Лазерные технологии в пропедевтике инженерного образования в школе

1.

Московский городской педагогический университет
ЛАЗЕРНЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ
В ПРОПЕДЕВТИКЕ ИНЖЕНЕРНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ В ШКОЛЕ
Устинов Вадим Юрьевич
Москва, 2023 г.

2.

Изменение
методик
обучения
Ускорение
темпа научного
развития
Раннее
инженерное
образование
Усложнение
инженерной
сферы
Повышение
требований к
инженеру

3.

Фрезер – 3D печать – Лазер
1. Фрезерный станок – технология сложна и травмоопасна.
2. 3D печать – требует достаточно долгого подготовительного
этапа обучения.
3. Лазерный станок – безопасен и не требует длительной
теоретической подготовки.
Лазерные технологии как нельзя лучше подходят для построения на
их основе уроков технологии, моделирования и прототипирования,
внеурочной и кружковой деятельности.

4.

+
–
Выводы по лазерной технологии
1. Безопасны для детей дошкольного и школьного возраста.
2. Универсальны как по выбору материалов, так и по способу создания изделия.
3. Просты в освоении и способствуют повышению мотивации обучающихся
(быстрый старт).
4. Не требуют постоянного технического обслуживания (при условии
эксплуатации качественного лазерного оборудования).
5. Являются современной высокотехнологичной сферой, которая в полной мере
подходит для предпрофессионального инженерного образования.
1.
2.
Высокие начальные затраты на приобретение оборудования.
Отсутствие подготовленных учителей и методик обучения.

5.

Урок технологии в школе
Видится правильным изменение содержания уроков технологии в
сторону изучения современных промышленных технологий, к
которым относится и лазерное оборудование.
Это позволит охватить широкие слои обучающихся, а не только те, у которых есть время на
инженерное творчество во внеурочном и внешкольном формате. Разделение класса на
девочек и мальчиков в этом случае является нецелесообразным.

6.

Нажмите для запуска
видео
Лазеры и их использование

7.

Урок 1
Лазерные технологии
необходимый минимум
1. Как это работает?
2. Создание файла задания
3. Настройки лазерного станка
А ещё
ты сделаешь открытку
и персональную ручку!

8.

Урок 1
КАК РАБОТАЕТ ЛАЗЕР
https://www.youtube.com/watch?v=1bGoNmVFRhs

9.

Урок 1
ФОКУСИРОВКА
В точке фокуса
собирается
максимальная
энергия луча,
поскольку площадь
светового пятна в
ней минимальна.

10.

Урок 2
СОЗДАНИЕ ФАЙЛА ЗАДАНИЯ
Запускаем
программу Inkscape
по такой иконке на
рабочем столе

11.

Урок 2
ВЕКТОРНАЯ ГРАФИКА
Векторный файл открытки
для первого урока по
векторной графике.
Векторный файл и
результат: фигурка
щенка из картона.

12.

Урок 3
КАК УПРАВЛЯТЬ ЛАЗЕРНЫМ СТАНКОМ
Так же, как чайником!
Для того, чтобы вскипятить воду в чайнике, мы
должны его нагреть. При этом у нас имеется
два управляющих воздействия: сила пламени
горелки и время, которое чайник стоит на огне.
Если огонь слабый, мы должны будем ждать
(тратить время), а если мы захотим получить
результат побыстрее, то увеличим силу
пламени.
Всё то же самое и с лазерным станком: мы
регулируем мощность луча и время
воздействия на материал.

13.

Урок 3
Смотри, чем больше
мощность луча, тем
нужно меньше
времени на разку
материала. Но если
нам попался такой
материал, что
мощности для самой
быстрой резки не
хватает, то мы
замедляем движение
сопла (и лазерного
луча), время на резку
увеличивается.

14.

Урок 3
ОТПРАВЛЯЕМ ФАЙЛ НА СТАНОК
Нажмите для
запуска видео

15.

Урок 4
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ПРОЙДЕННОГО
Виртуальная лаборатория «Оптика».
Ссылка: https://vrlabs.ru/physics/optics/
Нажмите для
запуска видео

16.

Дети 9-10 лет уже вполне успешно осваивают
профессиональные программы моделирования и работу на лазерных станках

17.

Центр
цифровизации
образования
14.12.2021 на базе ГБОУ
школа №2036 состоялось
заключительное занятие в
рамках апробации
лазерного станка
«Trotec». В рамках
мероприятий по
апробации педагоги
познакомились с
особенностями работы с
лазерным оборудованием
– освоили резку и
гравировку. Учителя
получили представление
о том, как можно
интегрировать лазерное
оборудование в
образовательный
процесс.

18.

Общие выводы:
- пропедевтику инженерного образования целесообразно начинать в
5-м классе;
- инженерное образование является базовым для развития
универсальных когнитивных способностей ребёнка, нельзя сводить
его задачи только к профориентированию;
- необходимо изменение содержания уроков технологии в сторону
изучения современных промышленных технологий;
- лазерные технологии являются одним из наиболее подходящих
способов внедрения раннего инженерного образования в
общеобразовательную практику.