Rubot Protos от нашего стратегического партнера - компании Robbo (ранее ScratchDuino). Он так же попал к нам на исследования и апробацию, как элемент "Инновационного класса ScratchDuino".
Очень интересный агрегат, по сути - минизавод. Способен печатать, выжигать лазером и фрезеровать. Для этого надо менять рабочую "голову".
Rubot Protos
Этот принтер дал нам совсем другие возможности (и массу новых проблем). Большой подогреваемый стол - супер))). В частности, мы напечатали модель дворца (далее - домик) из проекта методобъединения учителей математики Центрального района, который не смогли напечатать в других местах. Этот проект как раз иллюстрирует нашу идеологию "Лаборатории проектов". На каких-то своих курсах я рассказывал о наших работах и учителям города забросил мысль, что при наличии интересного проекта всегда можно найти, кто и где сделает техчасть. Вот одна из слушательниц и подошла с домиком, сказав, что он не получается при печати. Меня заинтересовало, мы взяли проект в работу. Модель была сделана пустотелой, сложного рельефа, использование поддержек ... можно, но дальше много обработки. В общем, мы получили интереснейший опыт печати больших пустотелых объектов, а МО получило реальный объект)))
Домик в 3D
На текущий момент в школе трудятся еще два принтера, но существенных новых проблем, как и открытий, они уже не принесли, так что о них можно не рассказывать.
Немного о МТБ или "откуда такое богачество"?
Я достаточно давно пришел к мысли, что средства, оборудование и т.д. появляются как-то сами по себе, но при одном важном условии: надо очень хотеть осуществлять какую-то интересную деятельность и быть готовым делиться результатами. Так произошло и в этот раз. Мы не имели ни одного робота и принтера на момент знакомства с развивающейся питерской командой ScratchDuino. Но мы хотели этим заниматься и начало сотрудничеству положили несколько робокомплектов для проб под наши утверждения о разработке методик и исследование конструктива. Мы написали и издали книжку про ScratchDuino (Конструируем роботов на ScratchDuino. Первые шаги), по которой вполне можно вести занятия. Потом уже, на основе опыта работы с наборами, выиграли городской конкурс и получили возможность купить первые "деревянные" наборы для сборки 3D принтеров. 
Когда нам реально очень-очень нужны были нормальные принтеры для печати, а финансирования опять не предвиделось, мы просто разослали письма множеству производителей отечественных принтеров, объясняя, что нам нужно, зачем, и что мы можем предложить в ответ. В результате появились MZ3D-360c, в который мы далее внесли порядка 7 крупных изменений и PrizmMini. Мы активно работаем со всем оборудованием, отмечаем недостатки, разрабатываем рекомендации по внедрению в школьную среду. Это очень нужно производителям, но....это надо и нам! Нам нужно правильное оборудование, "заточенное" под образовательные задачи. Так зарождалась идеология "Лаборатории проектов", неформального (мы так и не написали основополагающие документы, так что реально сообщество партнеров есть, а бумаг так и нет, в баллах не поможет, ай-ай-ай))) сообщества учеников, учителей, родителей, школ, издательств, производителей ПО и техники и т.д., заинтересованных в том, чтобы жить и учиться было интереснее. Последний наш партнер - MakeBlock, всемирно известная компания из Китая. Нас очень заинтересовали их роботы, а им интересны наши доработки их продукции.
К чему веду... Всегда можно найти, где и на чем создавать новые проекты. Пусть в какой-то школе нет 3D принтеров, но есть где-то неподалеку, у нас например. Стоит стучаться, предлагать свои варианты совместных проектов, 100% быстро найдется нужное оборудование и люди, которые помогут в осуществлении (в городах-то точно). Как же нам нравится идея открытости и сотрудничества между школами, да и не только школами. Вместе можно делать намного больше.

В заключение
В этой вводной статье я рассказал нашу историю внедрения 3D печати в образовательную деятельность. Просто чтобы читатели понимали, что 2 года назад мы ничего не знали о принтерах, пластиках, FreeCad и т.д. Просто осознавали потребность в использовании всего этого арсенала. Сейчас я точно могу сказать - 3D принтеры очень нужны в школах. Они действительно позволяют вывести проектную деятельность на качественно другой уровень. Сложно ли освоить? Не очень, пока техника работает. Сложно ли поддерживать и ремонтировать? Да. Уходит куча времени и сил. Но об этом поговорим в отдельной статье о проблемах.
Но результат того стоит. В следующем посте я подробнее расскажу о наших находках в области использования технологии 3D печати в образовательном процессе.

среда, 15 ноября 2017 г.

Ура! Представляем нашу новую книгу и набор электронных компонентов!
Творим дома или используем на кружке/внеурочке))))


Ну вот и свершилось)))) В издательстве БХВ вышла книга "Scratch и Arduino для юных программистов и конструкторов(Винницкий Ю.А. и Григорьев А.Т.)
Книжка создавалась в рамках совместного проекта с издательством БХВ. Суть проста: нам нужно было пособие для занятий внеурочной (или кружковой) деятельностью, причем такое, что мы могли бы выдавать учащимся и на дом, если потребуется. А издательству интересны новые веяния в мире микроэлектроники "для детей". И вот тут все сложилось, книжка действительно получилась интересной. 

пятница, 10 ноября 2017 г.

Использование распределенных ресурсов сетевых партнеров для формирования современной техносферы  образовательной организации

 Винницкий Юрий Анатольевич

Современные образовательные задачи требуют поддержки проектной и исследовательской деятельности, использования практико-ориентированных технологий XXI века для созидающей деятельности, интеграции всех предметных областей для решения единой задачи формирования компетенций в области проектно-исследовательской деятельности, технологии, технического творчества, изобретательства. Новые технологии определяют мышление всех участников образовательных отношений, их техноментальность. Учебные проекты и задачи дополняются возможностью воплотить их в практике технического решения, что кардинально меняет не только возможности проектно-конструкторской и исследовательской деятельности в школе, но и в целом всю пространственно-предметную среду, предлагая совершенно новые инструменты для достижения ключевых задач образования, повышая мотивацию и заинтересованность в конечном результате образования. И эти возможности нужно использовать!

вторник, 7 ноября 2017 г.

 Проект "Знакомимся, mBot!"

"Лаборатория проектов 169" запустила новый проект - видеоблог о роботах компании MakeBlock. C одной стороны - это возможность вместе с детьми осваивать новую технику, с другой - мы учимся создавать видеоролики, а ребята получают массу впечатлений от самих съемок)))

четверг, 26 октября 2017 г.

Мастер-класс на десятой научно-практической конференции
«Проблемы и перспективы внедрения свободного программного
обеспечения в образовательных организациях Санкт-Петербурга»

ВИЗУАЛЬНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ В MBLOCK. Винницкий Ю.А.


четверг, 12 октября 2017 г.

Как связать два микроконтроллера по Bluetooth. Настраиваем НС-05 для работы в режиме Master.

Небольшое предисловие от публикующего))) Дело в том, что это статья Александра Григорьева, нашего преподавателя робототехники. Она так же была опубликована на Галактике Интел и нуждается в новом месте публикации. Но пока у Александра дойдут руки... А статья очень важная!!!! Дело в том, что стандартные способы связи с теми же роботами на Arduino для учебного процесса малопригодны. Одного робота по Bluetooth подключить - не вопрос. А когда их больше десятка? Связь рвется, соединение приходиться с каждого компьютера настраивать... Оптимальное решение - модули типа флешек + платка, подключенная к Arduino. Воткнул "флешку" в компьютер - соединение тут же установлено. Такие модули для 2,4G связи мы сейчас активно осваиваем, позже напишем о результатах. Но если их нет, то вполне можно построить связь и на Bluetooth-основе, только требуется создать некий аналог модуля-"флешки", включаемой в компьютер. Вот о том, как создать такое подключение и рассказывается в статье. Способ апробирован, второй год успешно используется в 169-ой школе. Рекомендую!
Ю.Винницкий

понедельник, 18 сентября 2017 г.

"Умные вещи", новый виток развития технологий


Развитие человеческой цивилизации тесно связано с развитием технологий. В истории было немало моментов, когда с появлением новых устройств, механизмов, способов передачи энергии и информации в корне менялось представление человека о своих возможностях. Но особенно значимые и кардинальные изменения начинали происходить, когда эти технологии становились массовыми, проникали вначале в повседневную жизнь, а затем в сферу образования.
Примером каждому знакомой вещи, навсегда изменившей нашу жизнь, служит компьютер. Первые арифметические устройства появились сотни и даже тысячи лет назад.