Využití 3D tisku ve výuce

Jak vznikl nápad na vytvoření metodiky: Integrace technologie 3D tisku do výuky na základních a středních školách?

KM: Otcem myšlenky jsem já. Působil jsem na Ústavu výpočetní techniky (ÚVT) na MU, kde jsem měl na starost kromě jiného centrální tisk a jedním z našich partnerů byla firma Y Soft. V určité fázi spolupráce nám nabídli otestovat 3D tisk, o který mezi studenty nebyl moc velký zájem. Během spolupráce jsme zjistili, že firma má „akademii”, v rámci které se snaží učit žáky jak tisknout a vyhodnotili jsme, že by se to dalo dělat lépe. Začal jsem hledat partnera na univerzitě a dostal jsem se až na Pedagogickou fakultu (PdF) MU. Zde se mě ujal Zdeněk Hodis a společně jsme vymysleli návrh projektu ohledně vytvoření výukových pomůcek a lekcí pro 3D tisk, protože v té době nebyl tolik rozšířený. Ambicí bylo vytvořit materiály zdarma – metodiku a reálné ukázkové hodiny. Dříve se žáci učili tisknout 3D modely, ale nebyl tam pedagogický přínos – chtěli jsme, aby tam byla i druhá složka ─ například aby se žáci něco naučili i o zeměpisných či matematických tématech a tisk se používal pouze jako nástroj. Projekt byl přijat a stal se jedním z nejlépe hodnocených na univerzitě. My na ÚVT jsme fungovali zejména jako technici a kolegové z PdF MU velice kreativně vymysleli obsah spousty krásných lekcí. Metodika je poté finálním výstupem, který poskytuje komplexní návod, jak efektivně „dělat“ 3D tisk. Kromě technické stránky a lekcí navíc popisuje i problémy, se kterými se školy mohou setkat.

ZH: Já bych chtěl poděkovat Kamilovi Malinkovi, který nás do toho zapojil, protože ze začátku nebylo jednoduché projekt rozjet. Úvodní schůzky jsem se tehdy ani nezúčastnil, následně jsme se však spojili a bavili jsme se o tom, jak bychom projekt mohli pojmout. Shodli jsme se na tom, že by chtělo přidat pedagogický aspekt. Takže já jsem tehdy na PdF MU oslovil i další katedry (my jsme Katedra technické a informační výchovy), jelikož jsme tam chtěli mít pedagogický přínos i ostatních oborů. Kamil měl kontakt na firmu z praxe, my jsme naopak měli kontakty na školy. Součástí projektu totiž byli aplikační garanti – dvě základní školy (ZŠ Husova, ZŠ Kamínky) a dvě gymnázia (Gymnázium Třebíč, Gymnázium Matyáše Lercha) – kteří ověřovali obsah metodiky a spolupracovali s námi z pedagogického a didaktického hlediska. Proto pokud chce základní nebo střední škola zavádět 3D tisk, v metodice najde přehledně všechny obory a zároveň jim metodika pomůže ve znalosti základních pojmů a informací.

KM: A když už jsme měli dobrý tým a testovací subjekty, tak jsme se nad rámec původního očekávání rozhodli udělat i výzkum. Začaly vznikat články, kde jsme sdíleli naše praktické zkušenosti. Byl o ně poměrně zájem, proto jako vedlejší efekt tohoto projektu vzniklo i několik vědeckých prací.

Jaký přínos poskytuje vaše metodika učitelům?

ZH: Vytvořili jsme komplexní lekce. Snažili jsme se 3D tisk ve výuce posunout někam dál, aby si žák pouze neprohlížel samotný 3D model, který učitel ukazuje, ale aby tam byl i teoretický úvod do problematiky, pak samotné využití modelu – náš přínos je komplexní, didaktický a skutečně zaměřený na to, aby učitel 3D modely ve výuce využíval naplno.

KM: Přesně tak, vytvořili jsme takový startovací balíček, kdy má učitel přesně dané učivo a kroky, jak má v hodině postupovat a nemusí testovat, zda 3D model funguje. Pro učitele tak může být využívání našich lekcí úspora času. Navíc modely jako pomůcky do výuky (např. různé druhy minerálů) bývají často drahé, ale my jsme vytvořili vyloženě takové, které se dají vytisknout za pár korun.

Přináší využívání 3D modelů ve výuce pro žáky benefity? Jaké?

KM: Jsme součástí výzkumné činnosti, ve které jsme měřili pedagogický dopad a také jsme hodnotili, jak žáci 3D tisk přijímají. Ukázalo se, že dokázali dokončovat složitější lekce bez problémů. Samozřejmě naráželi na technické problémy, ale taky to viděli hodně pozitivně v kontextu praktičnosti a vztahu k učivu. Aplikace 3D modelů byla hodnocena jako velmi dobré ozvláštnění hodin, i proto si myslíme, že jde o fajn směr. Velký přínos budou mít 3D modely tam, kde je potřeba si něco představit, vizualizovat – matematika, zeměpis, přírodopis, ... Opravdu to vypadá jinak, když si žáci mohou modely osahat, podívat se na ně, nějakým způsobem s nimi pracovat. Hlavními benefity je tedy interaktivita a lepší představivost. Pomocí 3D modelů lze přesunout tuto IT generaci do reálného fyzického světa.

Bude množství 3D modelů na stránkách Y Soft be3D Academy rozšířeno nebo je nabídka finální?

KM: Tohle je finální nabídka. Další navazující projekt není plánovaný. Měli jsme financování na tři roky, během kterých ale vzniklo velké množství lekcí a pomůcek. Někteří kolegové ještě vypisují bakalářské či diplomové práce týkající se tohoto tématu, takže vznikají jednotky navazujících věcí.

ZH: Y Soft je firma z praxe, takže to financování na spolupráci už bohužel není, ale na druhou stranu – my jsme se snažili ukázat cestu, kterou se dá vydat. Naše práce je sice ukončená, ale způsob, jakým si mohou učitelé na základních školách vytvářet lekce, je poměrně dobře popsán na webových stránkách projektu.

KM: Přesně tak, snažili jsme se trošku prošlapat cestičky. Momentálně je práce s 3D tiskem přeci jen o něco jednodušší, než před 5-6 lety, kdy jsme projekt navrhovali a byla to úplně nová technologie, se kterou si nikdo moc nevěděl rady.

Dají se hotové 3D modely někde zakoupit/případně nechat vyrobit? Kde?

KM: Nabízí se FabLab, což jsou veřejně dostupné místnosti se spoustou vybavení, včetně 3D tiskáren.

Jak moc finančně náročné je zavedení 3D tisku do školy?

KM: Cena tiskáren je nízká. Dostupnost je bezproblémová, rozebíráme to i v naší metodice. Základní tiskárnu koupíte již od 3 000 až 6 000 Kč, a ta bohatě stačí. Cena roste s tím, co požadujete. Stále běží projekt od Prusa Research s.r.o. – tiskárna zdarma pro školu. Vytvoříte nějaký model, nahrajete jej na jejich webové stránky a oni vám poté pošlou tiskárnu zdarma. Takže osobně bych doporučil přečíst si metodiku, vyrobit model a poté nafasovat tiskárnu od Průši.

ZH: Zakoupit 3D tiskárnu můžete i pod 5 000 Kč. My doporučujeme tiskárny od Y Softu. Tiskárny jsou zakrytované, takže nedojde k tomu, že by do nich během tisku žáci strčili ruku, nebo jinak narušili 3D tisk, a proto mohou mít takové tiskárny volně dostupné i na chodbách. Pokud bude tisk probíhat pod dohledem vyučujícího, není problém tisknout na nejlevnější 3D tiskárně.

Co byste doporučil učitelům, aby se nebáli a začali s 3D tiskem?

KM: Přečtěte si naši metodiku – je elektronicky dostupná a je zdarma. Navíc je v češtině, to znamená opravdu přínos pro náš trh. Kdo neví jak, a chce začít s 3D tiskem, tak by si ji měl přečíst. Jsou v ní všechny informace, včetně odkazů na modely a další. Z našeho projektového týmu patnácti lidí, kteří kromě mě o 3D tisku neslyšeli, na konci projektu všichni rutinně tiskli a výstupy používali. Stačilo jen aby se překonala technologická bariéra. Je to geniální nástroj pro hravé povahy, které chtějí jednoduše vyrábět věci. Existuje spousta projektů, nejenom na české úrovni, a nadnárodní (např. v Británii mají moc pěknou komunitu propojující vysoké a střední školy). Doporučuji se nebát, že je 3D tisk těžký a být kreativní. Když nechcete udělat první investici, tak nejenom v Brně jsou FabLaby, což jsou místnosti plně vybavené pro 3D tisk. Je tam vše, co potřebujete a je tam i člověk, který vám vysvětlí, co a jak se má dělat.

Přáli byste si, aby k tématu zaznělo ještě něco dalšího? Chcete něco doplnit? Rády bychom Vám zde daly prostor.

ZH: Za mě skvělá zkušenost ohledně tak velkého projektu. Obrovský potenciál jsem viděl v tom, že se tam scházely nejrůznější skupiny lidí (jak zaměstnanci z ÚVT MU, tak zaměstnanci jednotlivých kateder PdF MU). Když jsme navrhovali modely a přemýšleli nad různými tématy, bylo vidět, jak kolegové z různých oborů mají různé nápady.

KM: Učitelé se ukázali jako správné hravé povahy. Pro nás to byly jen modely, ale když je vzaly kolegyně do rukou a začaly je dotvářet, tak najednou byly k dispozici například naprosto realisticky vypadající lebky. Post-processingem to posunuly o level výš. Bylo úžasné vidět, jak žáci pracují s tím, co vzniklo. Ukázalo se, že multidisciplinární týmy mají smysl, protože každý máme klapky na očích a dohromady to bylo velice inspirující.

ZH: Na závěr bych chtěl moc poděkovat Kamilovi, který to skvěle rozjel a samozřejmě všem kolegům kteří se projektu účastnili. Oceňujeme, že se o naše téma zajímáte a jakákoliv popularizace je přínosná a myslím si, že i pro učitele na základních a středních školách.

KM: Děkujeme, je potřeba to propagovat.

ZH: Já bych taky chtěl poděkovat.

I my děkujeme za rozhovor.