Impressão em 3D: Experiência Introdutória
Resumo Poderá a impressão 3D ser utilizada no ensino básico? Neste projeto introdutório possibilitouse a experiência de trabalho direto em impressoras 3D, iniciando procura de metodologias de abordagem tendo em atenção potenciais educativos, metas curriculares e interdisciplinaridade. Palavras-chave: TIC, Impressão 3D.
1. IMPRESSÃO 3D E EDUCAÇÃO A manufatura aditiva recorrendo à tecnologia de impressão 3D é apontada como mudança paradigmática (Winnan, 2013) com uma gama crescente de aplicações industriais, científicas, económicas, pedagógicas e lúdicas (Lipson & Kurman, 2012) cujas implicações transformativas sociais e legais a curto prazo se encontram em definição (Woensel & Archer, 2015). No domínio da educação, que mais-valias esta tecnologia poderá trazer aos processos de aprendizagem? Intuímos que poderá ter potencial e queremos perceber como dela tirar partido para a aprendizagem. Iniciámos um caminho de procura de estratégias concretas de adaptação à sala de aula, em contextos interdisciplinares e integração com as metas curriculares de Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC). Sendo uma área recente, regista-se um reduzido mas crescente corpo de literatura sobre experiências educacionais com impressão 3D. Registam-se abordagens estruturadas que incidem nas artes e CTEM (Thornburg, Thornburg, Armstrong, 2014) com projetos simples, requerendo poucos conhecimentos de modelação e integrando saberes de diferentes áreas para conceção e impressão em 3D de objetos para jogos matemáticos, módulos de pavimentações, elementos de sólidos ou engrenagens funcionais (Eisenberg, 2013, Akerman et al, 2015), ou, no ensino das artes, a integração de impressão 3D com modelação e digitalização 3D para estudo de peças específicas, exploração de perceção espacial ou recriação de obras escultóricas (Meier et al, 2015). 2. EXPERIÊNCIAS INTRODUTÓRIAS EM CONTEXTO EDUCATIVO No nosso caso específico, integrar a impressão 3D na prática pedagógica tornou-se possível com a aquisição de uma impressora de filamento termoplástico Beethefirst. Ao contrário de outras soluções disponíveis no mercado, esta é adquirida montada e pronta a funcionar. Interessava-nos, no contexto da prática pedagógica, um produto simples de usar que permita acelerar a utilização com alunos em sala de aula. Esta
decorre em duas vertentes: como recurso de apoio a projetos interdisciplinares, e em TIC na sequência da aprendizagem de modelação 3D elementar como abordagem de metas curriculares da disciplina (Coelho, 2014). Analisámos e implementámos três opções de utilização rápida pelos alunos: 3D scanning, modelação por primitivos, e modelação rigorosa em Sketchup Make (figura 1). O 3D scanning permite digitalizar objectos físicos a partir de fotografias e aplicações de fotogrametria. Modelação por primitivos é um dos mais antigos processos de modelação em 3D, através da justaposição de formas geométricas para modelar objetos complexos. Utilizar o Sketchup Make para modelação 3D é uma das mais populares opções entre os nossos alunos, requerendo rigor e atenção à integridade do modelo durante a modelação. Destas, o 3D scanning permitiu concretização rápida em objetos impressos. As restantes levantaram problemas relacionados com geometria interna do modelo 3D, resolvidos com técnicas específicas de modelação em Sketchup Make ou aplicações de correção e validação de ficheiros para impressão 3D. Figura 1: Objeto modelado digitalmente e impresso em 3D.
As metodologias desenvolvidas nestas primeiras abordagens foram exploradas num projeto de parceria entre as áreas curriculares de TIC e Educação Visual para utilização de impressão 3D em contexto educacional. Intitulado Matéria digital, teve como objetivos integrar saberes de áreas científicas, artísticas e tecnológicas no desenvolvimento de projetos, incentivar a utilização criativa de meios digitais avançados, introduzir a impressão 3D e compreender as suas valências. Decorreu em duas vertentes, construção de bonecos articulados e recriação de utensílios de cozinha (figura 2), com alunos do 2.º e 3.º ciclo. Figura 2: Talheres impressos no âmbito do projeto Matéria Digital.
Em Educação Visual foi seguida uma metodologia de trabalho de projeto, focalizada na aprendizagem de conceitos da disciplina e sua aplicação em projeto rigoroso. Em TIC foram abordadas metodologias elementares de modelação 3D utilizando a aplicação Sketchup Make. Seguindo este percurso os alunos pesquisaram soluções prévias, esboçaram e traçaram em projeto rigoroso as suas propostas, modelaram em 3D e materializaram como objeto impresso. A preparação dos ficheiros envolve a conversão do modelo do Sketchup para estereolitografia e validação. Esta fase não é desenvolvida em sala de aula por questões logísticas. Sublinha-se também que o tempo de impressão de um objeto é demorado e não se adequa à duração média de uma sessão de trabalho de 90 minutos. 3. CONCLUSÕES Descrevemos nestas experiências, de forma resumida, um primeiro passo que permitiu aferir algumas estratégias iniciais de utilização de impressão 3D no ensino básico, abrindo caminho a projetos futuros. Sublinhamos o seu caráter multidisciplinar e a possibilidade dada a crianças de ter contato direto com uma tecnologia de ponta, assinalando constrangimentos advindos da preparação e tempo de impressão de um objeto relativos à duração média das sessões de trabalho. Consideramos que este tipo de estratégias de abordagem aponta possibilidades de utilização de impressão 3D em projetos pedagógicos, que continuaremos a aprofundar. Refletindo sobre o potencial educativo desta tecnologia, iniciámos um caminho que também procura perceber que valências pedagógicas poderá trazer a impressão 3D em contextos educativos generalistas, fora dos domínios especializados dos ensinos técnico e profissional. Que aprendizagens poderemos estimular trazendo esta tecnologia para a sala de aula do ensino básico? Intuímos um grande potencial
pedagógico para esta tecnologia, em linha com o que tem demonstrado noutras áreas. Parece-nos que por a sua introdução nestes contextos ser muito recente, é precipitado tirar conclusões vinculativas, especialmente com base em curtas experiências limitadas ao tatear de caminhos que requerem maior aprofundamento. Assinala-se que o número de experiências de utilização está a crescer, registado nas partilhas informais online em blogues de educadores, fóruns e redes sociais que mostram um fervilhar de ideias de utilização com preocupação de enquadramento curricular. Este incide especialmente nas áreas CTEM, onde a impressão 3D é vista como uma forma de tornar concretos, com materialidade física, conceitos abstratos ou de explorar conhecimentos através da modelação e impressão. Algumas ideias partilhadas por educadores prendem-se com o imprimir figuras geométricas complexas, modelos biológicos ou de moléculas para facilitar a aprendizagem destes conceitos pelos alunos. Outras sugerem a aplicação direta de conceitos matemáticos para impressão de puzzles com base em pavimentações de modelação simples. Ideias comuns são o modelar fósseis ou recriar insetos ou outros animais como forma de aplicar conhecimentos adquiridos utilizando a impressão 3D. As disciplinas de artes encontram outra vertente de expressão e exploração de conceitos artísticos recorrendo ao digital. Este crescente interesse materializa-se também em livros e guias práticos que tocam em diferentes áreas curriculares, embora tanto quanto sabemos ainda não haja muita literatura académica disponível sobre o potencial educativo da impressão 3D. Outro ponto que nos parece passível de análise prende-se com a aquisição de competências de visualização tridimensional que poderá ser potenciada e facilitada pelo uso de tecnologias de modelação e impressão 3D por crianças e jovens. Não dispomos, no entanto, de acesso a testes padronizados no campo da perceção visuoespacial que possam aferir se há algum impacto, e se este é positivo ou medível. É ainda prematuro tirar conclusões concretas sobre o potencial da impressão 3D, estando abertos caminhos de exploração. A integração desta tecnologia em projetos interdisciplinares pode possibilitar a sua utilização por crianças e jovens em contextos de aprendizagem significativa, estando os nossos alunos já a materializar o trabalho desenvolvido virtualmente, trazendo-o do ecrã do computador para o domínio físico do real. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (2014). Beethefirst Quick Start Guide. Aveiro: Beeverycreative. Obtido a 03 de março de
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