Do školní laboratoře chodí i o víkendu
Vytisknout si z 3D tiskárny třeba obal na iPhone mohou studenti Střední průmyslové školy na Proseku
Zhruba každé dvě tři hodiny zajde Tomáš do počítačové učebny, aby zkontroloval práci patnácti tiskáren, na kterých tisknou spolužáci z jeho školy. Dělá to dobrovolně, stejně jako dobrovolně absolvoval školení ve firmě, která tiskárny dodala, aby se mohl starat o jejich základní údržbu a čištění. „Máme určitá pravidla, co na tiskárnách smíme a nesmíme tisknout. Zakázané jsou především zbraně,“vysvětluje. Nejde přitom o tisk obyčejných obrázků, něco takového by studenty průmyslové školy v jejich věku už těžko napadlo. Řeč je o 3D tisku, který Tomášova škola využívá napříč předměty už od druhého ročníku.
Střední průmyslová škola na Proseku má počítačovou učebnu 3D Lab, která se specializuje na výuku 3D technologií, především 3D tisku. Výuka se prolíná řadou předmětů. „Vytisknout si nějaký model, který jste si stáhli z internetu, se vám za chvíli omrzí. Sem tam si zkusíte něco vyrobit, ale i to je málo. Důležité je ale umět využít zájem studentů o novou technologii a hledat její reálné využití,“říká zástupce ředitele školy a iniciátor výuky 3D tisku na škole Lukáš Procházka. A to se tady daří.
Názorné pomůcky si tiskneme
Na začátku byla ve škole jedna 3D tiskárna, nyní má škola takových novodobých pecí patnáct. Pomáhají s názorností výuky. „Dneska žáci v prvním ročníku kolikrát ani nevědí, jak vypadá kladivo. Co uděláte jako učitel – přinesete jim kladivo. A 3D tiskárny nám umožňují přinášet věci, které bychom jinak nepřinesli,“popisuje Lukáš Procházka. Školáci jsou dnes podle něj videoukázkami přesyceni. Už na prvním stupni se školy stále častěji uchylují k promítání; to, co začíná chybět, je reálná možnost věci si osahat a vyzkoušet.
Díky 3D tisku si studenti mohou ověřit, zda jejich návrhy půjde vyrobit, smontovat, zda budou mechanicky kompatibilní. Chci konkrétní příklad a dostávám ho. „Například téma rozměrové prototypy učíme na návrhu tlumičů na horské kolo. A na konci je prostě v učebně reálné horské kolo, do kterého mají studenti svoje návrhy montovat. Nebo vezmu zásuvku na 380 voltů a část z ní odeberu. Studenti mají za úkol ji doprojektovat,“popisuje pedagog.
S Tomášem a jeho spolužákem Šimonem nahlížím do jednotlivých tiskáren a zkoumáme, co se tiskne. Součástka na autíčko, obal na iPhone. Karabina. „Bude mít nosnost asi dvacet kilo,“vysvětluje mi Šimon. Je to prý otázka nastavení pevnosti materiálu a jeho spolužák už prý ví, jak na to. „Já zase zkouším, jaké má ta technologie možnosti. Vyrobil jsem turbínu, která dokáže udělat 12 000 otáček za minutu. Docela mě to překvapilo, takže jsem zvědavý, na kolik to ještě vytáhnu,“říká Šimon.
Výhodou těchto projektů je, že díky jejich vývoji získává škola nové výukové materiály. Aby mohla škola v rámci zkušebního provozu novou technologii tisku lépe využít, otevřela v pilotním roce počítačovou učebnu studentům i učitelům i mimo vyučovací hodiny. Studenti i vyučující zde dobrovolně zůstávají dlouho po vyučování, někdy chodí i o víkendu.
Díky monitorovacímu systému škola ví, že zhruba 60 % práce souviselo s výukou, ve zbývajících 40 % vytvářeli studenti věci pro své soukromé účely. Nejčastěji v souvislosti s dalšími zájmy, jako je třeba případ lezecké karabiny nebo stojánku na ragbyový míč, který si vyrobil Tomáš. „A k Vánocům jsem vloni všem pedagogům vytiskl ozdobu – sně- hovou vločku v kruhu. Strávil jsem tím dohromady asi třicet hodin,“říká mi. Začínám mít podezření, že mi škola jako průvodce nastrčila netypického génia. „To nevím, v prváku jsem neúspěšně skládal reparát z programování. Pak jsem změnil obor a chytlo mě to,“krčí rameny Tomáš. V červnu, na konci třetího ročníku, měl vyznamenání.
Zapojení 3D tisku se promítlo i do změny struktury předmětů. „Většina škol učí v prvním ročníku technickou dokumentaci, projektování v cadových programech začíná až ve druhém. My jsme to posunuli obojí do prvního ročníku, zjednodušeně řečeno učíme v jednom předmětu, jak fungují aplikace, kterými se programuje, a ve druhém předmětu to, jaké jsou normy, jimiž se projektant musí řídit. A ve druhém ročníku už se oba tyto předměty spojují a výsledkem je první hmotná věc, kterou studenti navrhnou a potom vytisknou na 3D tiskárně,“popisu- je Procházka. Přiznává, že původně měli 3D tisk až ve čtvrtém ročníku, ukázalo se ale, že už i druháci jsou ohromně šikovní a že možnost osahat si výsledek významně podporuje jejich motivaci. „Mají zájem a to je to hlavní. Je potřeba chytit zájem studentů, dokud trvá, podpořit ho a podnítit jejich kreativitu,“popisuje Lukáš Procházka. „Protože, přiznejme si to, zaujmout dnešní studenty je čím dál složitější,“dodává.
Využití 3D tisku ve výuce je podle něj ideální. „Víte, ty úvahy, že jednou si budeme všichni doma tisknout na 3D tiskárnách, jsou podle mě liché. Naprojektovat obyčejnou plastovou součástku vás bude stát spoustu času, radši si ji koupíte. 3D tisk je ale skvělý pro průmysl, modeláře a právě pro výuku. Je podstatný rozdíl, jsou-li výstupem studentovy práce pořád jen návrhy, tedy elektronická data, nebo hotový výrobek, který může vidět, vyzkoušet, ověřit.“
Technologii 3D tisku škola vy- užívá i pro maturitní projekty. Často se na nich spojují studenti z více oborů, například model dopravní křižovatky se svítícími semafory si vyžádal znalosti elektroniky a automatizace. Vedle něj stojí návrh zařízení pro měření slunečního svitu. Tomáš pro svou maturitní práci zase potřebuje spolupráci mechatronika, jako téma si totiž vybral možnosti recyklace plastového odpadu z 3D tiskáren. „Přišlomi, že se nám tu začíná nějak hromadit,“vysvětluje.
Nabízí se ještě jedna otázka – jak je tahle celá laboratoř drahá? „Samotný tisk je levný, proto ho projektanti využívají pro konstrukci prototypů,“vysvětluje Lukáš Procházka. Materiál na součástku do autíčka, která se tu tiskne zhruba hodinu, vyjde podle předběžné kalkulace na čtyřiadvacet korun. Jiná věc jsou náklady na cenu tiskáren nebo software. Střední průmyslová škola na Prosekumá ale všechny 3D tiskárny zapůjčené zdarma. Využila totiž možnosti a stala se sama „testovacím králíkem“pro dodavatele zcela jiné technologie, softwaru pro řízení tiskáren.
Spolupráce s firmou Y Soft, která škole tiskárny zapůjčila, začala ve stejnou chvíli, kdy Y Soft vstoupil do světa 3D tisku. „Zabýváme se poskytováním podnikových řešení, softwarem pro firmy, které potřebují mít přehled o svých nákladech. U 3D tisku to dosud nikdo nedělal,“vysvětluje David Miklas z Y Soft. Díky spolupráci s průmyslovkou firma rychle zjistila, že pro školy není klíčová délka trvání tisku nebo přesná teplota tání materiálu, což byly dosud inzerované parametry, ale především přehled o nákladech a využití tiskáren. „A zabezpečení,“usmívá se David Miklas a předvádí, že díky obsluze tiskáren přes kartu se už nemůže stát, že ji netrpělivý student otevře a přeruší tisk práce jiného spolužáka. „Půjčili jsme škole tiskárny, čímž si ověřujeme reálné potřeby uživatele,“doplňuje Miklas.
Kromě hledání možností dalšího využívání 3D tisku ve výuce chce průmyslovka na Proseku také poskytnout možnost konzultací kolegům z ostatních škol. Kurikula, která vznikají na základě ročního testování, jsou volně přístupná na internetu, díky projektům studentů získává školamnožství výukových materiálů. „Důležité je ale i osobní předávání zkušeností,“říká Procházka. Proto na škole plánují semináře pro vyučující z dalších škol. Žádná důležitá informace a žádný dobrý nápad by tak neměly spadnout pod stůl.
Autorka je spolupracovnice Akademie LN