Rajakylän koulu

Hetkiä Oulun historiasta

Neljäsluokkalaisten monialainen oppimiskokonaisuus oli tällä kertaa yhdistelmä tiedonhakua, ryhmätyötä, tietotekstin kirjoittamista ja käsityöaskartelua. Oppilaat valitsivat Oulun historiasta itseään kiinnostavan aiheen, johon perehtyivät netissä ja kirjastossa. Tästä aiheesta kirjoitettiin tietotekstit, jotka linkitettiin pienoismalliin QR-koodien avulla. Laser-leikkuri osoittautui oivaksi työkaluksi pienoismallien rakentamisessa. Talot syntyivät sillä käden käänteessä.

Viikkoon lisämausteensa antoi Sara Wacklin, joka kirjansa välityksellä kertoi elävästi erilaisia hassuja ja uskomattomia tapauksia Oululaisten edesottamuksista.

Mainokset

Ilma on ainetta.

Onko tämä totta vai tarua? Parasta todistaa väite rakentamalla laite, joka käyttää tätä fysiikan lainalaisuutta hyväkseen.

Neljäsluokkalaisten käsissä syntyi muutamassa tunnissa monta pientä, mutta näppärää lennokkia. Työskentely vaati tarkkaa silmää, vakaata kättä ja kärsivällistä viimeistelyotetta, mutta lopulta tuli valmista. Moni oppilas hihkui iloisen yllättyneenä, kun lennokki lopulta liisi ilman halki suoraan ja tasaisesti tai teki näyttäviä silmukoita. Yleensä kuvataiteen tunnilla askarrellaan pelkkiä koristeita, mutta nämä olivat oikeita, toimivia laitteita!

Oikeastaan työn opettavaisin vaihe oli lennokin tuunaaminen: siipien vääntely, painon määrän säätäminen ja lisäosien suunnittelu. Uskon, että juuri tässä tuunausvaiheessa syttyivät ne uudet, tärkeät oivallukset ilman fysiikasta, painovoimasta ja aerodynamiikasta.

3D-tulostus peruskoulussa

Videokooste koulullamme toteutetuista 3D-tulostusprojekteista

3D-tulostus on yksi nopeimmin kehittyviä ja kasvavia valmistusteknologioita ja sen merkitys tulevaisuudessa tulee olemaan suuri. Gartnerin tutkimuslaitos rankkasi 3D-tulostuksen kolmanneksi tärkeimmäksi teknologiaksi 2014. Kyseessä on teknologia, joka tulevaisuudessa koskettaa jokaisen ihmisen elämää jollain tavalla, joten yleissivistyksenkin kannalta on hyvä tietää mistä on kyse.

3D-tulostuksen perustoimintaperiaate on kolmiulotteisen kappaleen rakentaminen kerroksittain ainetta lisäämällä. Kappale tulostetaan tietokoneella suunnitellun 3D-mallin mukaan. Toimivia materiaaleja on lukemattomia, mm. teräs, titaani, alumiini, monet muovit, lasi ja erilaiset komposiitit. (Lisää eri tulostustekniikoista ja materiaaleista, https://fi.wikipedia.org/wiki/Kolmiulotteinen_tulostus)

Tällä hetkellä 3D-tulostusta käytetään teollisuudessa ennen kaikkea tuotekehitysprojekteissa prototyyppien valmistukseen. Lisääntyvissä määrin sitä käytetään myös pienissä tuotantosarjoissa. Toisaalta tulostustekniikoiden kehittyminen mahdollistaa koko ajan uusia käyttökohteita. Airbusin uuden A350 XWB -konemallin ensimmäisessä lentovalmiissa koneessa on yli tuhat 3D-tulostimella valmistettua osaa.

Myös lääketiede on jo vuosia hyödyntänyt 3D-tulostuksen mahdollisuuksia mm. implanttien, proteesien ja yksilöllisten lastojen valmistuksessa. Itsekin tunnen useita henkilöitä, joilla on suussaan tulostettuja hampaita, jotka on asennettu esim. urheilutapaturmassa katkenneiden tilalle. Lisäksi voidaan tulostaa vaikkapa ihosoluja kerroksittain suoraan vakavaan palovammaan tai laboratoriossa toimivia verisuonia ja sydänlihasta. Visiot ovat hurjat mm. sisäelimien tulostuksen suhteen, mutta varmaa on, että tulevaisuudessa yhä useammalla meistä on kehossamme tulostamalla tehtyjä varaosia.

Rakennusteollisuus on myös ala, missä 3D-tulostuksella on valtavat mahdollisuudet. Nykyään voidaan betonista tulostaa jo kokonaisia taloja. Imatralainen yritys Fimatec on rakennustulostimien kehityksen kärkijoukoissa. Se on kehittänyt rakennustulostimen, joka tulostaa seinäelementtiin samanaikaisesti ulko- ja sisäseinää, eristettä ja asentaa raudoitukset.

Mitä hyötyä 3D-tulostuksen opettamisesta on ja mitä sen kautta voi oppia?

Tässä joitain asioita, jotka liittyvät 3D-tulostukseen ja sen avulla oppimiseen:
– Valtaosa kaikesta suunnittelusta tapahtuu nykyään tietokoneavusteisesti ja projekteissa oppilaat pääsevät siihen käsiksi 3D-mallinnuksen osalta
– 3D-mallinnus/kolmiulotteinen hahmottaminen
– geometria ja mittaaminen
– muotoilu
– materiaalitekniikka (muovit)
– erilaisia rakenteet ja lujuusoppi
– tutustuminen 3D-tulostuksen eri käyttösovelluksiin mm. teollisuudessa, lääketieteessä ja rakentamisessa

Alakoulun puolella 3D-tulostimet ovat olleet teknologiapainotteisten luokkiemme käytössä. Toteutettu on mm. kuviksen, äidinkielen ja teknisen työn yhteisprojekti, missä oppilaat käsikirjoittivat tarinan, suunnittelivat tarinan hahmojen ulkoasun sekä mallinsivat hahmot tietokoneella. 3D-mallit tulostettiin 3D-printterillä ja maalattiin, jonka jälkeen oppilaat tekivät hahmoilla animaatioelokuvan käsikirjoituksen mukaisesti. (https://rajakylatekno.wordpress.com/2014/04/09/suunnitelmasta-tuotteeksi/) Sama luokka on nyt viidennellä luokalla tekemässä kaupunkiprojektia, jossa oppilaat suunnittelevat kaupungin leikkikentille kalusteet, jotka sitten tulostetaan.

Yläkoulun puolella 3D-tulostusta on tällä hetkellä käytetty lähinnä teknisen työn opetuksessa. Seitsemännen luokan oppilaiden kanssa on harjoiteltu 3D-mallinnusta koruprojektin avulla. https://www.youtube.com/watch?v=MEcvuBwnKVM  Lisäksi 8.- ja 9.-luokan valinnaisissa on tehty osia oppilaiden omiin projekteihin. 3D-tulostusta voisi hyödyntää myös kuviksen muotoiluun liittyvissä tehtävissä. Tekstiilityössä puolestaan voisi tulostaa vaikkapa uniikit napit omaan asuun ja molemmissa edellämainituissa hyödyntää tulostettuja painolaattoja ja rullia.

Kaikki lähtee liikkelle 3D-mallinnuksesta. Peruskoulukäyttöön soveltuvia ilmaisia mallinnusohjelmia on jo useita. Tällä hetkellä käytämme 3.-5. luokilla selainpohjaista TinkerCad:ia ja siitä eteenpäin SketchUpMake-ohjelmaa. Tulostimien ohjausohjelmat kehittyvät nopeasti ja ovat jo sillä tasolla, että yläkoulun oppilaat pystyvät käyttämään niitä lyhyellä perehdytyksellä. Yksi ongelma koulukäytössä on monenlaiset asetusten säädöt, jotka eivät onnistu kuin pitkän kokemuksen kautta, mutta ne on sitten opettajan hallittava. Perusjuttuja pystyy tekemään melko helposti, mutta hastaavampien kappaleiden tulostaminen, tai eri materiaalin käyttö vaatii opettajalta aikaa perehtymiseen.

Tulostusnopeus voi olla joskus pullonkaula, mutta siinä auttaa useampi tulostin. Jos koko opetusryhmä tekee jotain tulostettavaa, on pedagogisesti järkevää on olla vähintään kaksi tulostinta, joita käytetään yhtä aikaa. Seiskaluokan koruprojektissa olen rajannut kappaleen kooksi 5x40x40mm. Keskimääräinen tulostusaika projektissa on ollut n.10 min, ja kahdella tulostimella työskentely on ollut sujuvaa. Isommissa projekteissa isompien kappaleiden tulostaminen vie helposti useita tunteja, joten tulostus käynnistetään tunnilla ja sitten tehdään jotain muuta projektiin liittyvää.

3D-tulostus on hyvä apu moneen tuotesuunnittelu- ja muotoiluprojektiin. Se mahdollistaa rakenteet, joita ei ole aikaisemmin pystynyt kouluympäristössä tekemään, kuten oppilaan itse suunnittelemat persoonalliset elektroniikan laitekotelot. Oppilaiden motivaatiotaso on myös ollut tulostusprojekteissa todella korkea. Kaiken kaikkiaan 3D-tulostus avaa kokonaan uuden ja mielenkiintoisen maailman.

-Jouni

http://www.lut.fi/documents/10633/335186/140512+Firpa+Annual+Meeting+2014+Mika+Salmi.pdf/3393d84c-4691-4774-90b2-0d0c844c14f1

http://www.tiede.fi/artikkeli/jutut/artikkelit/tulostin_printtaa_uuden_ihon

http://tieku.fi/teknologia/3d-tulostus/ennatys-uusi-lentokone-sisaltaa-tuhat-3d-tulostettua-osaa

http://www.mtv.fi/uutiset/kotimaa/artikkeli/imatralaislaite-on-ainoa-maailmassa-ja-saattaa-mullistaa-koko-rakennusteollisuuden/5197868

Koulumme tulostimet ovat suomalaisia Minifactoryn tulostimia.  http://www.minifactory.fi/verkkokauppa/tuote-kategoria/minifactory-3d-tulostin/

Muita koulukäytössäkin testattuja tulostinvalmistajia ovat mm. toinen suomalainen Prenta ja hollantilainen Ultimaker

 

 

Robotiikka- ja automaatioprojektin huipennus: Retki Joensuuhun

Joensuu2015Robotiikka- ja automaatioprojektimme rakentelun ja ohjelmoinnin tuotoksena valmistui robotteja kolmeen eli RoboCubJunior -lajiin: neljä pelastusrobottia,  kolme sumorobottia sekä kolme tanssirobottia. Nyt oli aika lähteä matkaan kohti Joensuun Robo-kisoja ja SciFest-tapahtumaa. Joensuussa siis näimme, koimme ja opimme paljon paitsi RoboCub-kisaan ja robotteihin liittyen niin myös erilaisia asioita tiedetapahtuma SciFestin myötä, jonne kaikki retkellä mukana olleet pääsivät kahden päivän aikana tutustumaan. Pakkasimme robottien lisäksi, vielä paikan päällä tapahtuvaa rakentelua ja ohjelmointia varten, mukaan läppärit, rakentelusarjoja, jatkojohtoja jne. Lisäksi otimme mukaan iPadit, joiden avulla jokainen ryhmä kuvasi retken tapahtumia, ja koosti saamistaan kokemuksista päiväkirjan. Päiväkirjoja esittelimme luokassa retken jälkeisellä viikolla.

Sumo1    Sumo2Sumo-lajiin osallistuneiden tunnelmia Joensuusta.

Pelastus2    Pelastus1Pelastus-lajissa riitti haastetta.

Tanssi1Harjoitusten jälkeen yhteen tanssiryhmistämme saatiin vielä taustatanssijoitakin mukaan.

Areena1  IMG_0580  Areena2Areenalla oli SciFestin valo-teemaan sopiva valaistus ja paljon mielenkiintoista nähtävää. Työskentelypaikallamme tehtiin tarvittavat parannukset robotteihin kisasuoritusten välissä.

Retken jälkeen teimme vielä ryhmissä videoita ja trailereita omista roboteista. Osa videoista lähetettiin myös Innokas-verkoston blogiin näytille ja samalla vastasimme myös Innokas-verkoston kouluille ja päiväkodeille heittämään haasteeseen tehdä ”Robotin-tarina”-videoita. Luokkamme tekemiä videoita löytyy täältä: Innokas-verkoston blogi

Kiitos kaikille retkeen ja RoboCub-kisaan osallistuneille mukavasta yhteisestä kokemuksesta! Kerätyn palautteen perusteella retki oli varsin onnistunut ja kirjasimme talteen yhdessä myös kehitysideoita tulevia kisareissuja silmällä pitäen.

Teknoluokkalaiset pelitestaajina

Pelitestausta 3

Luokassamme viime syksynä vieraillut pelituottaja Sami Halonen saapui uudelleen meille vieraaksi viikko sitten keskiviikona. Tällä kertaa teknoluokkalaiset pääsivät testaamaan lähes valmista Ranegade Rockets -peliä tablet-laitteilla ja älypuhelimilla. Oppilaat innostuivat pelistä heti ja  löysivät monia hyviä seikkoja pelistä. Erityisesti pelissä olevaa kaksinpeliominaisuutta monet oppilaista pitivät mielenkiintoisena. Kehittämiskohteitakin oppilaat toki vielä viimeistelyä vaativasta pelistä löysivät.

Pelitestausta 2                   Pelitestausta 4

Oppilaiden tehtävänä oli pelaamisen ja pelin testaamisen lisäksi antaa palautetta peliin liittyen seuraavista osa-alueista: äänet, grafiikka, ohjaus ja hauskuus. Lisäksi pelin kehittäjät olivat kiinnostuneita oppilaiden kehitysideoista ja siitä, mikä pelissä oli parasta. Palautteet lähetimme sähköpostilla Sami Haloselle tiimeineen. Tästä pelistä kuullaan varmasti vielä!

Robotiikka- ja automaatioprojekti käyntiin

Tänään teknoluokassa aloitettiin kovalla innolla rakentamaan robotteja Lego NXT-sarjoista. Rakentelun ja ohjelmoinnin tuotoksena valmistuu kolmeen eri lajiin soveltuvia robotteja: pelastusrobotteja, sumorobotteja sekä tanssi- ja teatterirobotteja. Osallistumme valmiiden robottien kanssa RoboCup Junior SM-kisoihin edellä mainittujen robottityyppien alkeissarjoissa. Kisat järjestetään tänä vuonna SciFest tapahtuman yhteydessä Joensuussa 23.-25.4.2015. Kisaan valmistautumisessa tukena on myös OAMK:n opiskelijatiimi.

Innolla uutta oppien ja vastaantulevia haasteita yhdessä ratkoen tähtäämme kohti huhtikuun lopulla koittavaa Joensuun kisa- ja luokkaretkeä.

Robo1 Robo2 Robo3

Tuotesuunnittelu, 3D-tulostus ja hiekkavalu

Aloitimme syksyn seiskaluokkien teknisen työn opinnot opiskelemalla ilmaisen SketchUp -ohjelman käyttöä.  SketchUp on helpostiomaksuttava 3D-mallinnusohjelma, ja kätevä apu tuotesuunnittelussa. Nopeimmat oppivat ohjelman käytön kahdella kerralla (6x45min), siten että pystyvät itsenäisesti käyttämään ohjelmaa tuotesuunnittelussa.

Jatkoimme sulavasti tuotesuunnitelutehtävään, jossa oppilas ideoi ja luonnosteli käsin kaulakorun riipuksen tai vastaavan pienen metalliesineen. Esineen muodon alkaessa hahmottua, piirsivät oppilaat 3D-mallin SketchUp:illa. Valmis 3D-malli tulostettiin 3D-tulostimella ja tulostetun muovimallin avulla tehtiin hiekkavalumuotti. Öljyhiekkamuottia käytettiin tinavaluun, jolloin saatiin metallinen kopio 3D-tulostimella tulostetusta kappaleesta.

3D-malliin kannattaa tehdä päästökulmaa reunoihin, joka helpottaa mallin irottamista hiekasta. Korun maksimikoko oli 40x40x5mm. Näin pienessä esineessä reunukset, tekstit ja muut pienet muodot kannattaa tehdä matalina, jotta ne eivät vaikeuta hiekkamuotin tekoa. Hyvä korkeus on 0,5-1,5 mm. Pienien muotojen toistuminen onnistuu paremmin voitelemalla muovimalli öljyllä ennen sen painamista hiekkaan.

Metallikoru viimeisteltiin viilaamalla ja hiomalla. Osa myös maalasi korunsa spray-maalilla ja hioi/kiillotti kohoumat maalaamisen jälkeen. Näin koruun saatiin ”patinointi”. Enää ei tarvinnutkaan kuin kiinnittä renkaat ja nauha, niin koru oli valmis.

Featured image  Featured image

Toutesuunnitteluprosessi voisi eri vaiheineen olla melko suoraan teollisuudesta. Featured image Featured image

Oppilaat olivat todella motivoituneita ja pääsääntöisesti innoissaan =)

Jouni

Mistä pelien koodaaminen on saanut alkunsa, missä mennään nyt ja mikä on tulevaisuus?

Saimme luokkaamme vieraaksi Renegade Rockets -pelin tuottajan, Sami Halosen Peliosuuskunta Spawn Pointista. Aluksi Sami valotti teknoluokkalaisille pelien ohjelmoinnin ja pelaamisen historiaa 1940-luvulta tähän päivään. Samalla kun pelit ovat kehittyneet, myös pelaajamäärät ovat kasvaneet pelien saatavuuden helpottuessa internet-yhteyksien kehittymisen myötä. Myös mobiilipelien kehityskulku Nokian matopelistä tämän päivän peleihin on ollut huimaa. Tämän hetken kovimpia alan yrityksiä Suomessa ovat Supercell, Rovio ja Fingersoft. Mikä näistä on kaikista kovin? siitä oli luokassa monta mielipidettä. Yhtä mieltä olimme kuitenkin siitä, että Oulu on Helsingin jälkeen suurin pelinkehittäjäkaupunki. Mutta mikä on pelien tulevaisuus? Virtuaalitodellisuuksiin perustuvat pelitkö? Tätä on vaikea ennustaa.

Sami Halosen vierailu

Sami Halonen muistutti, ettei näyttäviä pelejä saada aikaan yhden tekijän voimin. Tarvitaan useita eri toimijoita, kuten suunnittelijoita, grafiikoiden ja äänien tekijöitä, ohjelmoijia, tuottajia ja markkinointi-asiantuntijoita. Aluksi kuitenkin kannattaa kokeilla vähän jokaista, jotta löytää itseään eniten kiinnostavan osa-alueen, Sami muistuttaa.

Teknoluokan oppilaat pääsivät myös testaamaan kehitteillä olevan Renegade Rockets -pelin demoversiota ja antamaan palautetta ja vinkkejä pelin tuottajalle. Peli vaikutti kiinnostavalle jo tässä kehitysvaiheessa. Ehkäpä saamme kokeilla peliä vielä uudelleen myöhemmin..

Kiitos Sami vierailusta! Otamme saamamme vinkit käyttöön omissa ohjelmointi- ja peli-projekteissa.

http://www.renegaderockets.com/rocket-welcome.html

”Kiinnostaako koodaus ja robotiikka” – tapahtuma

”Kiinnostaako koodaus ja robotiikka” – koulutustapahtuma järjestettiin Oulussa Rajakylän koululla 15.10.2014. Tapahtuma oli osa Innokas-verkoston järjestämää kiertuetta, jossa opettajat ja opettajaksi opiskelevat  pääsivät tutustumaan ohjelmointiin toiminnallisten työpajojen kautta. Aiheina Oulun pajoissa olivat Lähtölaukaus koodaukseen-, Sukellus pelien tekemiseen-, Rohkeasti robotiikkaan- ja Racketin avulla kohti uusia ulottuvuuksia.

Lue lisää aiheesta Innokas-verkoston blogista: http://luovuusjainnovatiivisuus.wordpress.com/2014/10/15/kiinnostako-koodaus-ja-robotiikka-kiertueen-ensimmaisissa-tapahtumissa-osallistujia-25-paikkakunnalta/