Διδακτική προσέγγιση STEAM, μια διεπιστημονική προσέγγιση της γνώσης, την κριτική σκέψη, τη δημιουργικότητα, την επίλυση προβλημάτων και τη συνεργασία

Στοιχεία Συντάκτη: Σπέρκου Άννα, ΠΕ86 Πληροφορική
Μάθημα: STEAM
Τάξεις εφαρμογής: Α΄, Β΄, Γ΄ Γυμνασίου – Δράσεις ενεργού πολίτη
Χρονική διάρκεια / αριθμός διδακτικών ωρών: 3 ώρες και 1 εκπαιδευτική επίσκεψη

Σύντομη Περιγραφή της Διδακτικής Παρέμβασης:

Υλοποίηση δράσης με τίτλο «Μετατροπή εικαστικών και ψηφιακών σχεδίων αρχαίων νομισμάτων σε φυσικά αντικείμενα με 3D εκτύπωση», στο πλαίσιο του μαθήματος «Δράσεις Ενεργού Πολίτη» του προγράμματος σπουδών του Γυμνασίου, στο θεματικό πεδίο «Ποιοτική Εκπαίδευση». Σκοπός της δράσης είναι οι μαθητές να εντοπίσουν τη σημαντικότητα της πολιτιστικής κληρονομιάς και πώς η επιστήμη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη και την προστασία της, μέσα από μια συμπεριληπτική προσέγγιση S.T.E.A.M., Science (Επιστήμη): υλικά και χημικές ιδιότητες, φυσική της τρισδιάστατης εκτύπωσης, Technology (Τεχνολογία): λογισμικό διχοτόμησης (Slicer Software), λειτουργία 3D εκτυπωτή, Engineering (Μηχανική): σχεδιασμός και βελτιστοποίηση, επίλυση προβλημάτων, Arts (Τέχνες): ιστορία της τέχνης και της νομισματικής, αισθητική αναπαραγωγή, παρουσίαση, Mathematics (Μαθηματικά): γεωμετρία, μετρήσεις και αναλογίες, στατιστική ανάλυση, βασισμένο στην προσέγγιση «Sci-Art» του Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας (Ευρωπαϊκό Πρόγραμμα Erasmus+ «Sci-Art» του Πανεπιστημίου Δυτ. Μακεδονίας που στοχεύει στη σύνδεση της επιστήμης με την τέχνη και την Πολιτιστική Κληρονομιά μέσω της έρευνας και της αναλυτικής αρχαιομετρικής μελέτης συγκεκριμένου αρχαίου ρωμαϊκού νομίσματος).
Βασικοί στόχοι της δράσης είναι:
α. η δημιουργία τρισδιάστατου νομίσματος από δισδιάστατη ψηφιακή εικόνα ρωμαϊκού νομίσματος και β. η δημιουργία τρισδιάστατων νομισμάτων από δημιουργίες – σχεδίαση νομισμάτων σε μπλοκ ακουαρέλας από μαθητές με πραγματικές ή φανταστικές εικόνες αρχαίων ρωμαϊκών νομισμάτων.

Διδακτική Μέθοδος ή Τεχνική:

Για τη διδακτική προσέγγιση STEAM χρησιμοποιήθηκε η διδακτική μέθοδος Μάθηση βάσει Έργου (Project-Based Learning – PBL).
Πρόκειται για μια ολοκληρωμένη και δυναμική μέθοδο που επιτρέπει στους μαθητές/τριες να εργαστούν συνεργατικά, να ερευνήσουν σε βάθος ένα θέμα και να δημιουργήσουν ένα απτό αποτέλεσμα. Η υλοποίηση ενός σχεδίου εργασίας ακολουθεί μια σειρά από στάδια. Ως τέτοια στάδια, με τη σειρά που συνήθως υλοποιούνται, μπορούμε να διακρίνουμε τα παρακάτω: αφόρμηση, ανάλυση του θέματος, καθορισμός στόχων και δραστηριοτήτων, κατανομή σε ομάδες εργασίας, διεξαγωγή δραστηριοτήτων, διαδικασίες συντονισμού, σύνθεση και επιμέλεια του έργου, παρουσίαση , αξιολόγηση.
Εφαρμόστηκε η μέθοδος project για την υλοποίηση της δράσης στο πλαίσιο του μαθήματος «Δράσεις ενεργού πολίτη» σε 6 τμήματα του σχολείου της Β΄ και Γ΄ γυμνασίου, από τρεις εκπαιδευτικούς διαφορετικών ειδικοτήτων (εικαστικών, Γεωγραφίας και Πληροφορικής). Πραγματοποιήθηκε ο διαμοιρασμός των τμημάτων σύμφωνα με τις ώρες διδασκαλίας και τις αντίστοιχες αναθέσεις των μαθημάτων των εκπαιδευτικών, καθώς επίσης και ποια επιστημονικά πεδία της προσέγγισης STEM θα εκπονήσουν με βάση την ειδικότητά τους.

Αναλυτικά τα βήματα υλοποίησης της μεθόδου:

1. Επιλογή θέματος
   Γίνεται η εισαγωγή του θέματος των ρωμαϊκών νομισμάτων σε όλα τα τμήματα από τον κάθε εκπαιδευτικό. Ως αφόρμηση για το σχέδιο εργασίας χρησιμοποιήθηκαν εικόνες ρωμαϊκών νομισμάτων. Για την ανάλυση του θέματος θέτονται ερωτήματα όπως: «Τι γνωρίζουμε για τα ρωμαϊκά νομίσματα;», «Γιατί είναι σημαντικά;», «Πώς μπορούμε να τα μελετήσουμε και να τα αναπαράγουμε σήμερα;». Ενθαρρύνονται οι μαθητές να εκφράσουν τα ενδιαφέροντά τους για συγκεκριμένες ιστορικές περιόδους ή πρόσωπα. Οι μαθητές συζητούν, εκφράζουν απορίες και ενδιαφέροντα. Επιλέγουν με τη καθοδήγηση του εκπαιδευτικού για το προς μελέτη ρωμαϊκό νόμισμα (εδώ νόμισμα του Ιουλίου Καίσαρα) που θα αποτελέσει το αντικείμενο της μελέτης.
2. Καθορισμός στόχων, σχεδιασμός της έρευνας και χωρισμός σε ομάδες
   Ο εκπαιδευτικός βοηθά τους μαθητές να διατυπώσουν σαφείς στόχους: «Να μελετήσουμε την ιστορία του συγκεκριμένου νομίσματος του Ιουλίου Καίσαρα», «Να κατανοήσουμε τη σημασία των συμβόλων του», «Να δημιουργήσουμε ένα 3D μοντέλο του», «Να το εκτυπώσουμε», «Να σχεδιάσουμε δικά μας αρχαία νομίσματα», «Να εκτυπώσουμε τα δικά μας αρχαία νομίσματα». Ο εκπαιδευτικός παρακινεί όλους τους μαθητές να σχεδιάσουν τα δικά τους αρχαία νομίσματα με φανταστικές ή πραγματικές εικόνες προσώπων σε μπλοκ ακουαρέλας. Ο εκπαιδευτικός αναλαμβάνει το ρόλο της δημιουργίας των ομάδων των πέντε (5) μαθητών/τριών στο τμήμα του, λαμβάνοντας υπόψη την ισορροπία δεξιοτήτων και την κοινωνική δυναμική, με κάθε ομάδα να αναλαμβάνει συγκεκριμένους ρόλους σύμφωνα με τους στόχους της δράσης. Δημιουργούνται οι εξής ομάδες ανά τμήμα: «Oμάδα ιστορικής διερεύνησηςς», «Ομάδα αρχαιομετρικής μελέτης νομίσματος» , «Ομάδα εικαστικής δημιουργίας», «Ομάδα 3D» και «Ομάδα παρουσίασης».
   Κάθε ομάδα σχεδιάζει τα βήματα της έρευνάς της:
   «Ομάδα ιστορικής διερεύνησης»: Πού θα βρουν πληροφορίες για το νόμισμα (βιβλία, διαδίκτυο, μουσεία), ποιες ερωτήσεις πρέπει να απαντήσουν (ποιος το εξέδωσε, πότε, γιατί, τι απεικονίζει).
   «Ομάδα αρχαιομετρικής μελέτης νομίσματος»: Από τι υλικό είναι κατασκευασμένο; Ποιες οι ιδιότητες αυτού του υλικού; (Ποιο όργανο θα χρησιμοποιήσω για τη μελέτη;)
   «Ομάδα εικαστικής δημιουργίας»: Που θα βρω ψηφιακές δισδιάστατες εικόνες αρχαίων ρωμαϊκών νομισμάτων; (διαδίκτυο, βιβλία), ποια πρόσωπα θα εκτυπώσω;
   «Ομάδα 3D»: Πως θα αποκτήσω την κατάλληλη εκτυπώσιμη ψηφιακή εικόνα; (Τι είδους επεξεργασία πρέπει να υποστεί η αρχική εικόνα, ποιο λογισμικό επεξεργασίας εικόνας μπορώ να χρησιμοποιήσω)
   Πως θα αποκτήσω το 3D μοντέλο; (ποιο λογισμικό θα χρησιμοποιήσω, ποιες είναι οι απαιτήσεις της 3D εκτύπωσης).
   «Ομάδα παρουσίασης»: Πως θα παρουσιάσουν τα συλλογικά τους ευρήματα (powerpoint, έκθεση, βίντεο), ποια σημεία πρέπει να τονίσουν;
3. Υλοποίηση/Εκτέλεση
   Ο κάθε εκπαιδευτικός με βάση το επιστημονικό πεδίο STEAM που έχει αναλάβει αναλαμβάνει να εποπτεύει, να καθοδηγεί και να παρέχει πόρους στις ομάδες του τμήματός του.
   Εκπόνηση εργασιών ανά ομάδα:
   «Ομάδα ιστορικής διερεύνησης»: Συλλέγει, αναλύει και συνθέτει ιστορικές πληροφορίες για το νόμισμα (πρόσωπα, σύμβολα, επιγραφές, ιστορικό πλαίσιο, εδώ μελέτη σύμφωνα με τη προσέγγιση sci-art Πανεπιστημίου Δυτικής. Μακεδονίας)
   «Ομάδα αρχαιομετρικής μελέτης νομίσματος»: θεωρητική αρχαιομετρική μελέτη (εδώ μελέτη σύμφωνα με τη προσέγγιση sci-art του Π.Δ.Μ.)
   «Ομάδα εικαστικής δημιουργίας»: Οι μαθητές/τριες αναζητούν και επιλέγουν αρχαία ρωμαϊκά νομίσματα από μία βάση δεδομένων ή δημιουργούν φανταστικά σχέδια και τα σχεδιάζουν σε μπλοκ ακουαρέλας
   «Ομάδα 3D»: Οι μαθητές/τριες αναζητούν σε βάση δεδομένων και κατεβάζουν το προς μελέτη αρχαίο ρωμαϊκό νόμισμα σε ψηφιακή δισδιάστατη μορφή εικόνας, φωτογραφίζουν τα εικαστικά σχέδια των νομισμάτων, επιλέγουν το ανοιχτού κώδικα πρόγραμμα επεξεργασίας εικόνας, εκπονούν την κατάλληλη επεξεργασία και προετοιμάζουν κατάλληλα τις ψηφιακές εικόνες για την τρισδιάστατη εκτύπωση.
   Oι μαθητές επιλέγουν και μαθαίνουν τη λειτουργία ανοιχτού κώδικα προγράμματος κοπής (slicing software) για 3D εκτυπωτές, προετοιμάζουν το μοντέλο για εκτύπωση σε .stl αρχείο, δημιουργούν το αρχείο για 3D εκτύπωση σε .gcode αρχείο και προχωρούν στην 3D εκτύπωση του νομίσματος στο σχολικό εκτυπωτή.
   «Ομάδα παρουσίασης»: Η ομάδα συλλέγει και επιλέγει τα ευρήματα από όλες τις ομάδες. Επιλέγουν ποια σημεία θα τονίσουν.
   Όλες οι ομάδες συνεργάζονται ανταλλάσοντας πληροφορίες και υλικό.
4. Παρουσίαση/Δημοσιοποίηση
   Οι μαθητές σε συνεργασία με την «ομάδα παρουσίασης» παρουσιάζουν τα αποτελέσματα:
   Ψηφιακή παρουσίαση: (PowerPoint, βίντεο) με εικόνες και περιεχόμενο από την έρευνα και τη 3D εκτύπωση για τη συμμετοχή σε φεστιβάλ ψηφιακής δημιουργίας και διάχυση στην σχολική κοινότητα και την τοπική κοινωνία.
   Έκθεση: με τα σχέδια των μαθητών σε μπλοκ ακουαρέλας και τα εκτυπωμένα 3D ρωμαϊκά νομίσματα στους τοίχους των διαδρόμων του σχολείου.
5. Αξιολόγηση και αναστοχασμός
   Ο εκπαιδευτικός αξιολογεί το τελικό προϊόν (την ποιότητα της εκτύπωσης των τελικών προϊόντων, δηλαδή του αρχαίου ρωμαϊκού νομίσματος και των εικαστικών σχεδίων των μαθητών/τριών) αλλά και μέσα από τον αναστοχασμό των μαθητών/τριών, για το τι έμαθαν, ποιες δυσκολίες αντιμετώπισαν και πώς τις ξεπέρασαν, συζητούν για την αποτελεσματικότητα της ομάδας τους.

Σκεπτικό Επιλογής / Παιδαγωγική Τεκμηρίωση:

Επειδή η μεθοδολογική προσέγγιση του προγράμματος σπουδών του «Ενεργού Πολίτη» εστιάζει στην ολιστική, διαθεματική και διεπιστημονική ανάλυση των θεμάτων, προκειμένου να αναδειχθεί η πολυπλοκότητα και η ποικιλία των παγκόσμιων προκλήσεων, επιλέχθηκε στο θεματικό πεδίο «Ποιότητα στην Εκπαίδευση» η ανάλογη δράση που υλοποιήθηκε να προσεγγιστεί με τη εκπαίδευση STEAM και κατά συνέπεια λόγω της διεπιστημονικότητας να εκπονιστεί με τη μέθοδο project, γιατί είναι μια ευέλικτη μέθοδος που προσαρμόζεται στις ανάγκες των μαθητών/τριών, προσφέροντας μια πιο ουσιαστική και βιωματική μαθησιακή εμπειρία καθώς τηρούνται οι αρχές α. της ενεργού συμμετοχής: οι μαθητές είναι οι πρωταγωνιστές, β. συνεργασία: η εργασία σε ομάδες ενθαρρύνει την αλληλεπίδραση και την ανάπτυξη κοινωνικών δεξιοτήτων, γ. αυτενέργεια και πρωτοβουλία: οι μαθητές/τριες αναλαμβάνουν ευθύνες και παίρνουν αποφάσεις, δ. διαθεματικότητα: συχνά ένα project συνδέει διαφορετικά γνωστικά αντικείμενα, στ. σύνδεση με την πραγματικότητα: τα θέματα είναι σχετικά με τον κόσμο των μαθητών/τριών και ε. προσανατολισμός στο προϊόν: η δημιουργία του τελικού προϊόντος δίνει νόημα στην προσπάθεια.

Προστιθέμενη Αξία:

1. Η συγκεκριμένη δράση λόγω στης διεπιστημονικής της φύσης και της πρακτικής εφαρμογής, ενισχύει ποικίλες δεξιότητες και ικανότητες όπως: Γνωστικά οφέλη, γίνεται βαθύτερη κατανόηση της ιστορίας και της νομισματικής, οι μαθητές/τριες αποκτούν δεξιότητες έρευνας και ανάλυσης, εφαρμόζουν κατάλληλα τις μαθηματικές και γεωμετρικές έννοιες καθώς και κατανοούν την τεχνολογία και τα εργαλεία σχεδίασης και εκτύπωσης τρισδιάστατων εικόνων. Επίσης αναπτύσσονται τα συναισθηματικά οφέλη (αύξηση του ενδιαφέροντος και του κινήτρου,
   σύνδεση της μάθησης με την πραγματικότητα, ανάπτυξη αυτοεκτίμησης και αυτοπεποίθησης), καθώς η μάθηση γίνεται πιο ενδιαφέρουσα και διασκεδαστική, αυξάνοντας το κίνητρο των μαθητών. Η δημιουργία ενός απτού αποτελέσματος (το τρισδιάστατο νόμισμα) προσφέρει στους μαθητές μια αίσθηση επιτυχίας και ενισχύει την αυτοεκτίμησή τους. Η δυνατότητα να δουν τις γνώσεις τους να εφαρμόζονται σε ένα συγκεκριμένο, απτό προϊόν, βοηθά τους μαθητές να κατανοήσουν τη χρησιμότητα της μάθησης και να τη συνδέσουν με τον πραγματικό κόσμο, αντίστοιχα. Επιπλέον αναπτύσσονται οι δεξιότητες 21ου αιώνα όπως, Κριτική σκέψη και επίλυση προβλημάτων, δημιουργικότητα και καινοτομία, συνεργασία και ομαδική εργασία, επικοινωνία και παρουσίαση, ψηφιακός γραμματισμός, αυτονομία και υπευθυνότητα.
2. Όσον αφορά τη μαθησιακή εμπλοκή, υπάρχει αυξημένο ενδιαφέρον και κίνητρο από τους μαθητές/τριες καθώς στη κατασκευή αρχαίου νομίσματος από ψηφιακή ή εικαστική εικόνα η προσδοκία ενός απτού αποτελέσματος αυξάνει το κίνητρο των μαθητών, της δημιουργικότητας και της έκφρασης προκειμένου να εφαρμόσουν τις δικές τους ιδέες στο σχεδιασμό αλλά και της συνεργασίας και επικοινωνίας για ανταλλαγή ιδεών καθότι λειτουργούν ως ομάδα. Όσον αφορά την κατανόηση, μέσω της πρακτικής κατασκευής, οι μαθητές δεν απομνημονεύουν γεγονότα, αλλά κατανοούν εμπειρικά τις τεχνικές, τα υλικά και τις διαδικασίες που χρησιμοποιούνταν στην αρχαία νομισματοκοπία, μαθαίνουν να ερευνούν για τα σύμβολα, τις μορφές, τις επιγραφές και τις τεχνικές της εποχής. Επίσης οι μαθητές αντιμετωπίζουν προκλήσεις (π.χ., πώς να αποτυπώσουν ένα σχέδιο, πώς να σταθεροποιήσουν το υλικό στην εκτύπωση κ.ά.). Η διαδικασία επίλυσης αυτών των προβλημάτων ενισχύει την κριτική τους σκέψη.
3. Μέσο της παρατήρησης του εκπαιδευτικού και την ποιότητα του τελικού προϊόντος παρατηρήθηκε ότι υπήρξε βελτίωση της κριτικής σκέψης και της επίλυσης προβλημάτων και μέσω του αναστοχασμού των ομάδων. Οι μαθητές σκέφτονται πάνω στη διαδικασία (σχεδιασμός-έρευνα -επεξεργασία-3D εκτύπωση), αναγνωρίζουν τα λάθη τους και πώς να τα αποφύγουν στο μέλλον. Επίσης παρατηρήθηκε βαθύτερη κατανόηση του γνωστικού αντικειμένου γιατί οι μαθητές μπορούν να συνδέσουν τις ιστορικές, καλλιτεχνικές και τεχνολογικές γνώσεις με πιο ουσιαστικό τρόπο καθώς επίσης και στην οργάνωση και διαχείριση του χρόνου για την επίτευξη του τελικού στόχου στα δεδομένα χρονικά πλαίσια.

Παραδείγματα – Υλικό:

Διδακτικό σενάριο
Τίτλος διδακτικού σεναρίου: Μετατροπή εικαστικών και ψηφιακών σχεδίων αρχαίων νομισμάτων
σε φυσικά αντικείμενα με 3D εκτύπωση

Γενική περιγραφή περιεχομένου:
Αυτό το σενάριο αποτελεί μέρος μιας διδακτικής μεθόδου σχεδίου εργασίας (μέθοδος project) προκειμένου να υλοποιηθεί μια δράση στο πλαίσιο του μαθήματος «Δράσεις ενεργού πολίτη» με διδακτική προσέγγιση STEM για τη μετατροπή εικαστικών και ψηφιακών σχεδίων αρχαίων νομισμάτων σε φυσικά αντικείμενα με 3D εκτύπωση. Εκπονείται από τις ομάδες 3D στη φάση της υλοποίησης του project. Σκοπός είναι οι μαθητές να εντοπίσουν τη σημαντικότητα της πολιτιστικής κληρονομιάς και πώς η επιστήμη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη και την προστασία της μέσα από μια συμπεριληπτική προσέγγιση S.T.E.A.M. με στόχους α. η δημιουργία τρισδιάστατου νομίσματος από δισδιάστατη ψηφιακή εικόνα ρωμαϊκού νομίσματος και β. η δημιουργία τρισδιάστατων νομισμάτων με φανταστικές ή πραγματικές εικόνες προσώπων σχεδιασμένα από μαθητές σε μπλοκ ακουαρέλας
Τάξεις στις οποίες απευθύνεται: Α΄, Β΄, Γ΄ Γυμνασίου

Χώρος διεξαγωγής: Εργαστήριο Πληροφορικής

Εκτιμώμενη διάρκεια: 5-6 διδακτικές ώρες
Ο αρχικός σχεδιασμός του σεναρίου σύμφωνα με τα δεδομένα χρονικά πλαίσια της υλοποίησης της δράσης ολοκληρώνεται σε 5-6 διδακτικές ώρες. Ο εκπαιδευτικός μπορεί να επεκτείνει το χρόνο εφαρμογής του σεναρίου, όσο αυτός κρίνει αναγκαίο με βάση το βαθμό κατανόησης, των δεξιοτήτων και ικανοτήτων των μαθητών/τριών, καθώς και το πλήθος των προς εκτύπωση αντικειμένων, με στόχο την καλύτερη ποιότητα του εκτυπωμένου αντικειμένου.

Μαθησιακοί στόχοι:
α. με βάση τις γνώσεις: Αρχές 3D εκτύπωσης FDM (Fused Deposition Modeling) κατασκευή με τήξη πλαστικής απόθεσης, υλικό PLA, λογισμικό επεξεργασίας εικόνας Gimp, sclicer software Cura
β. με βάση τις δεξιότητες: επίλυση προβλημάτων, συνεργασία, κριτική σκέψη, χρήση εξοπλισμού 3D εκτύπωσης, ανάλυση αποτελεσμάτων
γ. με βάση τις στάσεις: υπευθυνότητα, επιμονή δημιουργικότητα, αυτοπεποίθηση

Θεωρητικό πλαίσιο
Το σενάριο στηρίζεται στις αρχές της Συνεργατικής μάθησης (Cooperative Learning). Στη μέθοδο project, οι ομάδες δουλεύουν κυρίως με τη Συνεργατική μάθηση γιατί επιτρέπει την αποτελεσματική λειτουργία του project, καθώς οι μαθητές/τριες πρέπει να συνεργαστούν για να φέρουν εις πέρας το έργο τους, δηλαδή το τρισδιάστατο εκτυπωμένο ρωμαϊκό νόμισμα. Συνοπτικά η μέθοδος βασίζεται στην ομαδική εργασία και την αλληλεπίδραση των μαθητών, έχει ως στόχο την επίτευξη κοινών μαθησιακών αποτελεσμάτων μέσω της συνεργασίας, είναι δομημένη και καθοδηγούμενη από τον εκπαιδευτικό για την επίτευξη συγκεκριμένων στόχων, επικεντρώνεται στην ενεργό συμμετοχή και την αμοιβαία υποστήριξη των μαθητών.

Υλικά και μέσα:
Υλικοί πόροι:
3D εκτυπωτής (Ultimaker 2+), laptop, ψηφιακή κάμερας υψηλής ανάλυσης

Μέσα: Λογισμικό επεξεργασίας εικόνας (Gimp 2.10.12), Λογισμικό “slicing” για 3D εκτυπωτές (Ultimaker Cura 5.10.0), ψηφιακή δισδιάστατη εικόνα ρωμαϊκού νομίσματος ή εικαστικές εικόνες φανταστικών ή πραγματικών προσώπων σχεδιασμένα από μαθητές/τριες σε μπλοκ ακουαρέλας.

Υλοποίηση:

1η Φάση (1 διδακτική ώρα)
Οι ομάδες 3D μελετούν τα συλλεγμένα δεδομένα από τις ομάδες ιστορικής διερεύνησης προκειμένου να γνωρίσουν και αυτοί την ιστορική αξία του αρχαίου προς μελέτη ρωμαϊκού νομίσματος. Οι μαθητές/τριες αναζητούν σε βάση δεδομένων και κατεβάζουν το προς μελέτη αρχαίο ρωμαϊκό νόμισμα σε ψηφιακή δισδιάστατη μορφή εικόνας.

2η Φάση (1 διδακτική ώρα)
Οι ομάδες 3D συλλέγουν τις εικαστικές δημιουργίες των μαθητών/τριών μαζί με τις πληροφορίες που έχουν για κάθε εικονιζόμενο νόμισμα και τις μελετούν. Τα φωτογραφίζουν και τα αποθηκεύουν σε ψηφιακή μορφή εικόνας.

3η Φάση (1 διδακτική ώρα)
Οι μαθητές/τριες των 3D ομάδων επεξεργάζονται με πρόγραμμα επεξεργασίας εικόνας και προετοιμάζουν κατάλληλα τις ψηφιακές εικόνες των αρχαίων ρωμαϊκών νομισμάτων σύμφωνα με την καθοδήγηση του εκπαιδευτικού, εκπονώντας αντίστοιχη δραστηριότητα σε ομάδες των 2 ατόμων ανά υπολογιστή.

4η Φάση (1 διδακτική ώρα)
Ο εκπαιδευτικός επιδεικνύει τις λειτουργίες του προγράμματος κοπής (slicing software) για 3D εκτυπωτές, και με την εκπόνηση αντίστοιχης δραστηριότητας από τους μαθητές, προετοιμάζουν το μοντέλο για εκτύπωση σε .stl μορφή, δημιουργούν το αρχείο για 3D εκτύπωση σε .gcode αρχείο, το αποθηκεύουν στην SD κάρτα του εκτυπωτή και με την προεπισκόπηση (preview) βλέπουν τα λάθη και τα διορθώνουν.

5η Φάση(1-2 διδακτικές ώρες)
Γίνεται πρώτα το calibration του 3D εκτυπωτή, επιλέγεται το .gcode αρχείο προς εκτύπωση. Η χρονική διάρκεια εκτύπωσης με βάση το μέγεθος και την πυκνότητα εκτύπωσης του νομίσματος, είναι 50 λεπτά. Όταν γίνει η εκτύπωση θα χρειαστεί να αφαιρεθούν τα υποστηρίγματα και ανάλογα με την ποιότητα εκτύπωσης και το επιθυμητό αποτέλεσμα θα χρειαστεί ελαφρύ τρίψιμο.

Συνοδευτικά φύλλα Δραστηριοτήτων:
Τα συνοδευτικά φύλλα δραστηριοτήτων περιλαμβάνουν τρία (3) φύλλα δραστηριοτήτων που μπορούν να πραγματοποιήσουν οι ομάδες των μαθητών/τριών. Αυτά μπορούν να μετασχηματιστούν σε φύλλα εργασίας προκειμένου να εκτυπωθούν και τα υπόλοιπα σχέδια νομισμάτων.

Φύλλο αυτοαξιολόγησης ομάδας: Για αναστοχασμό και διόρθωση λαθών.

ΔΡΑΣΗΤΡΙΟΤΗΤΑ 1
ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ-ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΣΗ-ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΕΙΚΟΝΑΣ
ΟΝΟΜΑ ΟΜΑΔΑΣ:

ΟΔΗΓΙΕΣ

1. Αναζητήστε στο διαδίκτυο στη διεύθυνση https://www.coinarchives.com το προς μελέτη ρωμαϊκό νόμισμα και αποθηκεύστε την στον υπολογιστή,
2. Φωτογράφιση:
   Λάβετε πολύ καθαρές, υψηλής ανάλυσης φωτογραφίες της εμπρόσθιας και οπίσθιας όψης του νομίσματος. Βεβαιωθείτε ότι ο φωτισμός είναι ομοιόμορφος και δεν υπάρχουν σκιές που να κρύβουν λεπτομέρειες. Η φωτογραφία πρέπει να είναι (χωρίς παραμόρφωση προοπτικής). Αποθηκεύστε την στον υπολογιστή.
   Συμβουλή: Τοποθετήστε το μπλοκ πάνω σε ένα ομοιόμορφο, μη ανακλαστικό φόντο.
3. Επεξεργασία Εικόνας:
   • Ανοίξτε τις εικόνες στο λογισμικό επεξεργασίας εικόνας.
   • Περικοπή: Περικόψτε τις εικόνες έτσι ώστε να περιλαμβάνουν μόνο το νόμισμα, με ελάχιστο περιθώριο. Τοποθετήστε τις στις παρακάτω θέσεις του πίνακα.
   • Διόρθωση Χρώματος/Αντίθεσης: Αυξήστε την αντίθεση για να τονίσετε τις ανάγλυφες λεπτομέρειες. Μετατρέψτε τις εικόνες σε γκρι κλίμακα (grayscale).
   • Δημιουργήστε την αρνητική εικόνα: Ενδέχεται να χρειαστεί να πειραματιστείτε με τις τιμές της φωτεινότητας/αντίθεσης για να επιτύχετε τον επιθυμητό ανάγλυφο. Το λογισμικό επεξεργασίας εικόνας έχει φίλτρα που μπορούν να βοηθήσουν σε αυτό. Αποθηκεύστε τις εικόνες ως JPEG ή PNG. Τοποθετήστε τις στις παρακάτω θέσεις του πίνακα.

ΟΝΟΜΑ ΝΟΜΙΣΜΑΤΟΣ:
Εμπρόσθια όψη νομίσματος

Οπίσθια όψη νομίσματος

ΔΡΑΣΗΤΡΙΟΤΗΤΑ 2
ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΓΙΑ ΕΚΤΥΠΩΣΗ (Slicing)
ΟΝΟΜΑ ΟΜΑΔΑΣ:

ΟΔΗΓΙΕΣ

1. Εισαγωγή στο Slicer: Ανοίξτε το αρχείο του προς μελέτη αρχαίου ρωμαϊκού νομίσματος jpeg ή png στο λογισμικό κοπής Cura.
2. Εισάγετε τις παρακάτω τιμές για τη μετατροπή της εικόνας σε .stl μορφή. Heigh(mm)=3, Base (mm)=0.4, width (mm)=36, Depth(mm)=35, Smoothing=9
3. Ρυθμίσεις Εκτύπωσης:
   • Ποιότητα Εκτύπωσης ή ύψος στρώσης: Επιλέξτε ένα πολύ μικρό ύψος στρώσης (π.χ., 0.1mm ή και μικρότερο) για μέγιστη λεπτομέρεια. Αυτό είναι κρίσιμο για την αναπαραγωγή του ανάγλυφου.
   • Infill (πυκνότητα και πρότυπο γεμίσματος): 10-20% είναι συνήθως αρκετό.
   • Supports (υποστηρίγματα): Ενδέχεται να χρειαστούν υποστηρίγματα για τις πιο προεξέχουσες περιοχές, ανάλογα με τη γωνία του ανάγλυφου. Ξεκινήστε χωρίς και προσθέστε αν χρειαστεί, με χαμηλή πυκνότητα για εύκολη αφαίρεση.
   • Speed (ταχύτητα εκτύπωσης): Εκτυπώστε σε χαμηλή ταχύτητα για καλύτερη ποιότητα και λεπτομέρεια (20-50 mm/s για PLA) .
   • Retraction: Βεβαιωθείτε ότι οι ρυθμίσεις απόσυρσης (retraction) είναι σωστές για την αποφυγή “stringing”.
   • Top/Bottom Layers: Αυξήστε τον αριθμό των πάνω/κάτω στρώσεων για ένα πιο συμπαγές φινίρισμα.
   • Τύπος προσκόλλησης: Brim
   • Θερμοκρασία Build Plate: 60 oC
   • Θερμοκρασία εκτύπωσης: 200 oC
4. Προεπισκόπηση (Preview): Ελέγξτε την προεπισκόπηση της εκτύπωσης για να βεβαιωθείτε ότι όλα φαίνονται σωστά.
5. Αποθηκεύστε το .gcode αρχείο στον υπολογιστή και έπειτα στην SD κάρτα του εκτυπωτή.

ΔΡΑΣΗΤΡΙΟΤΗΤΑ 3
3D ΕΚΤΥΠΩΣΗ
ΟΝΟΜΑ ΟΜΑΔΑΣ:

ΟΔΗΓΙΕΣ

1. Φορτώστε το PLA υλικό στον 3D εκτυπωτ.
2. Κάντε το calibration (διαμέτρηση) του εκτυπωτή
3. Επιλέξτε το .gcode αρχείο εκτύπωσης από την SD κάρτα του εκτυπωτή
4. Ξεκινήστε την εκτύπωση και παρακολουθήστε την προσεκτικά, ειδικά τις πρώτες στρώσεις
5. Όταν γίνει εκτύπωση αφαιρέστε προσεκτικά τυχόν υποστηρίγματα.
6. Ανάλογα με την ποιότητα εκτύπωσης και το επιθυμητό αποτέλεσμα, μπορεί να χρειαστεί ελαφρύ τρίψιμο
7. Βάψιμο/Παλαίωση (Προαιρετικό): Για να μοιάζει ακόμα περισσότερο με αρχαίο νόμισμα, μπορείτε να το βάψετε με ακρυλικά χρώματα και να εφαρμόσετε τεχνικές παλαίωσης για να του δώσετε την όψη του χρόνου.

ΑΥΤΟΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΟΜΑΔΑΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

1. Ποιο ήταν το πιο ενδιαφέρον βήμα στη διαδικασία της 3D εκτύπωσης και γιατί;
2. Ποιες δυσκολίες αντιμετωπίσατε κατά τη διάρκεια αυτού του έργου και πώς τις ξεπεράσατε;
3. Αξιολογήστε την επιτυχία της εκτύπωσής σας:• Πόσο πιστό είναι το αντίγραφο στο αρχικό νόμισμα; (Κύκλωσε το κατάλληλο)
    Πολύ πιστό
    Αρκετά πιστό
    Μέτρια πιστό
    Χρειάζεται βελτίωση
   • Τι θα κάνατε διαφορετικά την επόμενη φορά για να βελτιώσετε το αποτέλεσμα;

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Αρχεία: