Statistika není žádná věda!
Procvičování zeměpisných statistik může jít kreativnější formou než pouhým mechanickým memorováním. Není potřeba zatěžovat paměť žáků neúměrným množstvím číselných údajů. Tím se z náročného geografického učiva vytrácejí myšlenkově souvislosti. Cíl geografického vzdělávání je zde degradován do učení se různých údajů nazpaměť. Naopak takhle lekce ukáže žákům zeměpisné statistiky v novém světle. Sami převedou číselná data do 3D modelu, který následně vytisknou. Názorně tak každý uvidí souvislosti ve vtahu k vybraným statistickým údajům.

Martina Ondrová

01.03.2021

I. Uvedení do tématu

O čem to je?

Statistické materiály v podobě základních geografických číselných dat, statistických tabulek a grafů tvoří společně s učebnicemi, mapami a obrazovými pomůckami základní didaktický materiál pro výuku zeměpisu na školách. Jelikož chceme pomoci žákům stát se samostatnými a aktivními v učebním procesu, je třeba jim to usnadnit tak, aby byli schopni daná data organizovat, interpretovat a využít svoji kritickou analýzu k dalšímu poznání.

V následující lekci si žáci vyberou jeden statistický údaj, který zpracují na konkrétní geografické oblasti. Číselná data předvedou na 3D model, ze kterého jsou údaje na první pohled jasné, dobře čitelné a díky využití prostoru i lépe zapamatovatelné.

Stručný postup lekce

1. Volba geografické oblasti pro vytvoření statistiky
2. Volba statistických údajů
3. Převedení statistických údajů do měřítka
4. 2D návrh oblasti v Inkscapu
5. Tvorba 3D modelu v Tinkercadu
6. Příprava dat na 3D tisk ve sliceru
7. 3D tisk
8. Procvičování s nově vytvořenou mapou

 

Procvičovaná látka

V této lekci si žáci prakticky procvičí tuto látku a dovednosti:

  • Zeměpisné statistiky
  • Dělení administrativních celků
  • Trojčlenka
  • Geografie
  • Demografie
  • Ekonomie
  • Vytvoření modelových statistických údajů z tabulkových

Materiál

  • Filament PLA různých barev

Stroje

  • 3D tiskárna (v této lekci je postup demonstrován na tiskárně Prusa MK3S)

Pomůcky

  • Papír a tužka

Software

  • Inkscape
  • Tinkercad
  • Slicer (v této lekci je použit PrusaSlicer)

Galerie

I. Příprava dat

Výběr statistických údajů

Nejprve se s žáky zamyslete, jaký tematický okruh aktuálně probíráte, případně jaké okruhy budou následovat. Tento výběr pak ovlivní celý proces výběru statistiky. Je potřeba vymyslet, jak v tomto projektu zapojit všechny žáky. Je možné, aby si každý udělal svou menší mapu vybrané oblasti nebo aby každý žák zpracoval například jinou statistiku. Jako možnosti statistik se nabízí například tyto: nezaměstnanost, HDP, počet podnikatelských subjektů, hustota zalidnění, počet obyvatel, volební preference, výskyt onemocnění covid-19, koncentrace znečištění ovzduší nebo cena nemovitostí. Společně s žáky určitě navíc vymyslíte spoustu dalších.

Tato lekce je ideálním pomocníkem pro názornější představení statistických údajů na jakékoli geografické oblasti, kterou zrovna probíráte. Může jít o porovnání územních celků vybraného státu případně o porovnání států na kontinentu mezi sebou.

V ukázkovém případě jsme si pro vás připravili mapu České republiky rozdělenou na jednotlivé kraje. Statistický údaj, který představíme je počet obyvatel jednotlivých krajů z roku 2020.

TIP!
Je možné spojit více procvičovaných okruhů dohromady nebo naopak udělat více map stejné oblasti a statistika mezi roky na porovnání.

Výpočet výšky tisku

Na internetu, případně v učebnici, kterou používáte najděte potřebné číselné údaje pro vámi zvolenou statistiku. Tu převedeme na fyzickou reprezentaci přepočtem na jeden z parametrů tisku. Přirozenou volbou je celková výška tisku modelu, nicméně můžete experimentovat i s jinými parametry nebo jejich kombinacemi. Pro samotný přepočet statistického údaje na výšku tisku modelů jednotlivých krajů využijeme univerzální metodu, kterou se vyplatí umět – trojčlenku. Nejprve si musíme zvolit maximální výšku tisku, kterou přiřadíme kraji s největším číselným údajem statistiky. Obdobně pomocí trojčlenky žáci dopočítají celou tabulku.

V ukázce je nejlidnatější kraj Středočeský s 1 385 141 obyvateli. Tomu jsme přidělili maximální výšku tisku 40 mm. Pomocí základního výpočtu trojčlenkou jsme zjistili výšky všech ostatních krajů.

 

Středočeský kraj s 1 385 141 obyvateli        ……………     40 mm
Hlavní město Praha s 1 324 277 obyvateli   ……………       x mm

 

x/40 = 1 324 277/ 1 385 141

x=(1 324 277/ 1 385 141) * 40 = 38,2 mm. 

Kraj Počet obyvatel [2020] Výška tisku [mm]
Středočeský 1 385 141 40
Hlavní město Praha 1 324 277 38,2
Jihočeský 644 083 18,6
Plzeňský 589 899 17
Karlovarský 294 664 8,5
Ústecký 820 965 23,7
Liberecký 443 690 12,8
Královehradecký 551 647 15,9
Pardubický 522 662 16
Olomoucký 632 015 18,2
Moravskoslezský 1 200 539 34,7
Jihomoravský 1 191 981 34,4
Zlínský kraj 582 555 16,8
Vysočina 509 813

14,7

 

II. 2D grafika

Po přepočtu statistických údajů můžeme přistoupit k přípravě dat pro 3D tisk. Jeden z rozměrů jsme již definovali v předchozím kroku, zbylé dva si obstaráme ve formě vektorové grafiky, a to obdobným způsobem jako v dalších lekcích. Nejprve vyzvěte žáky, ať si otevřou program Inkscape. V internetovém prohlížeči si najdou obrázek vybrané geografické oblasti, v našem případě celé ČR. Nejlépe černobílý jednoduchý obrázek, na kterém je patrné rozdělení jednotlivých krajů. Pro lepší výsledky vyhledávání přidejte slovo vektor nebo png.

  1. Vybraný obrázek žáci zkopírují Ctrl+C a vloží pomocí Ctrl+V do Inkscapu. V dalším kroku z obrázku žáci vytvoří vektor. Kliknou na obrázek pravým tlačítkem myši a dají příkaz Vektorizovat bitmapu. Otevře se nové okno. V tomto kroku se obrázek trasuje. Je možné jej v levém dolní rohu aktualizovat. Až jsou žáci s trasováním spokojení, dají Budiž a nový obrázek se vloží přímo na místo starého.

V ukázce je upravena Prahová hodnota jasu – na základně hodnoty jasu lze vybrat jaká část patří do chtěného obrázku.

2. Následně žáci posunou horní obrázek a spodní mohou smazat. Úpravu cest na úrovni uzlů (N) mohou použít na případné opravy.

V naší ukázce jsme pomocí tohoto nástroje odmazali zkratky názvů okolních států.

 

3. V tomto kroku žáci nastaví v záložce Výplň a barva tahu –  Výplň na žádnou a Barvu tahu na černou. Na závěr ještě musí cestu rozdělit tak, aby mohli pracovat s jednotlivými kraji samostatně. V panelu Cesta danou cestou rozdělí na části.

 

4. Teď už jen stačí soubor uložit jako .svg Inkscapu.

TIP!
Aby byly 3D modely krajů v Inkscapu editovatelné jako jednotlivé bloky, je dobré exportovat každou část zvlášť.

III. 3D modelování

Předposledním krokem je vymodelování 3D modelů, které budeme na závěr tisknout.

Teď vyzvěte žáky, ať si otevřou program Tinkercad. V něm si vytvoří nový projekt. V pravém horním rohu dají Import a vyberou vytvořený .svg soubor. Ten se automaticky vloží jako vysunutý profil.

Jako druhý krok žákům poraďte, ať si jednotlivé kraje různobarevně označí pro přehlednost. Následně dle vlastní vytvořené tabulky nastaví výšky jednotlivých krajů.
Jako finální krok je potřeba, aby žáci celou vytvořenou scénu vyexportovali do .stl souboru. Pokud budou kraje tisknout v jedné barvě filamentu, vyexportují celou scénu. Pokud byste chtěli použít více barevných filamentů, je třeba vyexportovat každý kraj zvlášť (případně rozdělit ve sliceru).

IV. 3D tisk

V tomto kroku počkejte na všechny žáky, aby mohli začít společně po krátkém vysvětlení.
Před vlastním 3D tiskem je nutné model vyslicovat. Je použit software slicer (v ukázkovém případě použit Prusaslicer). Žáci si otevřou program a importují vybraný .stl soubor, který před tím vytvořili. Jelikož se jedná o model, který nebude mechanicky ani teplotně namáhaný, je dobrou volbou materiál PLA (ale lze použít vše, co máte k dispozici). Kvalita tisku bude postačovat standardní. V ukázce jsou použita následující nastavení:

  • Výška vrstvy: 0,2 – 0,3 mm
  • Podpěry: –
  • Výplň: 5 %
  • Perimetry: 2
  • Počet plných vrchních a spodních vrstev: 3

Dejte si pozor na to, aby žáci omylem nezměnili rozměry modelu. Nastavení samozřejmě uzpůsobte svému modelu, tiskárně a časovým možnostem. Pro úsporu tiskového času můžete na tiskovou podložku umístit celý model. Pokud chtějí žáci mapu barevnou, musí tak vyslicovat každý kraj zvlášť. Velikost vrstvy může být největší, jakou vaše tiskárna dovoluje. Tisknutí vrstvy jsou vertikálně tisklé na sebe, takže i při velké vrstvě bude model vypadal dobře.

Po nastavení vybraných parametrů tisku dáme vpravo dole Slicovat. Nechte žáky si prohlédnout, jak budou vypadat jednotlivé vrstvy tisku pomocí slideru na pravé straně okna.

Zkontrolujte žákům čas tisku v pravém dolním rohu. Po kontrole je třeba vygenerovat G-code. Ten si žáci uloží a je čas tisknout. Nahřejte tiskárnu na vámi zvolenou teplotu dle použitého materiálu. Vložte SD kartu, vložte zvolený filament a spusťte tisk. Po zahájení tisku je potřeba, aby si žáci zkontrolovali minimálně první vrstvu tisku, jestli vše probíhá v pořádku.

V. Shrnutí

V této lekci měli žáci možnost si připravit vlastní mapu se zeměpisnou statistikou. Nyní mohou představit svoji vytvořenou statistiku ostatním ve třídě a porovnat zobrazené údaje mezi sebou. Výškové rozdíly velice jednoduše a hmatatelně zobrazí danou statistiku a pomohou tak žákům si lépe uvědomit souvislosti. Hotový 3D tisk může být použit jako učební pomůcka pro budoucí ročníky případně si jej žáci mohou nechat a využít jako šablonu pro kreslení dané oblasti.
0 KOMENTÁŘŮ

0 komentáøù

Přidat komentář

Nejnovější lekce a projekty

Katapultové klání

Katapultové klání

Máte rádi historii a historické zbraně? Pak je tato lekce pro vás jako stvořená. V průběhu lekce se seznámíte s katapultem – válečným obléhacím strojem, který se zrodil již v antice. Tentokrát se dozvíte něco o historickém zařazení tohoto stroje, jeho vývoji a konstrukci. V druhé části lekce si navrhnete vlastní zmenšený model katapultu. Inspirací vám mohou být existující historické katapulty, ale fantazii se meze nekladou a můžete využít i svůj vlastní návrh. Po vytištění a sestavení modelu katapultu můžete společně se spolužáky uspořádat klání a otestovat tak, který katapult je nejlepší!

Nebojte se zlomků

Nebojte se zlomků

Zlomky patří mezi nejdůležitější základní věci, které se v matematice učí. Člověk je používá každý den, i když si to ani nemusí uvědomit. Určitě už jste dělili pizzu nebo koláč na několik stejných dílů nebo taťka doma řezal laťku na dvě stejné části. Je proto nutné, aby každý do této kapitoly investoval trochu více svého času, protože se se zlomky bude setkávat a využívat je velice často.
V této lekce si tak mohou všichni připravit jednoduchou pomůcku pro pochopení úplných základů zlomků. A navíc kromě procvičování zlomků si ve volných chvílích mohou stavět, na co zrovna mají chuť!

Jak se hýbe naše kostra?

Jak se hýbe naše kostra?

Zajímalo vás někdy, jak se všechny stroje pohybují? A kdo všechny ty pohyby vymyslel? A víte, že ten základní pohyb možná vychází z něčeho, co sami dobře znáte? V této lekci se dozvíte základní kloubní spojení lidského těla, jejich pohyblivost a omezení. Kloub je totiž spojení a zároveň ohebné místo dvou nebo více se vzájemně dotýkajících kostí. To stejné je kloub z mechanického hlediska.
V této lekci si představíte základní kloubní spojení lidského těla. Ty převedete na jednoduché mechanické klouby, vymodelujete a na závěr vytisknete na 3D tiskárně. Žáci tak zjistí, že většina základních mechanických pohybů mají původ v těch organických v našem těle. Získané znalosti pak mohou žáci využít v praxi při návrhu ohebných spojů.

Švihej!

Švihej!

Co takhle si dát mezi sebou soutěž o to, kdo vydrží déle skákat přes švihadlo? Nebo se naučit nové triky jako vajíčko nebo dvakrát omotat švihadlo na jeden výskok? Ne v každé škole jsou ideální pomůcky pro všechny žáky ve třídě. V této lekci mohou žáci všechno vyzkoušet pomocí vlastního švihadla, které si navrhnou a sami vyrobí!
Nejen předměty jako matematika mohou využívat nové technologie. Své uplatnění najdou i v tělocviku! Ne každému půjde vše napoprvé. Právě příležitost zažít a opakovaně překonat neúspěch je klíčovou zkušeností pro budování zdravé sebedůvěry.

Pin It on Pinterest

Share This