Современный да Винчи

Актуальность

В современном мире на уроках используются разные обучающие пособия. Но многие из них дают информацию только об одной области, в которой задействуются принципы из обучающего материала.

Решением этой задачи может стать разработка пособий – демонстрационных моделей, созданных для уроков математики, физики, технологии, с помощью которых школьники будут получать представление о механизмах древности и принципах их работы, которые отразились в современных устройствах, окружающих нас.

Цель

Разработать наглядные пособия (демонстрационные модели) по эскизам технических идей Леонардо да Винчи (одометр, воздушный аппарат), а также развить эти идеи (кулачковый молот с приводом от водяного колеса).

Задачи

1. Изучить требования к демонстрационным моделям, которые можно задействовать во время обучающего процесса.
2. Проанализировать актуальные для темы пособия, представленные на современном рынке оборудования, и разработать принципиально новый проект.
3. Разработать макет изделия и изготовить его с применением 3D-технологий (3D-моделирование, 3D-печать).
4. Разработать комплект конструкторской документации для изготовления макета.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Персональный компьютер с установленным ПО (Autodesk Fusion 360; подготовка G-code: Cura 15.04.6RU, Polygon X)
• 3D-принтер MZ3D, Picaso Designer X PRO и 3D-filament PLA
• Инструменты для постобработки

Описание

Идея прототипа связана с необходимостью создания учебного пособия для изучения принципов механики, использовавшихся в прошлом и нашедших применение в современных устройствах, проследить их путь развития и сделать процесс обучения более наглядным и интересным. Для этого были созданы 2 физические модели, основанные на эскизах Леонардо да Винчи (одометр, летательный аппарат), на примере которых можно наглядно рассмотреть основные принципы механики и работы зубчатых и червячных передач. Также была разработана 3D-модель (кулачковый молот с приводом от водяного колеса), которая не является изобретением да Винчи, но развивает принципы, использовавшиеся в его работах.

Прототипы одометра и летательного аппарата изготовлены с использованием технологий 3D-моделирования и 3D-печати (на принтере, работающем по FDM-технологии (печать расплавленным пластиком)), подготовлен пакет конструкторской документации, файлов для печати (в программе Autodesk Fusion 360).

Для создания прототипов моделей да Винчи не использованы клеевые соединения, что позволяет применять его как конструктор на занятиях внеурочной деятельности по технологии, 3D-моделированию или прототипированию с учащимися 5–7 классов; использовать детали созданных прототипов для разработки моделей, не представленных в данном проекте, но являющихся подходящими по идее и принципу работы.

Предлагаемый материал для изготовления прототипов – пластик PLA, он является экологически чистым, биоразлагаемым, доступен для использования в условиях школьных 3D-лабораторий, имеет низкую стоимость относительно других пластиков подобного рода. Используя именно этот пластик при серийном изготовлении пособий, можно разрабатывать и создавать дополнительные элементы посредством 3D-печати, которые будут стыковаться с основным набором деталей.

Проект может быть продолжен как авторами, так и другими учениками, которым интересна эта тематика, в соответствии с потребностями современного учебного процесса. Степень завершённости проекта – около 70 %.

Результаты работы/выводы

В процессе работы над проектом были созданы прототипы устройств по эскизам Леонардо да Винчи, которые являются пособием для уроков технологии, физики и истории.

Разработан комплект чертежей, подготовлены файлы для печати, 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 –

• разработка дополнений к основному набору с возможностью взаимозамещения деталей;
• создание настольной игры для детей младшего школьного возраста с устройствами из данного пособия;
• поиск новых идей и устройств для воплощения;
• разработка учебных пособий, необходимых не только преподавателям, но и ученикам, для конкретной темы или урока

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИУ ВШЭ

Награды/достижения

Всероссийская олимпиада школьников по технологии (региональный этап) – призёр

Мнение автора

«В процессе работы над проектом был получен опыт проектной деятельности, создан продукт, который можно использовать для того, чтобы сделать процесс обучения более интересным и увлекательным.

Спасибо организаторам Открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» за предоставленные возможности, отличный опыт и внимание к работам участников!»