Onze 3D helden

Leerlingen leren hun 3D ontwerp vaardigheden, en leren elkaar te inspireren en te helpen. Kleine ontwerpjes printen ze zelfstandig uit.

We dagen ze uit om zichzelf als 3D held digitaal uit te werken en uit te printen. Dit kan resulteren in een sleutelhanger met hun naam, of in meer complexe werken. Verbreding en verdieping wordt zodoende door leerlingen zelf gekozen.

Voor een goede uitvoering van deze lessenserie is een 3D printer permanent beschikbaar voor de leerlingen. Dit spoort ze aan om ook buiten de les om verder te werken aan eigen ontwerpen. We kiezen bij Junior IOT voor de Prusa S3 of de Prusa Mini, omdat deze printer zichzelf laat instelt, en daarmee door jonge leerlingen bediend kan worden.

Voor het 3D ontwerpen werken we op de basisschool met Tinkercad, voor de oudere leerlingen bevelen we Fusion360 aan.

Klaslokaal-

In het klaslokaal beschikken de leerlingen elk over een laptop of chromebook, waarmee ze kunnen werken met Tinkercad.com

Materialen per leerling-

Voor de 3D printer zijn verschillende kleuren filament aanwezig

De 3D printer wordt tijdens de uitleg in de klas getoond.

Les 1. Kennismaken 3D tekenen

Wat is 3D

We leggen uit wat 3D is. Met X trappelt de hele klas heen en weer, bij Y wandelen we heen en weer, en bij Z bewegen we op en neer.

Zelfregulatie en samenwerken

We werken in de klas met een grote groep leerlingen. Vooral wanneer we werken we aan interessante nieuwe dingen is het fijn als de leerlingen leren samen te werken. Spreek af hoe je om stilte vraagt, en spreek af dat in zo’n doe-les graag een beetje geluid is – maar wel op een vriendelijk volume.

De lessen van Junior IOT leren de deelnemers om soepel samen te werken in een groep. Hiermee wordt de invulling van de les uiteindelijk minder afhankelijk van de energie en kennis van de begeleiders.

We vragen de begeleiders om nadrukkelijk de vragen ‘meester!’, ‘juf!’ om te buigen: breng de klas (voorzichtig maar strikt) tot stilte, en dan vraag je ‘Wie heeft dit al af? Deze kinderen kunnen nu de anderen nog even helpen.’

Draai deze vraag ook eens om: ‘Wie heeft nog niet ingelogd? De anderen mogen deze kinderen nog even helpen tot het iedereen is gelukt’. Loop rond, en leerlingen die lang zitten te puzzelen op het inlog scherm, die help je nog even. Vragen van leerlingen die al verder zijn parkeren we tot iedereen is ingelogd.

Account aanmaken in TinkerCad

Alle leerlingen maken een account op TinkerCad. Lees de gedetailleerde uitleg daarvoor op: https://junioriot.nl/tinkercad-login/

Beginnen met tekenen in TinkerCad

De eerste keer kom je in een voorbeeld tekening. Klik op het 9 blokjes TINKERCAD om naar het hoofdmenu te komen, en daar kies je ervoor een nieuw ontwerp te maken.

Opnieuw inloggen in TinkerCad

Als je opnieuw TinkerCad in komt dan kies je voor Inloggen. Je moet niet opnieuw aanmelden en een inlog aanmaken, want dan zou je de melding krijgen dat dit al bestaat.

Wachtwoord of inlog vergeten?

Als je het wachtwoord bent vergeten dan is er een mogelijkheid om dit via de email te resetten. Als je een eigen email adres hebt gebruikt, dan kan je dit zelf regelen. Maar als je een inlog hebt met @junioriot.nl dan kan alleen meester Marco een nieuw wachtwoord voor je kiezen.

Omdat de klas ook zonder meester Marco te laten werken is het handig als jouw juf of meester op whatsapp aan meester Marco kan vragen om een wachtwoord reset.

Les 2. TinkerCad naar 3D printer door de leerkracht

De les begint met een centrale toelichting. Wat moesten we doen om naar TinkerCad te gaan, hoe loggen we in. Waar vinden we de informatie om te kunnen tekenen. En als je het niet weet, dan vraag je het rustig aan elkaar.

Voorbereiding: op je laptop installeer je voor de Prusa printer een slicer: we gebruiken PrusaSlicer; installeer de laatste versie. Stel deze bij het installeren in voor de Prusa MK3 met 0,4 mm nozzle, en de Prusa mini met 0,4 mm nozzle. Daardoor komen deze mogelijkheden in de lijst waar je straks je printer kan kiezen.

Teken een sleutelhanger met je naam

Leerlingen maken een ontwerp. We hoeven niet uit te leggen waar alle mogelijkheden in TinkerCad voor zijn, omdat de leerlingen dit op het scherm prima zelf kunnen ontdekken.

Een sleutelhanger is vaak een plaatje met een gaatje erin, en de letters van je naam er op,

Een eerste 3D print

Voor de eerste leerlingen brengen we in deze les het ontwerp naar de 3D printer. We leggen uit dat het een paar uur duurt om een kleine print af te maken, hoe veel tijd hebben we tot het einde van de dag?

We laten op het scherm zien hoe je exporteert. Leerlingen verzamelen de 3D objecten: In TinkerCad kies je voor export -> STL. Er volgt een download, die je op een usb stick zet. Let op, als je zelf de PrushaSlicer op de computer hebt dan is de USB stick niet nodig.

Centraal verzamel je de 3D objecten en zet je ze op het werkblad in de slicer. Elk ontwerpje wordt tot een vriendelijke afmeting verkleind. Voor de zekerheid zet je ‘support vanaf bed’ aan om zwevende objecten te ondersteunen. Maak de printfile voor de 3d printer en zet deze op de memory kaart (of usb stick) van de printer.

De memory kaart (of usb stick) gaat nu naar de printer. Een leerling kiest in het menu dat deze laatste file geprint moet worden. De printer gaat een aantal uren aan het werk.

In het print resultaat zal je zien dat er een aantal objecten niet helemaal goed geprint worden. Letters hangen onder het plaatje, objecten ontbreken, details staan op een andere plek dan verwacht. Hier leren we van!

Les 3. Zelf van TinkerCad naar de 3D printer door de eerste leerlingen

Zet de printer aan met een kleine print van circa 20-30 minuten.

De les begint met een korte samenvatting. Wat was ookalweer de volgorde: Inloggen in TinkerCad (wie heeft zijn inlog nog??) -> tekenen op het scherm -> export knopje, en dan de download van je browser naar de usb -> niet vergeten: op je scherm kiezen voor usb uitwerpen -> usb stick gaat op reis naar de leerkracht -> op het scherm naar het slicer programma -> slicen en naar de SD kaart -> SD kaart gaat op reis naar de 3D printer -> kies ‘print from SD’ -> en dan gaat hij printen.

Hoe gaat het 3D printen ookalweer? De printer warmt eerst op -> (bij de prusa) de printer gaat dan voelen waar het bed is -> gaat laagjes printen

Waarom is het belangrijk om te voelen waar het bed is?
1. Nou, de printer maakt het plastic dingetje in laagjes. Weet je nog, ga allemaal maar staan: dit is X (trappel allemaal heen en weeer), dit is Y (trappel allemaal voor naar achter) en dit is Z (trappel allemaal op en neer).
2. Het bed heeft een speciaal laagje waar het plastic goed op blijft zitten. Het is belangrijk dat je geprinte dingetje niet loslaat of opzij schuift. Waarom? Omdat anders het volgende laagje niet goed op de onderkant van het gemaakte dingetje past. Het eerste laagje zit goed vast als de printer het precies dicht genoeg bij het bed neerlegt. Maar hoe weet hij dat.
3. (leerlingen staan nog steeds) Pak allemaal maar eens je etui of je broodtrommel. leg deze nu op tafel. Dat was makkelijk? Ja dat was makkelijk omdat je precies weet hoe dat moet, je kijkt vanzelf eerst waar de tafel is. Doe dat nog eens, maar dan met je ogen dicht, je mag het ook laten vallen. (milde chaos) Okay, nu allemaal weer even zitten. De eerste printers konden niet kijken waar de tafel is om hun broodtrommel neer te leggen. Maar deze kan dat wel, voordat hij gaat printen kijkt hij eerst waar het bed is zodat hij het eerste laagje precies op de goede plek kan leggen. Waarom was dat ook alweer belangrijk?

Hoeveel? We hebben in de vorige les gemerkt dat niet alle kinderen iets kunnen printen. Misschien is er tijd voor drie tot vijf objecten.
(als leerlingen later toch door willen naar meer dan drie tot vijf, doe dat dan maar; aan het einde van de les gaat de printer uit en is er niets af. Zelfregulatie.)

De les

Alle leerlingen weten nu hoe ze moeten inloggen in TinkerCad. Echter, sommige leerlingen zijn hun wachtwoord vergeten of hebben hulp nodig met ‘hoe schrijf ik mijn email adres’. Extra begeleiding en hulp in de klas is handig om die leerlingen persoonlijk te kunnen helpen.

Leerlingen helpen elkaar met 3D-tekenen. Veel leerlingen vragen de aandacht van de leerkracht. Verwijs in eerste instantie door naar mede-leerlingen.

Een aantal leerlingen is vaardig genoeg om te exporteren. Een aantal leerlingen hebben een USB stick. leerlingen helpen elkaar om de exports te regelen. De leerlingen die bij de leerkracht komen verwijs je door naar de mede-leerlingen (zelfstandigheid, probleem oplossen en samenwerken). Leerlingen die komen met ‘niemand wil mij helpen’ zijn een signaal dat dit meer groepsaandacht behoeft. (ook in groep 5-6 gaat het uiteindelijk werken)

Verzamel de exports van de USB sticks. Laat leerlingen de SD kaart ophalen. Zet de slice van de verzamelde objecten op de SD kaart. Laat leerlingen deze printen. Op een bepaald moment na de les moet je de 3D printer weghalen, bijvoorbeeld voor de volgende groep. Jammer maar leerzaam als daardoor de print niet af is.

Vertel leerlingen om nu ook een bijzonder object te ontwerpen, een broche of embleem om op te spelden bijvoorbeeld.

Les 4. Zelf van TinkerCad naar de 3D printer

Herhalingsles. Meer focus op samenwerken, completeren van techniek vaardigheden in 3D printen. Met enige hulp bedienen ze de 3D printer. Er ontstaat constructief overleg over inplannen van printjes.

Les 5.

Herhalingsles. Nu de puntjes op de i voor wat betreft samenwerken, en de techniek vaardigheden in 3D printen. Ze bedienen ze de 3D printer onder losse toezicht. Stuur op een meer inclusief overleg.

Les 6.

Meesterproef: Groepjes geven elkaar (of enkele gast leerlingen) les in wat ze hebben geleerd. Zelfstandig als groep de 3D printer te bedienen.

Lessenserie basisschool – Onze 3D Helden