Tato diplomová práce se zabývá tvorbou výukových
materiálů, které jsou zaměřené na výuku 3D modelování, 3D
tisku a robotiky. Teoretická část se věnuje problematice 3D
modelování, 3D tisku, robotiky a její možné zařazení do
výuky. Teoretická část je rozdělena do dvou částí. První část je
věnována přípravě žáků na nadcházející projekty, které jsou
součástí druhé části. Přípravná část se věnuje základům
technické dokumentace, 3D tisku a elektrotechniky, se kterými
by měli být žáci seznámeni pomocí vytvořených výukových
materiálů. Druhá praktická část obsahuje vytvořené výukové
materiály pro šest projektů, které jsou zaměřené na výuku 3D
modelování, 3D tisku a robotiky. Projekty jsou zaměřené na
tvorbu 3D modelu domu s nábytkem, výrobě jmenovek,
vykrajovátek na perníčky a sonaru. Závěrečný a největší
projekt se věnuje výrobě soutěžního robota, který je
konstruovaný tak, aby se mohl účastnit oficiálních robotických
soutěží v disciplínách Minisumo a Sledování čáry.
Anotace v angličtině
This diploma thesis is about creation of teaching materials
used for 3D modeling, 3D printing and robotics classes. The
theoretical part is dedicated to the concept of 3D modeling, 3D
printing, robotics and the potential of their inclusion into
classes. It is divided in two parts. The first part is focused on
the preparation of students for the follow-up projects which
are included in the second part. The preliminary part is
dedicated to the basics of technical documentation, 3D
printing and electrical engineering which should be presented
to the students in the form of the teaching materials. The
second practical part consists of the teaching materials for six
projects focused on 3D modeling, 3D printing and robotics
classes. The focus of the projects is the creation of a 3D model
of a furnished house, production of name tags, gingerbread
cutters and sonar. The final and biggest project is dedicated to
the creation of a competition robot constructed in a way to be
able to attend the official robotics competitions in Mini-sumo
and Line follower disciplines.
Klíčová slova
Výukové materiály, 3D modelování, 3D tisk, robotika,
elektrotechnika, Arduino.
Klíčová slova v angličtině
eaching materials, 3D modeling, 3D printing, robotics,
electrical engineering, Arduino.
Rozsah průvodní práce
125
Jazyk
CZ
Anotace
Tato diplomová práce se zabývá tvorbou výukových
materiálů, které jsou zaměřené na výuku 3D modelování, 3D
tisku a robotiky. Teoretická část se věnuje problematice 3D
modelování, 3D tisku, robotiky a její možné zařazení do
výuky. Teoretická část je rozdělena do dvou částí. První část je
věnována přípravě žáků na nadcházející projekty, které jsou
součástí druhé části. Přípravná část se věnuje základům
technické dokumentace, 3D tisku a elektrotechniky, se kterými
by měli být žáci seznámeni pomocí vytvořených výukových
materiálů. Druhá praktická část obsahuje vytvořené výukové
materiály pro šest projektů, které jsou zaměřené na výuku 3D
modelování, 3D tisku a robotiky. Projekty jsou zaměřené na
tvorbu 3D modelu domu s nábytkem, výrobě jmenovek,
vykrajovátek na perníčky a sonaru. Závěrečný a největší
projekt se věnuje výrobě soutěžního robota, který je
konstruovaný tak, aby se mohl účastnit oficiálních robotických
soutěží v disciplínách Minisumo a Sledování čáry.
Anotace v angličtině
This diploma thesis is about creation of teaching materials
used for 3D modeling, 3D printing and robotics classes. The
theoretical part is dedicated to the concept of 3D modeling, 3D
printing, robotics and the potential of their inclusion into
classes. It is divided in two parts. The first part is focused on
the preparation of students for the follow-up projects which
are included in the second part. The preliminary part is
dedicated to the basics of technical documentation, 3D
printing and electrical engineering which should be presented
to the students in the form of the teaching materials. The
second practical part consists of the teaching materials for six
projects focused on 3D modeling, 3D printing and robotics
classes. The focus of the projects is the creation of a 3D model
of a furnished house, production of name tags, gingerbread
cutters and sonar. The final and biggest project is dedicated to
the creation of a competition robot constructed in a way to be
able to attend the official robotics competitions in Mini-sumo
and Line follower disciplines.
Klíčová slova
Výukové materiály, 3D modelování, 3D tisk, robotika,
elektrotechnika, Arduino.
Klíčová slova v angličtině
eaching materials, 3D modeling, 3D printing, robotics,
electrical engineering, Arduino.
Zásady pro vypracování
Cílem diplomové práce je vytvořit soubor multimediálních výukových materiálů zaměřených na 3D tisk podporujících rozvoj prostorového myšlení u žáků 2. stupně ZŠ. Teoretická část bude zaměřena na problematiku prostorového myšlení, 3D tisku, výukových metod a didaktických pomůcek. Praktická část se bude soustřeďovat na tvorbu samotného souboru výukových materiálů, kde mezi řešenými tématy budou např. základy technického kreslení, modelování jednoduchých 3D objektů včetně nastavení, ovládání 3D tisku a vizualizace.
Zásady pro vypracování
Cílem diplomové práce je vytvořit soubor multimediálních výukových materiálů zaměřených na 3D tisk podporujících rozvoj prostorového myšlení u žáků 2. stupně ZŠ. Teoretická část bude zaměřena na problematiku prostorového myšlení, 3D tisku, výukových metod a didaktických pomůcek. Praktická část se bude soustřeďovat na tvorbu samotného souboru výukových materiálů, kde mezi řešenými tématy budou např. základy technického kreslení, modelování jednoduchých 3D objektů včetně nastavení, ovládání 3D tisku a vizualizace.
Seznam doporučené literatury
NOVOTNÁ, Helena. Základy Lumionu pro neintuitivní uživatele [online]. Třetí přepracované vydání. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta Stavební, 2019. [cit. 2021-11-21]. ISBN 978-80-214-5528-3. Dostupné z: https://www.aiu.fce.vutbr.cz/wp-content/uploads/sites/2/2021/01/Ucebnice_Lumion.pdf
HOROVÁ, Iva. 3D modelování a vizualizace v AutoCADu pro verze 2009, 2008 a 2007. COMPUTER PRESS. Brno: Computer Press, 2008. ISBN 978-80-251-2194-8.
Program SketchUpna základní škole. Brno, 2014. Závěrečná práce. Mendelova univerzita v BrněProvozně ekonomická fakulta. Vedoucí práce Ing. Ludmila Brestičová. [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: https://docplayer.cz/24485072-Program-sketchup-na-zakladni-skole.html
PRŮŠA, Josef a Martin BACH. Základy 3D tisku s Josefem Průšou [online]. Praha: Prusa Research a.s. Partyzánská 188/7a 170 00 Praha Česká republika, 2019 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: https://is.muni.cz/el/ped/jaro2021/TI9009/111101390/zaklady-3d-tisku.pdf
KLOSKI, Liza a Nick KLOSKI. Začínáme s 3D tiskem [online]. COMPUTER PRESS, 2017 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: https://static.artforum.sk/media/products-files/b4/18/129662-DB66021.pdf
PUNČOCHÁŘ, Petr. Robotika a 3D tisk [online]. 2021 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: http://www.zssvazna.cz/robotika-a-3d-tisk/d-9831
3D tiskárny v kostce. Www.jaknainternet.cz/ [online]. Praha, 2013 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: www.jaknainternet.cz/page/1773/3d-tisk/
ZLOCH, Marek. Vše o 3D tisku technologie [online]. 2014 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: http://www.marekzloch.cz/book/vse-o-3d-tisku-technologie.pdf
ORŠULÁK, Tomáš a Jan PACINA. 3D modelování a virtuální realita [online]. Ústí nad Labem: Tomáš Mikulenka, 2012 [cit. 2021-11-21]. ISBN 978-80-904927-4-5. Dostupné z: http://cevramok.ujep.cz/files/opora-3.pdf
FEJFAROVÁ, Lucie. Využití virtuálních montážních návodek [online]. Plzeň, 2017 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: https://otik.zcu.cz/bitstream/11025/26634/1/DP_Fejfarova%20Lucie.pdf. Diplomová práce. Západočeská univerzita v Plzni. Vedoucí práce Doc. Ing. Pavel Kopeček, CSc.
MAŇÁK, Josef a Vlastimil ŠVEC. Výukové metody. Brno: Paido, 2003. ISBN 80-731-5039-5.
OBST, Otto. Obecná didaktika. 2. vydání. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2017. ISBN 978-80-244-5141-1.
ČAPEK, Robert. Moderní didaktika: lexikon výukových a hodnoticích metod. Praha: Grada, 2015. Pedagogika (Grada). ISBN 978-80-247-3450-7.
Seznam doporučené literatury
NOVOTNÁ, Helena. Základy Lumionu pro neintuitivní uživatele [online]. Třetí přepracované vydání. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta Stavební, 2019. [cit. 2021-11-21]. ISBN 978-80-214-5528-3. Dostupné z: https://www.aiu.fce.vutbr.cz/wp-content/uploads/sites/2/2021/01/Ucebnice_Lumion.pdf
HOROVÁ, Iva. 3D modelování a vizualizace v AutoCADu pro verze 2009, 2008 a 2007. COMPUTER PRESS. Brno: Computer Press, 2008. ISBN 978-80-251-2194-8.
Program SketchUpna základní škole. Brno, 2014. Závěrečná práce. Mendelova univerzita v BrněProvozně ekonomická fakulta. Vedoucí práce Ing. Ludmila Brestičová. [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: https://docplayer.cz/24485072-Program-sketchup-na-zakladni-skole.html
PRŮŠA, Josef a Martin BACH. Základy 3D tisku s Josefem Průšou [online]. Praha: Prusa Research a.s. Partyzánská 188/7a 170 00 Praha Česká republika, 2019 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: https://is.muni.cz/el/ped/jaro2021/TI9009/111101390/zaklady-3d-tisku.pdf
KLOSKI, Liza a Nick KLOSKI. Začínáme s 3D tiskem [online]. COMPUTER PRESS, 2017 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: https://static.artforum.sk/media/products-files/b4/18/129662-DB66021.pdf
PUNČOCHÁŘ, Petr. Robotika a 3D tisk [online]. 2021 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: http://www.zssvazna.cz/robotika-a-3d-tisk/d-9831
3D tiskárny v kostce. Www.jaknainternet.cz/ [online]. Praha, 2013 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: www.jaknainternet.cz/page/1773/3d-tisk/
ZLOCH, Marek. Vše o 3D tisku technologie [online]. 2014 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: http://www.marekzloch.cz/book/vse-o-3d-tisku-technologie.pdf
ORŠULÁK, Tomáš a Jan PACINA. 3D modelování a virtuální realita [online]. Ústí nad Labem: Tomáš Mikulenka, 2012 [cit. 2021-11-21]. ISBN 978-80-904927-4-5. Dostupné z: http://cevramok.ujep.cz/files/opora-3.pdf
FEJFAROVÁ, Lucie. Využití virtuálních montážních návodek [online]. Plzeň, 2017 [cit. 2021-11-21]. Dostupné z: https://otik.zcu.cz/bitstream/11025/26634/1/DP_Fejfarova%20Lucie.pdf. Diplomová práce. Západočeská univerzita v Plzni. Vedoucí práce Doc. Ing. Pavel Kopeček, CSc.
MAŇÁK, Josef a Vlastimil ŠVEC. Výukové metody. Brno: Paido, 2003. ISBN 80-731-5039-5.
OBST, Otto. Obecná didaktika. 2. vydání. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2017. ISBN 978-80-244-5141-1.
ČAPEK, Robert. Moderní didaktika: lexikon výukových a hodnoticích metod. Praha: Grada, 2015. Pedagogika (Grada). ISBN 978-80-247-3450-7.
Přílohy volně vložené
Příloha 1 - Prezentace: Úvod do technické dokumentace
Příloha 2 - Prezentace: 1. Technické kreslení - úvod
Příloha 3 - Prezentace: 2. Názvy těles
Příloha 4 - Prezentace: 1. Opakování základů technického kreslení
Příloha 5 - Prezentace: 2. Pravoúhlé promítání
Příloha 6 - Word dokument: 3. Cvičení
Příloha 7 - STL soubory: Tělesa - na 3D tisk
Příloha 8 - Prezentace: 1. kótování
Příloha 9 - STL soubory: Tělesa - na 3D tisk 2
Příloha 10 - Prezentace:1. Vytváření 3D modelů podle náčrtů
Příloha 11 - PDF soubor: 2. Zadání pro žáky
Příloha 12 - PDF soubor: Výsledky
Příloha 13 - Prezentace: 1. Náčrt místnosti
Příloha 14 - PDF soubor: 2. Cvičení - náčrty pokojů
Příloha 15 - PNG obrázek: Správné řešení
Příloha 16 - Prezentace: Nastavení modelů pro 3D tisk
Příloha 17 - STL soubory: 3D tělesa pro nastavení tisku
139
Příloha 18 - Prezentace: 1. Práce s kontaktním nepájivým polem
Příloha 19 - Prezentace:2. Zápis - výpočet rezistorů + LED dioda
Příloha 20 - Prezentace: 3. Komplet schémata
Příloha 21 - Prezentace: Programovatelné obvody
Příloha 22 - Video: Modelování_1
Příloha 23 - Prezentace: 1. Jednoduchá vykrajovátka
Příloha 24 - PDF soubor: 2. Zadání pro žáky bez modelů
Příloha 25 - Prezentace: 3. Složité vykrajovátko na perníčky
Příloha 26 - Prezentace: Řešení - TinkerCAD
Příloha 27 - PNG obrázek: Vzor - perníčekSketchUp
Příloha 28 - Prezentace: Přívěšek prezentace - pro učitele
Příloha 29 - Prezentace: Přívěšek prezentace - pro žáky
Příloha 30 - Video: Postup modelování přívěšku v programu
SketchUp
Příloha 31 - PDF soubor: Tinkercad- řešení
Příloha 32 - Prezentace: 1. Prezentace pro učitele
Příloha 33 - Prezentace: PRVNÍ ČÁST - Modelování podle návodu
Příloha 34 - PDF soubor: První část - SketchUp obrázkově-textový
návod
Příloha 35 - Video: První část - SketchUp video návod
Příloha 36 - Prezentace: Část druhá - Modelování vlastního pokoje
nebo domu
Příloha 37 - Prezentace: Část třetí - Prezentace ve VR
Příloha 38 - Prezentace: Část čtvrtá - Prezentace projektů
Příloha 39 - Prezentace: Sonar - prezentace pro učitele
Příloha 40 - Excel dokument: Nákup - šablona
Příloha 41 - Excel dokument: Nákup - vyplněný
Příloha 42 - STL soubory: STL model
Příloha 43 - SKP soubory: SketchUp modely
Příloha 44 - Prezentace: 0. Babybot - seznámení s robotem
Příloha 45 - Prezentace: 1.1. Konstrukce - modelování
Příloha 46 - Prezentace: 1.2. Konstrukce - Sestava a kontrola
Příloha 47 - Prezentace: 1.3. Konstrukce - 3D tisk
140
Příloha 48 - Prezentace: 2. Předchystání elektronických součástek
Příloha 49 - Prezentace: 3. Sestavení základní konstrukce
Příloha 50 - Prezentace: 4.1. Postupné oživení robota - baterie a
vypínač
Příloha 51 - Prezentace: 4.2. Postupné oživení robota - diody
Příloha 52 - Prezentace: 4.3. Postupné oživení robota - zapojení
motorů
Příloha 53 - Prezentace: 4.4. Postupné oživení robota -
programování a úprava motorů
Příloha 54 - Prezentace: 4.5. Zapojení a programování senzorů
odrazu světla
Příloha 55 - Prezentace: 4.6. Zapojení a programování měřiče
vzdálenosti - ultrazvuk
Příloha 56 - Prezentace: 5. Dokončení projektu
Příloha 57 - PDF soubory: Výkresy
Příloha 58 - STL soubory: Části robota na tisk - STL
Příloha 59 - SKP soubor: Vzor SketchUp - sestavaBabybot