Undervisningsmaterial i mekanik med 3D-skrivning

Abstract

Syftet med projektet har varit att utveckla undervisningsmaterial i mekanik för gymnasieskolan med hjälp av 3D-skrivare. Dessa modeller har därefter tillgängliggjorts genom STL-filer (Stereolithography) som kan laddas ner av lärare för att därefter skrivas ut. Målet utformades till att utveckla tre olika uppställningar, en med trissor, en för lutande plan och en för kaströrelse. Modellerna ska kunna möjliggöra att elever får se, röra vid och experimentera med modeller som beskriver abstrakta koncept inom fysik för att öka förståelsen och intresset. Arbetet inleddes med en intervju med en universitetslärare från Chalmers som undervisar inom mekanik och termodynamik för programmet tekniskt basår vilket ska motsvara gymnasienivå. Detta kompletterades även med ett frågeformulär som skickades ut till gymnasielärare. Förstudien visade att det fanns en efterfrågan av fysiska modeller, med särskilt intresse för de tre utvalda områdena. Baserat på detta togs tre modeller fram med hjälp av CAD-programvara (Computer-aided design) och 3D-skrivarteknik, och skrevs ut i E-PLA (Environmentally friendly Polylactic Acid), ett miljövänligt och lättillgängligt plastmaterial. För varje modell utvecklades ett instruktionsblad med uppgifter och lösningsförslag. Designen har anpassats för att modellerna både ska vara pedagogiska men även praktiskt hanterbara, till exempel genom att de enkelt kan monteras, justeras och transporteras. Resultatet visar att 3D-skrivna modeller har potential att bli ett värdefullt undervisningsredskap. Projektet visar också på möjligheterna att producera undervisningsmaterial som är anpassningsbara, kostnads- och tidseffektiva. För framtida arbeten föreslås vidareutveckling av befintliga samt nya modeller och eventuell anpassning för andra skolnivåer eller fysikaliska områden.