MaxWhere a digitális oktatás szolgálatában - és még tovább

A digitális vagy IKT-kompetenciák fejlesztése az Európai Unió kiemelt stratégiai célja, hiszen a korszerű eszközökhöz értő felnőttek könnyebben boldogulnak a munkaerőpiacon, ami hosszú távon a régiók fejlesztésével is szorosan összefügg. Számos nemzetközi projekt segíti a közoktatást a diákok alapszintű és szakmai digitális tudásának fejlesztésében. A közoktatási intézményekből ma már a legtöbb esetben nem hiányoznak a számítógépek, tabletek. Főként a pandémia óta még a hátrányos helyzetű térségekbe is eljutottak (még ha nem feltétlenül elegendő számban is) tabletek, okostelefonok, laptopok. Az ezeken megvalósítható élményszerű oktatás kulcsfontosságú eszköze a készségfejlesztésnek. A cselekvéses tanulás (learning by doing) elmélete szerint a diáknak a gyakorlatban kell megtapasztalnia egy adott tudáselem működését, hogy tartós ismeretbővülés és készségfejlődés következzen be. Ha azonban az adott dolog nem (vagy csak nehezen) elérhető, szimulációs megoldások állnak rendelkezésre. Ilyen szimulációt kínál a MaxWhere a 3D Printing Workshop terével, amely bárki számára hozzáférhető, ráadásul böngészőből is elérhető. 

A STEAM Upgrade projekt

A MaxWhere alapítói és fejlesztői között számos egyetemi oktatót, oktatástechnológiai szakembert találunk. Így egyértelmű, hogy a társadalmi felelősségvállalás részeként a MaxWhere csapata elkötelezett az oktatási alkalmazások fejlesztése mellett. Így csatlakoztunk a Tallinni Egyetem és a linzi Johannes Kepler Egyetem felkérésére az ún. STEAM Upgrade projekthez, amelynek egyik fókusza a 3D nyomtatás mint tartalom kidolgozása a STEAM (Science, Technology, Arts and Mathematics) képzésekben. A munkacsoport tagja még a Craftbot, közismert 3D nyomtatók gyártója is. 

A STEAM Upgrade projekt célja egy digitális kompetenciafejlesztési rendszer létrehozása a STEAM tantárgyak tanulásához az alap- és középfokú oktatás körében, amelynek része egy szabadon hozzáférhető tudásbázis és egy virtuális STEAM laboratórium is.

Ennek jegyében a linzi egyetem arra kérte fel a MaxWhere csapatát, hogy egy interaktív virtuális térben mutassuk be a 3D nyomtatás folyamatát, és szimuláljuk egy 3D nyomtató működését. A MaxWhere 3D Printing Workshop térben szimulált nyomtató egy Creality Ender 3, a világ egyik legjelentősebb 3D-nyomtatógyártója által fejlesztett berendezés üzemelését mintázza, de az azonos működési elv miatt az itt megszerzett tudás bármely más nyomtatónál is alkalmazható.

A 3D Printing Workshop tér működése 

Ez a MaxWhere-tér böngészőből elérhető, így a MaxWhere kliens telepítése sem szükséges hozzá. Felhasználói fiók sem szükséges, betöltés után egyből a térben találjuk magunkat. Ezt a teret bárki különösebb előképzettség nélkül megnyithatja, és csupán a MaxWhere használatának alapszintű ismerete (navigáció, smartboardok használata) szükséges hozzá.

A térbe belépve egyrészt smartboardokat látunk. Ezeken a 3D nyomtatás legfontosabb alapismereteit láthatjuk: a 3D nyomtatás történetétől a mai nyomtatók működési elveiig. A tér középpontjában pedig egy Creality Ender 3 nyomtató virtuális ikerpárja található egy egyszerű kezelőpanellel. Azért ezt a modellt választottuk, mert ez gyakori, népszerű és hozzáférhető, így aki a későbbiekben “tényleges” 3D nyomtatóval dolgozna, annak az eszköz már ismerős lesz.

A tér sikeres betöltése után a következő lépésekkel kezdhetjük meg a nyomtatást:

• közelítsünk a nyomtató kijelzőjéhez, és válasszuk ki a Tallózás gombot
• a fájlböngésző ablakban kiválaszthatjuk a nyomtatni kívánt gcode fájlt
• blogcikkünk alján mi is ajánlunk két gcode fájlt, amellyel bárki kipróbálhatja a nyomtatószimulátort
• kattintsunk a start gombra
• a nyomtató elindítja a munkát

A tér teljes mértékben testre szabható. Egyrészt a szerkesztési jogosultsággal rendelkező felhasználók módosíthatják a smartboardok tartalmát, másrészt a 3D nyomtató működése is szemléltethető bármilyen gcode fájl importálásával, amely az Ender 3 nyomtatóhoz készült.

A 3D szimulációs projekt nemzetközi hatása

A linzi Johannes Kepler Egyetem oktatásmódszertani doktori iskolájában évente százak tanulnak a világ minden tájáról. Ezen kívül számos workshopot, konferenciát rendeznek. Így a doktoranduszok széles körében válhat ismertté a MaxWhere részvételével zajló projekt, aminek közvetett hatása lehet még, hogy ösztönözheti számos más élményalapú tanulási, szimulációs projekt létrejöttét. Az oktatásban a virtualizációs megoldások szerepe egyébként egyre nő, így különösen fontos, hogy ezeket tudományos megalapozottsággal fejlesszék, majd szakértők validálják. 

A 3D nyomtatási szimulációs tér értéke az oktatásban

A tér egyszerre szolgál közoktatási és ismeretterjesztő célokat. Egy “igazi” 3D nyomtató üzemeltetése, karbantartása és esetleges javítása magas költséggel, sok idő ráfordításával járhat, és olyan ismeretanyag kell hozzá, amivel egy általános képzettségű tanító vagy tanár nem feltétlenül rendelkezik. Egy belépő szintű 3D nyomtató ára, valamint a működtetéshez szükséges anyagok költsége a legtöbb iskola számára túl magas lenne, amihez hozzáadódik, hogy a nyomtató üzemeltetéséhez szükséges szaktudás nem áll minden intézményben rendelkezésre.

A MaxWhere 3D Printing Workshop teret bárki megnyithatja, majd beviheti a tanórájára, és megismertetheti a diákokkal a 3D nyomtatás eljárását. A virtuálisan kinyomtatott tárgyaknak köszönhetően így a tanulás élményszerű és szórakoztató lesz. Az oktatótér a fejlesztés végeztével publikussá tehető, így bárki használhatja. 

A tanulás nem ér véget az objektum kinyomtatásánál: a diákok akár saját maguk is elkészíthetik a kinyomtatandó geometriát, így az egész folyamat az ő kezük alatt bontakozik ki. Érdekes és ingyenes szoftverekkel, mint a Tinkercad és a Kiri:Moto, rövid idő alatt elvégezhető feladat egy kézzel rajzolt 2D kontúr 3D testé alakítása, majd a slice-olás és a nyomtatás elindítása.

A tér értéke a professzionális (ipari, logisztikai) felhasználás számára

A 3D printing szimulációs tér létrehozása magával hozott olyan fejlesztéseket, amelyek a Maxwhere alapképességeit is tovább bővítették. A technológia szimulálása során felmerült kihívások így jóval szélesebb körű fejlődést jelentenek a MaxWhere számára. Lehetségessé vált “valós időben” megjeleníteni a nyomtatás során a filamentből kialakuló háromdimenziós tárgyakat. Ilyen megjelenítési képességre szükség van más additív technológiák vizualizációjában is, de az anyageltávolítás is hasonló módon modellezhető. 

Tutorial: https://docs.maxwhere.com/usersguide/index.html 

Gcode fájlok: 

https://mw-public-downloads.s3.eu-west-1.amazonaws.com/3D-printing-resources/mw-logo.gcode

https://mw-public-downloads.s3.eu-west-1.amazonaws.com/3D-printing-resources/steamupgrade-logo.gcode

‍