このSTEAMエンジニアリングおよびメーカープロジェクトでは、学生は、LaserMakerを使用して手描きの建物をレーザーカットのカントンタワーモデルに変えることにより、「マジックブラシ」デザインの旅を続けています。このレッスンでは、画像のスキャン、トリミング、アウトライン、彫刻、切断をレビューし、相互接続された3Dタワー構造と簡単なLED照明のアップグレードでアクティビティを拡張します。

このプロジェクトは、学生が建築、観察、デジタル描画、レーザー切断、構造アセンブリ、および単純な電子機器を接続するのに役立ちます。生徒は1つの建物のシルエットから始めて、より強力な交差モデルを作成し、上部に小さな光の機能を追加します。

マジックブラシMa LiangビルエンジニアSTEAMプロジェクトカバー画像 — 学生は、想像力、描画、LaserMaker、レーザーカットを使用して、建物のアイデアを物理的なモデルに変えます。

1.レッスンの概要

アイテム	詳細
プロジェクト	Canton Tower Buildingエンジニアレーザー切断プロジェクト
ソフトウェア	LaserMaker
主なスキル	手描き、画像スキャン、画像トリミング、アウトライン抽出、ビットマップ彫刻、ベクトル切断、長方形描画、溶接、ベッセルカーブ描画、クロススロット構造、LEDホルダーデザイン、およびアセンブリ
提案された材料と部品	合板、紙、描画ペン、LED、ボタンバッテリー、接着剤、および基本的な教室組み立てツール
教室フィット	エンジニアリングと建物の課題、STEAMアーキテクチャ活動、レーザー切断とメーカープロジェクト、初心者のLaserMakerレビュー、構造モデルの設計、および簡単な照明のアップグレード

1.1プロジェクトの目標

生徒は建物をスケッチし、図面をLaserMakerにスキャンし、きれいな外側の切断輪郭を作成し、元の図面を彫刻し、建物のシルエットをレーザーカットし、交差したカントンタワー構造を構築し、小さなLEDライト機能を追加してモデルを完成させます。

1.2推奨される教室の使用

教師の場合:このプロジェクトを使用して、アーキテクチャ、建物の観察、構造の安定性、デジタル製造、および簡単な回路認識を接続します。

学生のために:アクティビティを使用して、建物の図面を物理的なタワーモデルに変え、交差したパーツがどのようにしっかりと立つことができるかを探ります。

Makerspacesの場合:描画、レーザー切断、アセンブリ、および照明を組み合わせた初心者向けのアーキテクチャモデルプロジェクトとして使用します。

2.学習目的

2.1学生が学ぶこと

建物とは何かを話し合い、家、学校、病院、遊び場、ランドマーク構造など、日常生活の建物の例を特定します。

有名な建物を観察し、レーザーカット建築モデルのインスピレーションとしてカントンタワーを使用します。

明確な建物の図面を作成し、Picture CropとPicture Outlineを使用してLaserMakerで処理します。

2つの一致するタワーシルエットとクロススロットを使用して、より安定した3次元構造を作成します。

完成したタワーにシンプルな照明機能を含めることができるように、小さなLEDホルダーを設計して組み立てます。

2.2 STEAMスキル開発

デザイン思考:ランドマーク的な建物のアイデアを、認識可能な形状と視覚効果を備えた単純化された物理モデルに変えます。

計算思考:トリミング、アウトライン、レイヤー設定、寸法、ミラーまたは複製された部品、およびスロットの配置を使用して、使用可能なレーザーファイルを準備します。

エンジニアリング思考:バランス、交差構造、スロットフィット、接着剤の補強、照明の配置、およびフラットドローイングがスタンディングモデルになる方法を検討してください。

2.3責任あるメイキング

学生は、教師またはラボの監督者の指導の下でのみレーザーカッターを操作する必要があります。カットする前に、フォーカス、材料配置、レイヤー出力、および処理パラメーターを確認してください。 LEDとボタンのバッテリーを使用する場合は、極性を注意深く確認し、小さな電子部品を整理してください。

3.プロジェクトのインスピレーション: 図面から建物モデルまで

このレッスンでは、単純な建築モデルを通じて学生に建築工学を紹介します。教師は、生徒に建物とは何か、家が建物の一種であるかどうか、周りに見ている建物、知っている有名な建物を尋ねることから始めることができます。

ソースレッスンでは、モデルテーマとしてカントンタワーを使用しています。生徒は最初に平らなシルエットを作成し、次に交差して立っている塔を形成する2つの一致するピースを作成します。

完成したカントンタワーレーザー切断プロジェクト例 — プロジェクトの課題は、レーザーカットのカントンタワーモデルを作成することです。

建築エンジニア教室思考プロンプト — 学生は、設計する前に、建物、ランドマーク、およびそれらの周りの構造について話し合います。

4.クラス前の思考の質問

教師は、次の質問を使用して、プロジェクトを建築、日常生活、創造的なデザインと結び付けることができます。

建物とは何ですか?

私たちが住んでいる家は一種の建物ですか?

あなたの周りにはどんな建物が見えますか?

あなたはどんな有名な建物やランドマークを知っていますか?

どのような建物の興味やあなたに最も感銘を与えますか?

教室ディスカッション:学生は、家、学校、病院、スタジアム、塔、美術館、橋、ランドマークについて話すことができます。このメーカープロジェクトでは、建物の形状を観察し、レーザーカットのシルエットに単純化し、モデルを立てることに重点を置いています。

5.レッスン手順

5.1単一のシルエットの建物を作る

生徒に作りたい建物のスケッチを依頼します。図面は、カントンタワーまたは別のおなじみのランドマークからインスピレーションを得ることができます。 LaserMakerが認識して切断輪郭に変わるのに十分な外側のエッジが明確でなければなりません。

カントンタワープロジェクトの建物のアイデアを描く手 — 生徒は、クリアな外の形で建物を描くことから始めます。

スキャンアプリまたは教室で承認された別の方法を使用して、図面をスキャンし、LaserMakerにインポートします。まず、Picture > Cropを使用して、画像の周りの空白スペースを削除します。

LaserMakerでスキャンした建物の図面を切り取る — ソフトウェアが便利な画像領域に焦点を合わせるように、スキャンした図面をトリミングします。

次に、写真> アウトラインを使用して建物のアウトラインを生成します。ビットマップ出力を一時的にオフにし、内側のアウトラインを選択して削除し、外側のアウトラインのみをカットします。次に、ビットマップ出力をオンに戻して、生徒の元の図面を完成したモデルに刻印できるようにします。

LaserMakerで建物の図面に画像の概要を使用する — スキャンした建物の図面からアウトラインを生成します。

内側のアウトラインを削除し、外側の建物の輪郭を保つ — 外側の切断の輪郭を保ち、彫刻のためにビットマップを保存します。

LaserMakerでレイヤーパラメータ領域をダブルクリックし、合板プロジェクトの彫刻および切断パラメータを設定します。レイヤー設定を確認した後、ファイルをレーザーカッターに送信して処理します。

Canton Towerビルプロジェクトのレイヤーパラメータ设定 — レーザー加工の前にレイヤーパラメータを設定します。

完成したシングルシルエットカントンタワーモデル — シングルシルエットCanton Powerモデルを完成させます。

5.2完全なクロス接続された建物モデルを作る

建物をよりしっかりと立たせるには、カントンタワーのシルエットを複製します。次に、3mm x 140mmの長方形を2つ描き、それらをタワーデザインの上部と下部の位置に配置して、一致するクロススロットを作成します。

カントンタワーの複製とスロット長方形の描画 — タワーの形状を複製し、スロットの長方形を準備します。

カントンタワーモデルのクロススロットの設計 — スロットの長方形を配置して、交差した構造を準備します。

レーザー加工の後、2つのカントンタワーの部分をクロス接続します。フィットに追加のサポートが必要な場合は、接着剤を使用できます。これにより、単一の平らなシルエットよりもしっかりと立つことができるシンプルな3次元タワーが作成されます。

2つの交差したカントンタワーのレーザーカット部品を組み立てる — 2つの一致するタワーピースをクロスして、スタンディングモデルを作成します。

6.レーザー加工

加工のためにレーザー切断機に保存されたデザインファイルをインポートします。処理する前に、材料の配置、彫刻と切断のレイヤー、および焦点距離を確認してください。ソースレッスンでは、カットする前にフォーカスを調整して、不完全なカットのリスクを減らすように生徒に思い出させます。

Canton Towerプロジェクトのレーザー切断加工リマインダー — レーザージョブを開始する前に、フォーカスと処理の設定を確認してください。

7. Worksのアップグレード: 照明を追加

7.1 LEDホルダーをデザインする

タワーをより視覚的に魅力的にするために、生徒は上部に小さなLEDライト機能を追加できます。まず、21mmの円を描きます。次に、2mm x 10mmの長方形を描画し、溶接関数を使用して長方形を円に接続します。

最初のLEDホルダーの円と四角形を描く — 円と狭い長方形を描いて溶接することで、LEDホルダーを始動します。

次に、6mm × 2mmの長方形を描き、それを形状に溶接します。次に、ベッセル曲線と線画ツールを使用して、LEDを保持するために必要な形状を大まかに描画し、前の図に溶接します。

LEDホルダーデザインに小さな四角形を追加する — ホルダーのデザインに6mm × 2mmの長方形を追加します。

ベッセルカーブツールでLEDホルダー形状を描く — カーブツールを使用して、LEDホルダーの形状を作成します。

さらに12.03mmの円を描き、2つの照明関連部品をカントンタワーのデザインの上部に配置します。レイアウトを確認した後、レーザー加工用の最終ファイルを準備します。

照明のアップグレードのために12.03mmの円を追加する — 照明構造用の2番目の円形部分を追加します。

LEDホルダー部品をカントンタワーモデルの上部に配置する — 照明部品をタワーデザインの上部に配置します。

7.2 LEDとボタンのバッテリーを取り付ける

レーザー加工後、照明部品を取り出します。白いLEDの長い脚をボタンバッテリーの滑らかな側にクリップし、短い脚を粗い側にクリップします。 LEDとバッテリーアセンブリをカントンタワーモデルの上部に配置します。部品がしっかりと座らない場合は、接着剤を慎重に使用して所定の位置に固定します。

テストのリマインダー:LEDが点灯しない場合は、まずバッテリー側とLEDの脚方向を確認してください。生徒は教師の指導の下でのみボタンバッテリーとLEDを扱う必要があります。

Canton TowerモデルにLEDとボタンバッテリーを取り付ける — タワーの上部にLEDとボタンのバッテリーを取り付けます。

照明付き完成したカントンタワーモデル — 照明アップグレードでカントンタワーモデルを完成させます。

8.教室の実践と教育のヒント

8.1学生ワークフロー

手描き:生徒に紙とペンを渡してから、スキャンする前に、各建物の図面の外側の輪郭がはっきりしていることを確認します。

ソフトウェアデザイン:インポート、トリミング、アウトライン、内側の輪郭の削除、レイヤーの設定、タワーの複製、クロススロットの追加など、生徒をガイドします。

マシン処理:安全な教室の順序で生徒のファイルを処理し、カットする前にフォーカスを確認します。

アセンブリ:生徒が交差したタワー構造を組み立て、教師のサポートを受けて照明機能を追加します。

8.2教師の提案

建物の課題を導入する前に、以前の描画からレーザーへのワークフローを確認してください。

絵を描く前に、実際の建物を観察し、輪郭を単純化するように生徒に勧めます。

授業時間が限られているときは、予備のLEDホルダー部品、ボタン電池、タワーピースを用意してください。

必要に応じて、複数の学生建築モデルを1つのレーザー処理ファイルに配置して、バッチ処理を使用します。

単一のフラットタワーと交差タワーの安定性とディスプレイ効果の違いを比較するよう生徒に依頼します。

9.反射と評価

9.1リフレクションの質問

図面から建物モデルをどのように構築しますか?

建物の主な構造は何ですか?

あなたがあなた自身の建物を設計するように頼まれたならば、あなたはそれをどのように目立たせるでしょうか?

9.2学生とピアの評価

学生は自分の仕事を評価し、創造性、構造の堅さ、外観、学習態度に基づいて仲間からフィードバックを与えることができます。

評価アイテム	自己評価	ピア評価
創造性、30ポイント
堅さ、30ポイント
外観、20ポイント
態度を学ぶ、20ポイント
合計、100ポイント

10.完成したプロジェクトと共有

レッスンの最後に、生徒はカントンタワーのモデルを表示し、図面の作成方法を説明し、レーザーファイルを準備し、交差した構造を組み立てて、照明を追加できます。教師は、次のバージョンで何を改善するかについて話し合うように生徒に勧めることができます。

学生の仕事の展示とプロジェクトの共有 — 学生は建物モデルを提示し、デザインとアップグレードのアイデアを説明できます。

11だエクステンションチャレンジ

カントンタワーモデルを完成させた後、学生は地元のコミュニティから別のランドマークまたは建物を選択し、新しいレーザーカット構造を作成できます。さまざまなスロット位置、モデルの高さ、ベースサポート、照明位置、または装飾的な彫刻の詳細をテストできます。

より広範なエンジニアリングの課題のために、学生はどの構造がよりしっかりと立っているかを比較できます: 単一のフラットシルエット、交差したツーピースモデル、またはベースが追加されたモデル。これは、メーカーの活動を実際の建物の安定性と構造設計と結び付けるのに役立ちます。

12. 教師向け機器ノート

このプロジェクトは、学生メーカーの活動のための薄い合板の彫刻と切断をサポートする教室のレーザーカッターに適しています。学校や初心者のSTEAMラボでは、手描きの建物モデル、タワー構造、LEDディスプレイモデル、初心者のLaserMakerアクティビティなどのプロジェクトを、次のような教室のレーザーカッターで完了できます。雷レーザーボルトシリーズ.

教師は、教室のスペース、学生の監督のニーズ、材料の厚さ、プロジェクトのサイズ、および換気のセットアップに基づいて、機械と材料のセットアップを選択できます。生徒は、最終的な切断の前に、常に設定をテストし、フォーカスを確認し、学校のレーザー安全規則に従う必要があります。

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