Проекты

Мобильный учебный класс для изучения астрофизики

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «3D-моделирование, 3D-печать и VR/AR-технологии» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1363
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

В современных условиях всё более востребованной задачей, стоящей перед образованием, становится организация интерактивности, активное вовлечение учеников в учебный процесс и их мотивация к учёбе. Решением этой задачи может стать разработка мобильных (передвижных) классов или учебных модулей, предназначенных для изучения различных предметных областей «на местности», особенно при изучении естественных наук (таких как астрофизика).  Однако, как таковых мобильных классов, позволяющих реализовать эту концепцию в полной мере, в настоящее время пока не существует.

Цель

Целью проекта является разработка прототипа мобильного учебного класса для изучения астрофизики. Эта предметная область была определена как наиболее показательная в своем роде, т.к. для изучения этой науки особенно актуально «выбраться» из больших городов, где световой шум мешает наблюдать за небесными телами и космическими объектами.

Задачи

  1. Ознакомиться с требованиями к оборудованию передвижного (мобильного) класса для изучения астрофизики.
  2. Разработать макет изделия и изготовить его с применением 3D-технологий (3D-моделирования, 3D-печати).
  3. Разработать комплект конструкторской документации для изготовления макета.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Персональный компьютер
  • 3D-принтер MZ3D
  • Инструменты для постобработки
  • Среда для 3D-моделирования: Autodesk Fusion 360
  • Разработка чертежей: Autodesk Inventor

Описание

Идея прототипа связана с необходимостью легко перемещать мобильный класс на любые расстояния, в труднодоступные места, откуда удобнее наблюдать космические объекты, и практически любым видом транспорта, для чего он может быть зафиксирован на транспортной платформе, санях, магнитной или воздушной подушке, а также по воздуху (с помощью вертолёта). Однако конструкция, в отличие от вагона-бытовки, является разборной (при необходимости).

Для создания прототипа не использованы клеевые соединения, что позволяет использовать его как конструктор на занятиях внеурочной деятельности по конструированию, 3D-моделированию или прототипированию с учащимися 5–7 класса и предлагать другие решения, например, в дизайне мебели или в оборудовании мобильного класса.

Предполагаемый материал для каркаса передвижного класса (или модуля) – углепластик, т.к. это высокопрочный, но в то же время лёгкий материал; стены – антивандальное панорамное стекло, позволяющее вести наблюдения. На крыше установлен вращающийся купол с отверстием, позволяющий использовать цифровой телескоп, данные поступают на экран ноутбуков. Модуль рассчитан на работу в малых группах (4 человека), однако планируется продолжить работу над проектом и предложить решение с учётом большего количества учащихся.

Прототип передвижного класса изготовлен с помощью технологий 3D-моделирования и 3D-печати (на принтере, работающем по FDM-технологии (печать расплавленным пластиком)), подготовлен пакет конструкторской документации, файлов для печати (*.stl, *.dxf). 

Результаты работы/выводы

В процессе работы над проектом был создан прототип мобильного учебного класса для изучения астрофизики, разработан комплект чертежей, подготовлены файлы для печати, а также выполнена печать на 3D-принтере, использующем FDM-технологию (печать пластиками). Кроме того, в процессе работы над проектом были изучены основы 3D-моделирования и 3D-печати.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе развития проекта предполагается разработка системы хранения для повышения функциональности передвижного класса.

Мнение автора о своей работе, проекте «Инженерный класс в московской школе», конференции «Инженеры будущего», пожелания)

«Я считаю, что работа будет полезна для любых образовательных организаций, перспективна и может быть продолжена не только мною, но и другими учениками»