Spooky Bookmarks

Quase a terminar este projecto, que misturou uma actividade já habitual na escola, o comemorar o halloween, com impressão 3D. O objectivo era recriar marcadores de livros utilizando desenho digital e modelação 3D, criando pequenos objectos temáticos com volumetria reduzida. As pequenas dimensões e espessura aceleram o tempo de impressão, permitindo imprimir um número razoável de trabalhos de alunos de três turmas (cerca de noventa, para ser mais específico) em tempo útil.

Os trabalhos produzidos, em cerca de três aulas, variam de acordo com as capacidades gráficas dos alunos. Alguns utilizaram criações suas, outros optaram por pesquisar imagens. Neste tipo de actividades os trabalhos pessoais são mais enriquecedores, mas o tempo reduzido, quer da calendarização quer das aulas, impede que se vá mais longe.

O factor tempo manifestou-se especialmente na finalização dos projectos. Era desejável que todos os alunos percorressem o caminho do desenho vectorial à exportação em STL. Alguns conseguiram-no, levando o seu trabalho da traçagem à importação de SVG no Tinkercad com controle de dimensões e exportação para impressão. Para que este processo fosse melhor consolidado na generalidade dos alunos seria preciso mais uma aula. Mas como não terminámos por aqui o uso do Tinkercad, haverá outras oportunidades para explorar melhor estes aspectos.

Algo que os alunos atingiram plenamente foi a capacidade de desenhar em 2D com ferramentas vectoriais. Curvas e nós passaram em pouco tempo de desconhecido a ferramenta habitual. 

As escalas dos objectos estavam limitadas a 1 mm no eixo Y e 100 mm no eixo horizontal maior (podendo ser o X ou o Z, dependendo do formato do desenho). Como os alunos trabalham habitualmente a pares, há que imprimir duas vezes o mesmo objecto. O número de computadores disponíveis na sala é inferior ao número de alunos por turma, o que obriga a gerir desta forma as aulas práticas.

Parte-se do desenho, enquadrado numa actividade mais abrangente. Depois de utilizados como base para o trabalho em TIC, foram entregues a Inglês para um concurso e exposição. 

Traçar, corrigir e unir/intersectar foram as operações necessárias para transformar as ideias em desenho digital.

 Apesar da especificidade das dimensões, alguns trabalhos exigiram um tratamento diferente de volumetria. Como o Tinkercad unifica as formas que lê num ficheiro SVG, o processo de trabalho passou pela produção de ficheiros que separavam os elementos a extrudir. Desta forma conseguiu-se controlar a espessura dos diferentes elementos, modificando o relevo do marcador de livro. Se estamos a trabalhar com impressão 3D podemos ir mais além do plano. Neste processo, os constrangimentos de tempo obrigaram a mais intervenção do professor.

Sendo objectos planos e leves, estes marcadores de livros não gastam muito filamento. São um bom projecto para introduzir a impressão 3D e aproveitar restos de filamento. Neste escolheu-se o halloween como tema. Qual será o do próximo semestre, cujas turmas de sétimo ano já irão beneficiar da experiência adquirida com esta actividade introdutória?

Em breve deixarei aqui uma contextualização da actividade, traçando a metodologia, objectivos e metas para que seja mais facilmente replicável. Este é um projecto simples e relativamente rápido, que motiva os alunos pela incredulidade inesperada de segurarem nas suas mãos algo que criaram digitalmente. Daqui espero consolidar estas aprendizagens noutros projectos práticos, com menor incidência na impressão 3D. O tempo disponível para TIC é reduzido e há que o aproveitar da melhor forma possível com uma diversidade razoável de vertentes de uso e experiências de aprendizagem que não incidem numa ferramenta ou utilização muito específica.

Dia da Programação e Robótica 2015

A ERTE publicou uma reportagem vídeo sobre o Dia da Programação e Robótica, que reuniu na Escola Secundária D. Dinis vários clubes dedicados à programação, robótica com legos, arduíno e impressão 3D. Participámos,  demonstrado os nossos primeiros passos no uso pedagógico da impressão 3D. Neste tipo de eventos partilha-se, aprende-se e sai-se de lá cheio de novas ideias.

Scary Monsters and Super Creeps

O que é que eu andava a pensar quando achei que era possível ter impressões 3D a tempo do Halloween é uma ideia que me tem assombrado neste últimos dias. A gestão de tempo é muito importante quando se trabalha com uma tecnologia que não se compadece com tempos lectivos, e sendo que o objectivo é que os alunos a utilizem ainda há que contar com o tempo de aprendizagem de ferramentas. Algo difícil de gerir no arranque do ano lectivo e semestre de TIC.

Nestas coisas, são os trabalhos mais simples mas menos criativos os primeiros a ficar prontos. Devo dizer que os alunos envolvidos, três turmas de sétimo ano, têm sido fantásticos. Em duas aulas passaram do desconhecimento completo do que era desenho vectorial e uso do Inkscape para verdadeiros ases das curvas de Bézier e nós. Tão ases que demonstram que estou muito enganado quando, nalguns casos, os aconselho a trabalhar desenhos mais simples porque penso que o que se propõem fazer é demasiado difícil para as suas aptidões.

O tempo é implacável, e já dei por mim a ficar nos intervalos a ajudar a finalizar alguns projectos para poder ir imprimindo ao longo da próxima semana. O tempo de impressão não é demorado, serão marcadores com espessura de 1 mm a 1,5mm e no máximo 100 mm no eixo mais comprido, que ficam prontos entre dez a trinta minutos. O que tem prolongado este projecto é a teimosia do professor, que insiste que a maioria dos alunos tenha tempo para dominar, em níveis introdutórios, o desenho 2D no Inkscape (sendo esses princípios transferíveis para Corel ou Illustrator, note-se). O professor já foi recompensado com uns adoro isto e já treinei em casa, mas anda algo preocupado com a aproximação do Halloween. Um destes dias faço um apanhado gráfico do que os alunos têm andado a fazer com o Inkscape. Surpreende. Resta encontrar forma de os introduzir no Tinkercad. Creio que precisava de mais uma semana para fazer isso de forma eficaz, deixando-os autónomos nestes processos.

A ideia central deste projecto é utilizar o Halloween como tema inspirador para criações em impressão 3D, introduzindo a tecnologia e técnicas de trabalho específicas. Estou a perceber que para ser verdadeiramente bem sucedido, precisava de ter destacado mais tempo previsto para aprendizagem dos alunos. Não é que não seja possível levar avante um desafio destes, mas quando se quer fazê-lo colocando as mãos dos alunos em todo o processo, duas aulas não chegam.

Mesmo com estes contratempos, arranja-se um minuto para fazer os alunos felizes. Pelo menos, foi esse o olhar que li no rosto das alunas responsáveis por este morcego que, note-se, não é o trabalho final delas mas sim um projecto de aprendizagem. Achei que precisava de concretizar algo, para dar aos alunos a noção exacta do que estão a trabalhar. Não é todos os dias que se chega a casa com algo que se fez e imprimiu na escola...

Sneak Preview

Eu sei, TIC e 3D, mas este projecto não vive isolado e colabora activamente noutras iniciativas. Esta é uma das que dá mais gosto em participar. Logotipo do Plano Nacional de Cinema no AE Venda do Pinheiro criado em Inkscape, claro.

Design for 3D Printing

Samuel Bernier, Bertier Luyt, Tatiana Reinhard (2015). Design for 3D Printing: Scanning, Creating, Editing, Remixing, and Making in Three Dimensions. Sebastopol: Maker Media.

Já se sabe que este tipo de livros da Make: não se destacam pela profundidade, sendo guias abrangentes mas algo superficiais. Não deixam de ser bons pontos de iniciação a tecnologias e técnicas de trabalho. Este destaca-se mesmo pela sua abrangência, na forma como aborda técnicas de trabalho que permitem modelar para impressão 3D. Está cheio de boas dicas sobre modelação com apps Autodesk (com especial incidência para o 123D Design), digitalização 3D e preparação de mesh para impressão. Bom guia introdutório, que desperta a imaginação para a aprendizagem de técnicas de trabalho para impressão 3D. Inclui, habitual nos livros sobre o tema, a obrigatória introdução hiperbólica sobre o potencial desta tecnologia e uma análise às melhores impressoras FFF no mercado, onde a beethefirst ombreia com as makerbots, claramente a impressora de eleição no Fablab de origem dos autores deste guia.

Blogues.Edu

Voltámos a estar registados no Catálogo de Blogues Educativos. Sendo rigorosos, estamos agora registados com o nome que adoptámos há cerca de um ano. Até agora o registo estava no nome antigo do projecto, 3D Alpha. Visitem o catálogo de blogs, está cheio de experiências interessantes vindas do terreno educacional. O nosso é o blog #698.

#RobotArmy

 No rescaldo do Dia da Programação e Robótica/Codeweek, algumas notas sobre o divertido desafio de recriar e imprimir em 3D a mascote da Programação no 1.º CEB.

A ilustração original é esta. As primeiras ideias de replicar para 3D de forma plana não pareceram prometedoras, e sentia-se que o caminho tinha de passar pela forma em volume. Aqui, a inspiração para a recriação teve algumas óbvias influências da mascote do sistema operativo Android, com alguns toques de R2D2. This is the droid I'm looking for, pensei. Se não perceberem esta referência e a quiserem perceber, recomendo a visualização do filme Star Wars IV: A New Hope. Está lá, nas sábias palavras de Obi Wan aos ingénuos stormtroopers.

Como modelar? Aqui as coisas tornam-se interessantes. Decidi arriscar e em vez de pegar no meu habitual Sketchup, aproveitei a oportunidade para experimentar com profundidade o Tinkercad. Não me arrependi. A precisão da peça pode ficar abaixo do milímetro, e a técnica de modelação tem tudo a ver com o que aprendi, como autodidacta, quando comecei a brincar com o Bryce. Modela-se com primitivos, recorrendo a operações booleanas para corte e união. Foi divertido recordar como esburacar formas para fazer modelos complexos com a versão Tinkercad do group positive/negative objects do Bryce.

As operações booleanas de união do Tinkercad são muito potentes, e possibilitam modelar de raiz sem preocupações de não-estanquicidade do modelo ou de réstias de geometria interna, interpretável como intersecção, da junção de primitivos. Melhor: como para a aplicação os modelos complexos são grupos, guarda a informação dos seus componentes e para voltar atrás basta desagrupar. É um processo de trabalho mais simples e menos problemático do que o do Sketchup ou outras formas de modelar, embora, claro, tenha muitas restrições.

Modelar para imprimir em 3D tem as suas especificidades, como tenho aprendido nestes meses com os projectos dos alunos. Uma boa táctica é reforçar a adesão do modelo à mesa de impressão e facilitar o trabalho ao extrusor concebendo a forma geral de maneira a que tenha o menor número de overhangs possível. Isso explica porque no original os "pés" estão distantes do torso, e no modelo refeito isso não acontece. Maximiza a volumetria, simplifica o processo de impressão. Os suportes só se tornaram necessários para os braços.

O STL gerado pelo Tinkercad veio no tamanho real do objecto (e isto é uma coisa muito óbvia de escrever), 100 mm no eixo Z. A análise no netfabb não encontrou problemas. No beesoft, o slicer da beethefirst, optei para escalar proporcionalmente a 70 mm no eixo Z para acelerar a impressão. Imprimir com base e suporte, em resolução média de 0,02 mm com 5% de densidade. A base serviu para me certificar que os suportes não descolavam durante a impressão.

Não resisto a registar o espaço de trabalho. Não tão desarrumado como o habitual, mas nada arrumadinho. A adição de X-acto e chave phillips às ferramentas de trabalho da beethefirst têm explicação. X-acto para remover a base (para os suportes uma pequena pressão com os dedos é mais que suficiente), chave de parafusos para trocar a peça que suporta a bobine de filamento. Imprimi a maioria dos #robotarmy utilizando os novos filamentos da Beeverycreative, com excelentes resultados, e alguns no filamento antigo, mais oleoso e talvez não tão afinado no perfil de impressão na cor que usei. Como os orifícios de encaixe das bobines dos novos e antigos rolos têm diâmetros diferentes, há que desaparafusar e aparafusar suportes de filamento. Impressos em 3D, claro. 

Cá está o #robotarmy original. O primeiro é um pouco diferente dos anteriores porque tinha optado por uma parabolóide para modelar o pormenor da antena. Quando se imprimiu percebi que não resultava. O topo já estava abaixo do limite de espessura do nozzle e a esfera que encimava o robot não se aguentava. Esta é outra das vantagens da impressão 3D, o fazer prototipagem para perceber se o que funciona visualmente também resulta no espaço físico. A transformação de um objecto virtual num physible não é um processo linear.

O desafio para este projecto, bem como o do live 3D printing no evento, partiu da ERTE/DGE. Onde, refira-se, a nossa beethefirst esteve continuamente a imprimir. Suspeito que a Vânia Ramos, responsável por esta proposta, não esperava que desse nisto. Quanto ao #robotarmy, eclipsou-se. Já o esperava. Ficaram nas mãos encantadas de responsáveis da DGE, ERTE, e alguns visitantes que querem motivar os seus alunos e escolas a enveredar pela impressão 3D. Quanto ao #robotarmy, constou-me que terá futuro, talvez como porta-chaves, ou como carenagem para dispositivos amovíveis de memória flash. Terei também que imprimir mais alguns dos originais... para recordação, para a escola, e porque parece que ficaram muito fofinhos.

And Crafts

Quando um orador convidado a falar sobre o currículo britânico de introdução da programação nos fala em William Morris, paramos para ouvir. O participar em eventos e conferências traz-nos alguma imunidade aos discursos esperados. Há temas e abordagens que são esperadas, ideias que estão em rotação constante. Nalguns casos já sabemos o que vamos ouvir, por pertinente que seja a mensagem. Por isso, quando algo de verdadeiramente inesperado é dito, paramos para ouvir. A referência de Miles Berry, um dos responsáveis do abrangente currículo de ciência computacional inglês, não foi extemporânea. Morris afirmou no século XIX a superioridade da manufactura artística e artesanal no auge da primeira revolução industrial. Fê-lo manifestando a importância de não se perder o saber fazer, a capacidade de criar que hoje está a ser revista em força pela cultura maker. Esta referência revelou o quanto é possível pensar mais longe, fora dos espartilhos técnicos dos currículos. A computação, nos seus vários aspectos, não tem de ser algo árido que exista por si. Pode, deve, ser uma ferramenta técnica que potencie exponencialmente a criatividade dos indivíduos.

Foi essa a lição que retirei do Dia dos Clubes de Robótica e Programação, comemoração oficial portuguesa da Europe Codeweek 2015. Um dia que reuniu no Agrupamento de Escolas D. Dinis núcleos que vieram mostrar o que andam a fazer com robótica e programação, bem como professores interessados nestas temáticas. Estive presente representando o Agrupamento de Escolas Venda do Pinheiro, com o projecto As TIC em 3D convidado a desenvolver actividades de live 3D printing aproveitando a mascote da iniciativa de introdução à programação no 1.º ciclo (que carinhosamente se tornou um #robotarmy). Dia produtivo, de partilha e aprendizagem. Terei de ser injusto, não consigo recordar todos os clubes cheios de interessantes ideias com que me cruzei. Registo os projectos absolutamente awesome dos nossos vizinhos de S. Gonçalo, Torres Vedras. Todos os prémios e distinções que têm recebido são merecidos. É o tipo de projecto que me faz pensar quando for grande, quero ser como eles. Foi também muito bom cruzar-me com os inspiradores colegas ligados à ANPRI, cujo dinamismo é fortíssimo, e trocar impressores com o dinamizador de um outro projecto que admiro muito, o Arte_Transformer, que interliga tecnologia e educação artística.

In memoriam. O #robotarmy foi totalmente capturado. Estão todos prisioneiros de outros. E era esse o objectivo.

Mais #robotarmy. Desta vez os impressos pelo Robotis, o núcleo de robótica do AE D. Dinis.
 

Os robots de base arduino da Bot'n'Roll.

Nenhuma exposição com arduino estaria completa sem o obrigatório cubo de leds.

Algo que desconhecia: os little bits para ensinar electrónica, trazidos por um clube da Batalha.

Hello uncanny valley. Projecto da Universidade do Porto.

Ideias e experiências de impressão 3D com prusa da Escola Secundária Marquês de Pombal.

Drones, claro. Um evento destes sem drones não seria a mesma coisa.

A explosão da robótica é evidente, com a maior parte dos projectos a apostar quer nos robots lego quer nos baseados em arduino. As impressoras 3D começam a aparecer, a serviço das necessidades dos criadores de robots. Pelo que percebi, projectos que equacionam a impressão 3D em contextos interdisciplinares no ensino básico fora do âmbito de clubes são ainda raros. Mas é assim que o ímpeto começa, com pequenos passos decisivos.

Em essência, e exausto depois de um longo dia a imprimir e aprender, diria que o que esteve em evidência neste evento foi mais do que pedagogia e resultados de aprendizagem. Foi o arts and crafts de Morris, o tinkering de Paper, o fazer da cultura maker, a criatividade baseada e alimentada pelo conhecimento técnico,  o experimentalismo alicerçado na tecnologia.

Bah, humbug!

Mundos virtuais em Second Life, disseram? Bah humbug! VRML rules!

 
No final da apresentação sobre introdução de impressão 3D na Conferência Online de Informática Educacional, colocaram-me uma questão à qual, em retrospectiva, percebi que tinha respondido mal. A pergunta tinha a ver com o Second Life e as suas possibilidades educativas. O Second Life ainda existe?, pensei, e respondi explicando as minhas razões para não gostar deste mundo virtual. O depender de clientes pesados, que geralmente entravam em conflito com as placas gráficas dos meus computadores, o peso da aplicação na largura de banda, o ser tecnologia proprietária, foram sempre factores que me afastaram dele. Mas não lhe sou alheio, e ainda passei bons pares de horas a divagar com um avatar pelos metaversos do SL. Encontrei por lá espaços fantásticos.

Quando este projecto começou fui direccionado para outras tecnologias que apesar de mais arcaicas permitiam mundos virtuais interactivos. Boa parte do trabalho registado nas TIC em 3D passou pela criação de mundos virtuais tridimensionais em VRML/X3D. Desenvolvemos o último destes projectos há cerca de ano e meio. O VRML trazia imensas vantagens de leveza de ficheiros, fácil importação de recursos externos e trabalho offline. Escrevo no passado não porque tenha abandonado este tipo de actividade, mas porque a tendência de desaparecimento e obsolescência do VRML é muito elevada. Tecnologias como o Unity permitem fazer o mesmo com vantagens em rendering e sistemas de iluminação integrados nos browsers contemporâneos. Curiosamente, o VRML sobrevive como formato de transferência em modelação e impressão 3D.

Espero ter deixado claro que se do meu ponto de vista o Second Life não tem grandes possibilidades na sala de aula, não quis com isso dizer que não tem utilidade pedagógica. Há muitas, e boas, experiências que mostram o seu potencial na educação. Só não se adequa às mais-valias que a minha intuição explora, e que estão na génese directa das TIC em 3D.

Um sentimento que era prevalente sempre que visitei o Second Life era o de que espaços fantásticos, como é que eles fazem isto, seguido de quero fazer isto. Apesar do Second Life permitir a criação colaborativa de conteúdo 3D, não era fácil, com uma curva de aprendizagem acentuada e com os problemas trazidos por ter de trabalhar com clientes pesados em sessões na web. Era-me muito mais fácil e gratificante criar localmente e partilhar em VRML, e consegui transmitir esse gosto e entusiasmo aos alunos. Mesmo sabendo que o Second Life permitia ser criador, nunca consegui passar do nível elementar de consumo estético. É isso, no fundo, o que me afastou dessa plataforma. É frustrante saber que se pode criar, mas por incapacidade de dominar as ferramentas sentir-se reduzido à mera fruição. Sentia, também, que não iria conseguir levar o gosto pela criação em 3D para a sala de aula com o Second Life.

Quando descobrimos que conseguimos fazer... abrem-se novos horizontes.

Curiosamente, voltei a ver o poder apelativo da criação em mundos virtuais ao observar o gosto que os meus alunos tinham pelo Minecraft. O que mais gostavam era criar e construir, e não o seguir de percursos narrativos que caracterizam a jogabilidade tradicional. Senti neles o mesmo impulso que me levou a aprender 3D, que me cativou mas afastou do Second Life: o gozo por transformar linhas e pixels em objectos tridimensionais virtuais.

Haverá teconlogias e aplicações com inerente superioridade educacional? Sinto que por vezes cometemos este erro, o de olhar para as vertentes em que somos mais confortáveis e destacá-las como as mais pertinentes em termos pedagógicos. Pessoalmente, tento não cair nesta armadilha conceptual e defender que o que conta é a diversidade de experiências de aprendizagem significativa que as diferentes tecnologias e aplicações podem oferecer aos nossos alunos. Quer sejam as bem conhecidas ferramentas Web 2.0, a programação em Scratch/Kodu, robótica, apps específicas, multimédia ou o tão querido 3D.

Outro factor muito importante para o sucesso dos alunos neste tipo de actividades é a paixão que o professor tem pela tecnologia que utiliza. Sinto isso sempre que em conferências assisto a apresentações de outros professores que mostram trabalhos bem sucedidos de introdução de tecnologia na sala de aula, por vez com aplicações tão específicas e arcanas cuja simples existência surpreende. Questiono-me sempre se o gosto que vejo nos alunos pelas actividades que lhes proponho não tem forte influência do entusiasmo que coloco em algo que adoro fazer. Mas isso seria tema para outro post.

COIED 2015: Impressão 3D

Apresentação e partilha de experiências na III Conferência Online de Informática Educacional. Que, por ser online, decorreu em telepresença. É uma sensação estranha, o estar a falar para uma webcam, tendo apenas os logs de chat da audiência para lhe medir o pulso. Fica também o registo de um conferencista aventureiro que depois de terminar a palestra decidiu fazer uma demonstração rápida de modelação para impressão 3D e... crashou a aplicação de conferência. Parece que na Blackboard a partilha de aplicações, afinal, não serve para webcast do ambiente de trabalho. Podia ser pior. Podia ser um blue screen of death...

1. Ao mergulhar no mundo da impressão 3D, a sensação que temos é a de algo de fundamentalmente novo, cheio de possibilidades que começam agora a ser afloradas. Qualquer que seja o primeiro passo, a sensação de “olá mundo” é fortíssima. Poderá a curto prazo trazer mais valias pedagógicas? Intuímos que sim, sublinhando que ainda resta um longo caminho experimental e de investigação que permita aferir valência e metodologias que permitam introduzir e potenciar esta tecnologia em contextos educativos.

2. Gostaria de começar por mostrar este gráfico. É um Gartner Hype Cycle. Vale o que vale. Produzido anualmente pelos analistas da Gartner, seguindo os seus critérios internos. Mas esta noção de curva para medir o interesse em novas tecnologias é intrigante. Descreve muito bem, pensamos, as atitudes que temos perante uma nova tecnologia. É algo que nos é intuitivo.  Quando uma nova tecnologia nos desperta a atenção entra no que apelidam de período de grandes expectativas. Todos sentimos isso. E depois pensamos afinal, para que é que isto nos serve? É aí que as expectativas caem, e entram em acção aqueles que estão mais interessados no desenvolvimento das aplicações possíveis. Que, lentamente, vão penetrando mercados e consciências. É o chamado plateau of productivity. Creio que todos conhecemos um exemplo muito recente deste tipo de atitudes. Lembram-se de quando os tablets chegaram ao mercado? Chios de promessa, para logo depois serem desconsiderados como meras ferramentas de consumo de media… e agora tornaram-se prevalentes, e avaliamos com muita seriedade a sua utilização em contextos pedagógicos. Sublinha também que fora de domínios específicos (indústrias de ponta, design) a impressão 3D é uma resposta à espera de perguntas. Ela está cá existe. O que é que podemos fazer com ela? E, no nosso caso específico, poderemos tirar partido dela para incentivar aprendizagens nos nossos alunos?
A Classroom 3D Printing, de acordo com estes analistas, está em ascensão no crescendo de interesse entre a faísca inicial de inovação e o primeiro embate que desperta a curiosidade do grande público. É uma visão com que concordamos. O interesse na impressão 3D ligada à educação está agora a iniciar, com projectos piloto altamente experimentais, um grande despertar da curiosidade dos professores e um número ainda pequeno mas crescente de estudos académicos sobre o tema. Mas quem já traz impressoras 3D para a sala de aula sabe que há ainda muito por perceber sobre a sua pertinência pedagógica. Há que estudar aplicações, integração curricular com as diferentes áreas educativas, metodologias de trabalho. A própria tecnologia subjacente, apesar de avançada, tem o seu quê de Ford Modelo T. Apesar de ser de ponta, é ainda algo rudimentar, com alguns problemas de fiabilidade e usabilidade que tornam, nesta fase, a impressão 3D algo mais próximo de uma arte do que uma técnica. Não tem ainda a fiabilidade a que outras tecnologias já nos habituaram, o que complica um pouco a adopção da impressão 3D por professores com pouco tempo e experiência. Sublinhe-se que não queremos com isto dizer que a tecnologia não é fiável. Mas problemas com o hardware acontecem. Os extrusores bloqueiam, as mesas têm de estar calibradas, passar da modelação 3D à impressão não é um processo linear, a impressão pode falhar porque um aluno acidentalmente desligou a impressora da corrente... são pequenos obstáculos torneáveis por quem está habituado a lidar com tecnologias mas que no dia a dia de uma sala de aula dificultam os processos de utilização, aprendizagem e consequentemente de adopção da tecnologia. E não podemos esquecer que para tirar verdadeiro partido da impressão 3D é preciso aprender a modelar em 3D, algo já mais acessível, mas que depende muito de aplicações profissionais que não foram pensadas para uso com crianças e jovens, havendo falta de aplicações simples que permitam uma iniciação à modelação. Estas começam a surgir, como se nota pelo excelente exemplo da Morphi, cujos criadores se esforçam pela integração curricular directa da modelação e impressão 3D. É um conjunto significativo de factores que dificultam a adopção desta tecnologia por outros que não os early adopters. Não é ligar, imprimir e aprender. Mas o mesmo pode ser dito de todas as tecnologias com potencial educativo, desde os tablets à internet, sem esquecer o próprio computador. Medeia sempre um considerável intervalo de tempo desde que chegam à escola até se generalizarem pedagogias que saibam tirar bom partido de novas tecnologias. Não há aqui pós mágicos, nem inovação por simples presença. É este lado complexo, vindo da experiência de integração de tecnologias, que nos leva a concordar com a forma como estes analistas descrevem o ciclo de maturação desta (e de outras) tecnologias. Depois do deslumbramento inicial, começam os problemas e as questões de isto afinal serve mesmo para quê. Suspeitamos que parte daqueles que hoje investem na impressão 3D nas escolas, dentro de um ano ou dois as tenham colocado de parte por problemas de uso ou falta de ideias (excepção feita aos cursos profissionalizantes, onde a aplicação é directa). É um processo que vimos acontecer com a introdução de outras tecnologias na escola. Dois exemplos rápidos: a introdução de computadores portáteis no primeiro ciclo, que seis ou sete anos depois de ter sido feita (e com os equipamentos já obsoletos e inexistentes com o fim do projecto) tem agora condições para ser aproveitada com o projecto de Introdução à Programação no 1º. Ciclo; ou os tablets, que começaram a chegar à escola nas mãos dos alunos, cujas questões de utilização são agora alvo de estudos de implementação prática, caso do TACCLE2. A simples presença de uma nova tecnologia na sala de aula não garante a pertinência do seu uso. São precisas estratégias, metodologias e ideias para assegurar eficácia pedagógica. Esperemos é que nisto a análise da Gartner erre por cautela. A maturação da Classroom 3D Printing está apontada como acontecendo num intervalo de mais de dez anos entre o arranque inicial e a sua disseminação (o plateau of productivity da curva). Esperemos que o trabalho pedagógico, que pelo que temos visto arrancou com força, acelere esta pouco optimista escala temporal.
Uma nova tecnologia abre-nos enormes campos de possibilidade. Resta arrisca, testar, experimentar, para perceber como a colocar ao nosso serviço.

3. O que é a impressão 3D? Sem querer entrar em muitos detalhes, é a manufactura de um objecto criado digitalmente em camadas de materiais sucessivamente depositadas por um robot controlado por computador. Há muitas variantes desta tecnologia, desde a solidificação de polímeros com lasers ao depósito de filamento termoplástico derretido. Destas, a que tem encontrado maior aceitação junto da comunidade (por uma combinação de simplicidade com o caducar de patentes) é a impressão por depósito de filamento, comummente referida por FDM (fused deposition modeling, termo sob copyright pela Stratasys) ou FFF (Fused Filament Fabrication)/PJP (Plastic Jet Printing).

Grosso modo, a impressão 3D FFF é feita por uma cabeça de impressão que aquece o material termoplástico a temperaturas específicas, forçando a sua saída através de um extrusor que o deposita sobre uma superfície (mesa de impressão). Motores passo a passo controlam a posição da cabeça e mesa nos eixos XYZ, permitindo que o extrusor deposite camadas sucessivas de filamento que vão construindo um objecto.

A tecnologia de impressão 3D, ou manufatura aditiva, é apontada como mudança paradigmática (Winnan, 2013) com uma gama crescente de aplicações industriais, científicas, económicas e lúdicas (Lipson & Kurman, 2012). 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).
Esta é uma área recente, com pouca literatura sobre experiências educacionais. Registam-se abordagens que incidem nas artes e CTEM (Thornburg, Thornburg, Armstrong, 2014) com projectos 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).

4. Nas primeiras experiências em sala de aula analisámos e implementámos três opções de utilização rápida pelos alunos: 3D scanning, modelação por primitivos, e modelação rigorosa em Sketchup Make. 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.

5. Preparar modelos para imprimir não é um processo automático e requer alguns procedimentos que variam de acordo com o tipo de modelo. Antes de imprimir é necessário converter para STL (formato de ficheiro para impressão 3D), fazer redução da mesh (diminuir a contagem de polígonos), solidificar (eliminar geometria interior e intersecções), e validar o ficheiro. Usamos uma combinação de ferramentas que inclui o Meshlab (converter e redução da mesh), Meshmixer (solidificar) e netfabb (operações de correcção automatizadas, validação, corte nos eixos). Só depois se importa para o software de slicing e impressão (beesoft, no nosso caso). São operações efectuadas por tentativa e erro, que ainda não conseguimos implementar na sala de aula.

6. Este é o nível mais elementar, o mostrar, introduzir, desmistificar e aproximar esta tecnologia. Começa por aqui, colocando uma ferramenta avançada nas mãos dos alunos, despertando-lhes a criatividade. No nosso contexto específico, interessava-nos um produto simples de usar, acelerando a utilização com alunos em sala de aula. A utilização decorre em duas vertentes: como recurso de apoio a projectos interdisciplinares, e na disciplina de TIC na sequência da aprendizagem de modelação 3D elementar na abordagem das metas curriculares (Coelho, 2014).

7. A forma que consideramos mais rica de explorar o potencial da impressão 3D é através de projectos interdisciplinares, em que os alunos mobilizam conhecimento e aprendizagem de diversas áreas na concepção e produção de objectos específicos. É, em nossa opinião, uma das mais ricas formas de exploração das TIC em geral e impressão 3D em particular nos contextos pedagógicos.

É o caso deste, que denominámos de Matéria Digital, em parceria entre as áreas curriculares de TIC e Educação Visual. Tínhamos como objectivos construir bonecos articulados e recriar de utensílios de cozinha, com alunos dos 2.º e 3.º ciclos. Podem ver nas imagens quer os resultados quer momentos do processo de trabalho. Em Educação Visual foram exploradas metodologias de trabalho projectual e conteúdos relativos, enquanto TIc abriu espaço à modelação 3D com Sketchup. A impressão efectiva dos objectos teve de ser efectuada fora dos momentos desta actividade, uma vez 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.

No cruzamento de saberes de áreas científicas, artísticas e tecnológicas no desenvolvimento de projetos, este tipo de projectos incentiva a utilização criativa de meios digitais avançados. Seguimos aqui o caminho da experiência de introdução da impressão 3D, mas este tipo de metodologia apresenta resultados muito ricos com outras vertentes tecnológicas.

8. O interesse pela integração de impressão 3D na educação básica é crescente, especialmente no domínio das CTEM. Não resisto a destacar, a título de exemplo, o trabalho possibilitado por esta app para iOS. Infelizmente, para aqueles que trabalham com tablets do ecossistema android, as escolhas são mais limitadas. Pessoalmente não encontro uma app android capaz destas valências do morphia. Mostra como o 3D printing liberta a imaginação e dá às crianças uma nova forma de explorar aprendizagem e criatividade. Destaco estes porque para além de programarem a app também se dedicam a experimentar, colocando a impressão de 3d nas mãos de crianças, focalizada com conceitos das CTEM. E são um de entre dos muitos que cada vez exploram mais activamente estes campos.

Ideias rápidas? Existem, e começa a haver literatura sobre o tema. Focalizando entre TIC e CTEM, as actividades de concepção e impressão em 3D de objectos para jogos de lógica, módulos para pavimentações, elementos para construção de sólidos ou engrenagens funcionais. Já nos domínios artísticos pode passar pela modelação e captura 3D, reinventando objectos artísticos como forma de apropriação de linguagens artísticas e desenvolvimento de percepção espacial.

9. Referências bibliográficas:

(2014). Beethefirst Quick Start Guide. Aveiro: Beeverycreative. Obtido a 03 de março de 2015 de https://www.beeverycreative.com/wp-content/uploads/2014/08/BEEmanual-EN-PT-DE-2014-05-19.pdf.
Coelho, A. (2014). Tecnologias 3D nas TIC: Projeto 3D Alpha. in Miranda, G., et al, Aprendizagem Online Atas Digitais do III Congresso Internacional das TIC na Educação (pp. 255-259). Lisboa: Instituto da Educação da Universidade de Lisboa.
Eisenberg, M. (2013). 3D printing for children: What to build next? in Read, J., Markopoulos, P., International Journal of Child-Computer Interaction, vol. 1, n.º 1 (pp 7-13). Obtido a 03 de março de 2015 de http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212868912000050.
Frauenfelder, M. (2013). Make: Ultimate Guide to 3D Printing 2014. São Fran-cisco: Maker Media.
Lipson, H., Kurman, M. (2012). Fabricated: The New World of 3D Printing. Indianapolis: John Wiley & Sons.
Meier, C., Pérez, J., Cantero, J., Díaz, D. (2015). El Patrimonio escultórico en el aula. Actividades con tecnologías de Modelado e Impresión 3D y Gamificación. La Laguna: Universidad La Laguna.
Thornburg, D., Thornburg, N., Armstrong, S. (2014). The Invent To Learn Guide to 3D Printing in the Classroom: Recipes for Success. CMK Press.
Winnan, c. (2013). 3D Printing: The Next Technology Gold Rush. Amazon Digital.

Hello World

Electronic media is an extension of the human nervous system. Marshall McLuhan dixit, e não resisto à junção destas palavras quase proféticas do guru dos media, que tão bem se aplicam ao defendido pelos proponentes do pensamento computacional.

Lições aprendidas

Por entre os feeds RSS de hoje (o Feedly é uma ferramenta extraordinária para nos mantermos informados) deparei-me com um interessante post de Steve Wheeler no seu Learning with 'e's. No texto Lessons to be learnt analisa as problemáticas de introdução de tecnologias no ambiente escolar, por norma conservador e algo avesso aos impactos trazidos pela sua introdução. Pessoalmente, creio que em parte esta tendência de cautela é devido em parte ao sentimento de se (inserir aqui tecnologia/metodologia/técnica) sempre funcionou bem até agora porque é que tenho de mudar conjugado com falta de ideias.

Note-se que isto não é crítica, antes o compreender que enquanto não perceber para que serve uma tecnologia não tenho forma de a conseguir integrar na sala de aula, e se ela me cair do céu graças a algum generoso programa governamental o mais provável é que fique a apanhar pó. Um exemplo, muito específico: sei que os smartphones têm potencial como ferramenta pedagógica, mas não faço a mínima ideia de como os integrar na sala de aula. Mesmo tendo experimentado algumas actividades com realidade aumentada, modelação com Tinkerplay ou digitalização 3D com o 123D Catch, boa parte das quais foi feita com o meu tablet. Ainda tenho traumas de ter tentado com uma turma instalar uma aplicação de realidade aumentada no ecossistema selvagem dos telemóveis android. Não correu bem.

Do post de Wheeler retirei este conjunto de princípios, que de alguma forma estão subjacentes ao trabalho das TIC em 3D e estão especialmente presentes quando reflectimos sobre impressão 3D na sala de aula:

"several principles that might aid us when we try to embed new technologies or ideas into conservative environments.

1) Relevance: Make sure the technology is relevant to the needs of your community
2) Design: Ensure that technology is easy to understand and use
3) Model: Provide a conducive environment within which to showcase the new technology
4) Protect: Closely manage anything that has the potential to go wrong"

O ponto da relevância foi o que mais preocupação despertou. Entre o despertar do interesse pela impressão 3D e as primeiras propostas de projecto para financiamento e aquisição passou mais de um ano de leituras e pesquisa. Intuía-se o potencial da tecnologia, mas faltava o como, o ponte de integração na sala de aula. Tendo em conta que o trabalho em 3D com os alunos já está normalizado, foi esse o ponto de partida, olhando também para o que poderia ser possível em trabalho interdisciplinar. Ideias que, olhando para trás, estavam algo difusas face ao que viemos a aprender ao utilizar in loco a impressão 3D.

A vertente de design influenciou a escolha do equipamento. Tendo alguma folga financeira, pode-se optar por uma máquina de utilização mais simples que permite centrar o trabalho nos alunos e na concepção dos projectos.

Diria que o que Wheeler designa como model (se traduzir por modelo talvez não transmita o conceito) está a ser a fase mais interessante, que desperta mais questões. Passa por experiências na sala de aula, procura de integração curricular, partilha e muita troca de ideias, desafios a outros professores com projectos concretos. Para além de aprofundar técnicas e procurar metodologias, desmistifica e desperta o interesse de outros professores. Ao fazê-lo, sei que esses professores estão a equacionar o uso desta tecnologia dentro dos seus enquadramentos curriculares. Ou seja, estão a ter as suas ideias.

Finalmente, coisas que podem correr mal. Mais que muitas. Desde ficheiros mal preparados a alunos a tropeçar nos cabos eléctricos e a desligar a impressora, há muita coisa que pode correr mal. Na impressão 3D, talvez aquela que mais depressa somos obrigados a perceber como tornear é a gestão de tempo. Imprimir em 3D não é uma actividade imediatista para impacientes, e os tempos de  impressão ajustam-se muito mal aos tempos rígidos das aulas. Aprende-se com os problemas e más experiências, reflectindo e estabelecendo estratégias de actuação. Ou, simplesmente, assumindo o que não funciona e explicar o porquê, mostrando que cada tecnologia tem as suas especificidades e problemáticas. Desmistificar é um processo importante para que se perca o medo de usar uma dada tecnologia.

Com toda esta reflexão até parece que estou cheio de certeza. Muito pelo contrário, quanto mais experimento, mais questões se levantam. A única certeza é o quão gratificante é poder usar esta tecnologia como ferramenta ao serviço da aprendizagem dos alunos.

Vector

Dá-se aos alunos de uma turma de sétimo ano uma aula de introdução ao desenho vectorial com Inkscape e no final saem-se com coisas destas.

 O objectivo da sessão era aprenderem a dominar as curvas de Bézier para traçar desenhos com rigor. Gravados como SVG, vão servir para criar modelos 3D no Tinkercad para imprimir a tempo (espero) do Halloween. Confesso que a rapidez com que a generalidade dos alunos apanharam o conceito e dominaram de forma elementar o trabalho com curvas me surpreendeu.

Falta limar algumas arestas, e treinar. Algo que não me apercebi quando propus o desafio é que tinha sido importante ensinar-lhes a decompor uma forma, olhando e tentando perceber em que formas elementares podem dividir uma forma complexa. Algo que só planeava abordar com a modelação por primitivos no Tinkercad ou no trabalho com o Sketchup, mas que aqui fez falta aos alunos. Lição que levo já para a próxima turma. Próximo passo? Vectorizar uma figura alusiva ao tema, desenho deles ou imagem pesquisada, para transformar em objecto no Tinkercad. Será o desafio da próxima aula.

3D Gets Real?

A Tech & Learning dedicou a edição deste mês à impressão 3D. Fantástico, certo? Nem por isso. Apesar do destaque de capa, não passa de um comparativo técnico elementar entre impressoras 3D, que exclui as RepRaps (construir impressoras quando se pode comprá-las e dar lucro aos anunciantes? Credo! Péssima ideia!) mas inclui equipamentos industriais, seguido de um artigo decalcado de um qualquer press release sobre o HP Sprout. Não passou das generalidades, de forma muito superficial, e não dedica qualquer espaço ao porquê de utilizar impressão 3D na sala de aula. Nada sobre ideias, actividades, experiências, integração com os currículos, aprender a modelar em 3D. Se bem que isso é típico nesta revista, que pretende ser sobre tecnologias na educação, mas raramente passa do catálogo de apps e equipamentos vendidos com fotografias de crianças sorridentes de tablet em punho ou jovens professoras felizes com a sua nova aplicação ou equipamento.A Tech & Learning sempre foi o melhor exemplo de um certo deslumbre com gadgets na sala de aula, com potenciais educativos duvidosos mas lucrativos para quem os vende.

Nem tudo se perde neste artigo. Pelo menos fiquei a saber que a Stratasys tem um currículo sobre impressão 3D (são alguns gigabytes de material), gratuito. Mais em linha com a linha editorial da revista, descobri que pela módica quantia de $395 compro um currículo completo de impressão 3D.

Não é este o caminho que defendo para a tecnologia educativa. O lado empresarial é importante, mas temos de nos centrar nas metodologias de trabalho e nos projectos com alunos, e não na aquisição de equipamentos só porque queremos mostrar que estamos a apanhar o comboio da tecnologia. Despejar tecnologia nas escolas não garante nem a sua utilização nem que revele o seu potencial pedagógico. Um erro comum deste tipo de projectos é centrar-se apenas no equipamento e deixar a parte que realmente interessa, a das ideias e projectos de aplicação, fique por resolver. Posto isto, devo fazer justiça à Tech & Learning, Publicaram em 2014 um artigo muito certeiro sobre impressão 3D e educação. Esse sim, vale a pena ler: The Next Dimension: 3D Printers.

Tutorial: Impressão 3D com Inkscape e Tinkercad

Novo tutorial: como criar objectos para Impressão 3D com Inkscape e Tinkercad. O objectivo é começar com um desenho no Inkscape e terminar com um objecto impresso. Imprimir em 3D obriga a saber modelar em 3D para criar objectos. Mas há uma técnica simples, que nos permite criar modelos 3D a partir de desenhos. Neste tutorial vamos aprender a criar um objecto para ser impresso em 3D, utilizando Inkscape para o desenho-base e Tinkercad para modelação 3D. Inkscape é um programa de desenho vectorial que nos permite criar desenhos rigorosos e escaláveis em 2D. Tinkercad é uma aplicação web para modelação 3D com formas primitivas, que reconhece o formato SVG (Scalable Vector Graphics) com que o Inkscape trabalha. Disponível também na nossa página de Recursos e Tutoriais.

Então, e os alunos?

Mas, e os alunos? Ultimamente esta página tem estado muito concentrada em apresentações, congressos e desafios que embora de alguma forma envolvam a escola não o fazem com os alunos. Divulgar, investigar e experimentar também são vertentes importantes, mas o objectivo desta iniciativa anda longe do falar sobre impressão 3D com crianças e jovens sem que estes a utilizem directamente. É algo que não pode ser implementado com imediatismos. Antes de estimular os alunos a imprimir, há que os ensinar a modelar. É esse o caminho que iniciámos nas aulas de TIC. Espero que lá para dezembro consigamos produzir os primeiros resultados impressos. Quanto aos projectos interdisciplinares, os processos aí alongam-se. O foco no objectivo não está perdido, e assume-se que o caminho para lá chegar não é imediato e depende de um longo esforço de aprendizagens. Imprimo muitos bonecos, é certo, mas o que quero perceber é como é que a concepção desses bonecos  pode ser uma experiência de aprendizagem multi-disciplinar significativa, que se socorra do saber e do saber-fazer. A vertente mais artística explica-se pelas raízes de EVT. Podia ser mais utilitarista, mas o apelo artístico é mais forte, e o entusiasmo com os alunos reflecte isso.

Posto isto, que ideias temos para colocar a impressão 3D nas mãos dos alunos? A curtíssimo prazo, aproveitando a boleia das actividades comemorativas do Halloween, espero que três turmas de sétimo ano consigam modelar e imprimir decorações a partir do Inkscape e Tinkercad. O projecto dos talheres é para fazer, já me disse a professora de Educação Visual. Gostei da forma como simplesmente assumiu que o projecto se voltaria a repetir. Outra ideia-desafio, que irei colocar aos alunos que se mostrarem mais aptos na modelação 3D, é criar um jogo de xadrez criado no Sketchup. Eu sei, tal como vós, que este é um típico projecto introdutório no 3D. Similar ao hello world da programação, ou o jogo de labirintos no Scratch. Mas os alunos não sabem, e vai ser interessante doar ao Centro de Recursos um tabuleiro de xadrez com peças impressas em 3D. Três ideias chegam, creio. Certamente que ao longo do ano outras irão surgir.

Esta imagem demonstra muito bem a evolução da aprendizagem e descoberta da impressão 3D. O robot branco foi um dos primeiros objectos impressos. Criado no Vivaty Studio com primitivos e referências, foi um dos meus projectos para afinar capacidades de modelação 3D e estimular o trabalho dos alunos quando as TIC em 3D se ficavam pelo 3Dalpha e estavam a trabalhar no domínio dos mundos virtuais em VRML. Algo que não está totalmente posto de parte, com a ideia de a médio prazo migrar este tipo de trabalho para o Unity. As imperfeições mostram as agruras da iniciação à impressão 3D. O objecto teve de ser refeito no Vivaty, porque as conversões para STL eliminavam as referências, e tornado sólido com operações booleanas para que a impressora imprimisse correctamente e não gerasse buracos na intersecção de elementos. Impresso em modo rápido, com suportes. Ao lado, alguns meses depois, o resultado do desafio da Vânia Ramos, da DGE, para tridimensionalizar a mascote do projecto de introdução da programação no 1.º ciclo do ensino básico. Modelado de raiz no Tinkercad, pensado de acordo com as condicionantes da impressora, impresso em qualidade média com suportes facilmente eliminados com um x-acto. São estes processos de aprendizagem que permitem levar esta tecnologia aos alunos. A impressão 3D, como já li algures, é um processo que tem mais de artesanal e artístico do que de industrial. Não é, de longe, ligar ao computador e imprimir objectos. É isso que a torna interessante.

E neste ano estou apostado em conseguir que alunos controlem todo o processo de impressão 3D, da modelação, passando pela validação e preparação, ao controle físico da impressora. Iremos conseguir?

3D Printing: The Next Industrial Revolution

Christopher Barnatt (2013). 3D Printing: The Next Industrial Revolution. Explaining The Future. 

Suspeito que entre 2013 e 2015 o panorama global da impressão 3D não se tenha alterado assim tanto, embora seja provável que o directório global de empresas ligadas a esta indústria emergente teria de reflectir a explosão na impressão 3D. Apesar do título bombástico, Barnatt assenta o livro numa longa e detalhada explanação das diferentes tecnologias de impressão 3D e suas potencialidades, ancorado nas condicionantes técnicas que lhe são inerentes. Não esperem daqui previsões bombásticas e ocas sobre o futuro brilhante da impressão 3D na casas de todos. Para além de um detalhar didáctico das várias vertentes da tecnologia, o ancorar das análises de potencial na condições técnicas, sociais e económicas é um dos grandes pontos de interesse deste livro. A visão de longo prazo de Barnatt é algo deprimente, postulado um futuro próximo onde a impressão 3D pode ser a resposta aos desafios do fim de uma globalização trazida pelo esgotamento de recursos energéticos.

Apresentações e comunicações do 1.º CNPI

A ANPRI disponibilizou os textos e apresentações do 1.º Congresso Nacional de Professores de Informática nesta ligação: ANPRI - Eventos.

Drive forward

Não é, de facto, um investimento leve para as escolas. Os kits para montar mitigam os preços, mas as soluções desktop consumer que se adequam mais aos níveis de ensino elementares são bastante caras, tendo em conta o pouco que se sabe sobre o potencial da impressão 3D na sala de aula. Potencial que se intui, que se sente como importante e mais valia no processo de ensino e aprendizagem, mas que está ainda muito por estudar. Antes de adquirir, há que pensar e reflectir sobre valências, usos e integração curricular. E mesmo depois de se ter a impressora a imprimir na sala de aula essa reflexão continua e reforça-se.

De Barnatt, C. (2013). 3D Printing: The Next Industrial Revolution. Explaining The Future.

Sneak Preview

O objecto final vai ser impresso no encontro Dia da Programação e da Robótica, inserido nos eventos dinamizados no âmbito da Europa Codeweek. É uma visualização em 3D da mascote do projecto de introdução da programação no 1.º ciclo.

Ainda não está pronto, creio. Tive de adaptar o desenho original às exigências da impressão 3D, eliminando detalhes que sabia que ficariam demasiado pequenos para a resolução da impressora, e rectificar ângulos cuja amplitude ultrapassa o recomendável na impressão 3D FFF. Mesmo assim, a ideia de usar uma forma parabolóide para a antena foi má ideia, como se nota pela finalização menos bem conseguida. Hora de ir corrigir. Este foi um bom exercício para me orientar nas metodologias de trabalho do Tinkercad.

Impressão 3D no COIED

(De vez em quando sabe bem ser vaidoso.)

COIED 2015

Próximo desafio: levar as TIC em 3D à Conferência Online de Informática Educacional. Será uma sessão vídeo no dia 14 de outubro, à noite. Não será fundamentalmente diferente da apresentação da 1.ª CNPI. O objectivo é divulgar, mostrar as experiências e dar a conhecer as potencialidades da impressão 3D. Com este esforço talvez se consiga despertar o interesse e abrir a discussão. Porque, pelo que se vai sabendo por ai, são cada vez mais as escolas que estão a investir em impressoras 3D para clubes, cursos profissionais ou de secundário. Nós estamos um pouco mais abaixo, à procura de metodologias e estratégias com alunos mais jovens. E estamos muito bem acompanhados na conferência, com Paulo Torcato, de O Robot Ajuda, a dinamizar um workshop sobre robótica mesmo antes de falarmos sobre impressão 3D.

Congresso Nacional de Professores de Informática - Impressão 3D: Experiência Introdutória

Slide 1: Estando aqui, à vossa frente, olho e aposto que sei no que estão a pensar: bolas, ainda falta mais um! Ainda por cima, no final deste longo e interessante dia levam com este storzinho (é assim que as minhas alunas me apelidam, nem com barba me respeitam, talvez vingança por as apelidar de queridas) babado, que teve uma sorte inacreditável. Que ainda hoje por vezes não acredita que a teve. Com isso, abriu uma porta, e deu primeiros passos com os seus alunos. Que são o que são. Não esperem algo de fabulosamente fantástico e espectacular. São primeiros passos que procuram perceber se e como é possível utilizar a impressão 3D com as crianças do ensino básico. Ah, e trouxe coisinhas giras. Bem, para mim são giras. São objectos modelados e impressos pelos meus alunos. Normalmente nestes eventos há uma grande distância daqui para aí, mas não resisto a passar-vos para as mãos. Toquem.

Slide 2: Apesar de bem conhecida, ainda não chegámos ao momento em que os pressupostos técnicos do 3D printing sejam dados adquiridos. Começamos, por isso, por falar um pouco desta tecnologia. E começamos por isto: o hype cycle da Gartner para a impressão 3D em 2015. Creio que estas curvas dos hype cycles descrevem muito bem a nossa percepção sobre as tecnologias de ponta. Desde o momento em que saem dos laboratórios e nos deslumbram, em que pensamos que fixe, que fantástico, quero ter aquilo, até ao ponto máximo de interesse em que nos apercebemos que não sabemos bem o que fazer com o que tanto nos deslumbra. É aí que cai, a pique. Mas quem tem ideias, quem se apercebe dos usos, mantém-se no terreno e desenvolve as tecnologias. Quando nos voltamos a aperceber delas, estão integradas no nosso dia a dia. Creio que todos conhecem um exemplo muito recente. Lembram-se de quando os tablets surgiram? Recordam-se de pouco depois terem perdido o interesse? E agora, quantos de vós não os têm integrados no vosso dia a dia, quase sem se aperceberem?

Slide 3: Se queremos imprimir, temos que ter... uma impressora. Duh, diria La Palice. Que tecnologias de impressão 3D utilizar? Não me vou alongar sobre os diferentes métodos disponíveis. Só isso seria uma longa discussão, e este dia já está longo. Digamos que aquela que nos é mais acessível, por questões de preço e disponibilidade de equipamentos, é a FFF, fused filament fabrication. Como é que funciona? De forma muito elegante. Qualquer um de vós que já tenha trabalhado com uma pistola de cola quente ou uma bisnaga de pasteleiro percebe o seu princípio. Essencialmente, temos um material termoplástico derretido que é forçado a passar pelo bico de um extrusor e depositado sobre uma superfície. Esse processo é controlado por motores passo a passo que descrevem uma trajectória sobre uma superfície. Quando termina, a superfície desloca-se um passo, e repete-se o processo. E repete-se, repete-se, repete-se, até o objecto ficar impresso. É um processo que se mede em... horas. A impressão 3D não é para os impacientes.

Que impressoras utilizar? Disponíveis no mercado temos essencialmente dois tipos. No slide estão três, eu sei. Num extremo temos as impressoras totalmente open source, que no limitem pode ser construídas indo à web descarregar planos, às vossas arrecadações de material para canibalizar cablagens e motores, serrando madeira ou metal para as estruturas, utilizando boards Arduino para controlar. No outro extremo temos impressoras consumer grade, desenhadas para minimizar a interacção técnica com o utilizador. Parecem forninhos, dos quais saem as peças prontas. Num ponto intermédio temos a que utilizamos, uma beethefirst, de base open source mas pensada como consumer.

Porque é que a escolhemos? Essencialmente porque não sei soldar e programar arduinos... mas isso seria torneável, claro. Tendo em conta o nível de ensino em que trabalhamos, interessava-nos um equipamento que possibilitasse introdução rápida na escola. E foi o que aconteceu. A impressora chegou-nos numa quinta-feira, no dia seguinte estava a imprimir na sala de aula. Nunca tive a turma de CEF tão atenta e silenciosa como nesse dia. Se fosse professor de um curso secundário ou profissional, creio que uma Prusa seria a melhor solução porque daria aos alunos a experiência de a montar. Não sendo, preferimos algo que dê para ligar e trabalhar. Apenas funcione.

Houve outros critérios de escolha. Preço, claro, mas também proximidade com o fabricante para nos resolver problemas. E apostar numa empresa portuguesa que desenvolve tecnologia de qualidade. Afinal, somos escola pública, gerimos dinheiros públicos, porque não o investir em tecnologia desenvolvida por portugueses?

Slide 4: Temos uma impressora 3D, e agora fazemos o quê? Imprimimos, claro. Mas que objectos? É muito fácil pesquisar na web ou aceder a repositórios como o Thingiverse para descarregar modelos para imprimir. Mas... somos professores. Queremos estimular o uso do computador como ferramenta criativa, e não a sua utilização passiva de consumo de conteúdos. Aqui, creio que partilhamos todos deste mesmo objectivo. Por isso, há que aprender a modelar em 3D. Em que software? Estão a ver ali muitos. Seria um professor muito frustrado, talvez com marcas e equimoses, caso levasse um Blender para a sala de aula. Por isso optamos por programas simples, que facilitam a aprendizagem da modelação 3D. Podem ir do mais complexo, como o Sketchup, que apesar de fácil de usar tem recursos avançados, a aplicações para tablet que funcionam quase como jogo.

Slide 5: Pronto, temos os nossos modelos. Já podemos imprimir? Hã... não. Agora é preciso fazer um trabalho fundamental que, confesso, ainda não encontrei forma de inserir na aula. Modelar e imprimir é fácil, os alunos modelam enquanto a impressora imprime. Mas para este passo não há receitas, é um processo com muito de artesanal.

Em primeiro lugar, o objecto que criamos pode vir num de muitos formatos de programas 3D. OBJ, VRML, 3DS, collada... e a impressora apenas reconhece STL. Como fazer? Utilizamos software de conversão para  converter para impressão. Preferimos o Meshlab, que foi desenvolvido para arqueologia.  Depois, há que validar o ficheiro. As impressoras 3D são exigentes. Qualquer modelo a imprimir tem de ser estanque e ter as normais da malha poligonal todas orientadas na mesma direcção. Ou seja, não pode ter buracos, porque senão ao imprimir dá... buraco. No seu sentido mais literal. O que não quer dizer que o modelo não possa ter orifícios. Mas a sua casca tem de ser contínua, sem rasgos, ou polígonos alinhados de forma inversa que serão interpretados como buracos pela impressora. Nisso, programas como o Mesmixer podem ajudar, corrigindo problemas ou gerando uma casta exterior, outer shell, para imprimir. Mas não fazem milagres, e muitas vezes é preciso regressar ao modelo 3D original. A validação da mesh com uma aplicação como o netfabb é um passo fundamental. Resta fazer o slicing, fatiamento, que irá gerar o código que controlará a impressora no processo de impressão.

Slide 6: E pronto, já estamos a imprimir! Aqui, há dois níveis. Este, que vêem na imagem, é o de introdução. De colocar os alunos a criar modelos para imprimir. Na sala de aula, nas TIC, levando para o átrio. O que estão a ver são alunos do primeiro ciclo que vieram à nossa escola. Não é por acaso que a impressora está aberta, é mesmo para verem como funciona. Ainda não conseguimos ir às escolas do primeiro ciclo, mas as minhas colegas coordenadoras de estabelecimento estão sempre a perguntar-me quando é que lá vais para vermos imprimir? Despertar a curiosidade, aproximar, desmistificar, mostrar às crianças que afinal aquela tecnologia fantástica que viram na televisão está ali ao pé deles e a podem utilizar são, creio, primeiros passos fundamentais.

Slide 7: O segundo nível é o que nos parece mais importante, porque integra a impressão 3D noutros contextos que não a sua mera introdução. O que estão a ver é um caso de trabalho interdisciplinar, onde os alunos aplicaram processos de redesign em Educação Visual, utilizaram métodos de representação rigorosa e prototipagem em argila. Sim, essa coisa que nos suja as mãos. Em seguida, comigo, modelaram em 3D e imprimiram os seus objectos. A interdisciplinaridade, este cruzar de diferentes áreas e conhecimentos potenciada por ferramentas digitais, é uma característica que creio ser a mais importante no trabalho com as TIC. Quer seja com impressão 3D, com Web 2.0, robótica, o que quiserem. Onde as coisas se tornam realmente interessantes e as tecnologias geradoras de conhecimento e aprendizagem é no cruzamento possibilitado por trabalhos interdisciplinares.

Slide 8: Porque o que precisamos são de ideias. Se todos começarmos a trazer impressoras 3D para a escola só porque parece fixe e moderno, isto vai falhar. Temos que pensar e saber o que queremos delas na educação. Quais as suas valências, onde podem melhor potenciar aprendizagens. E isso faz-se experimentando, mas também partilhando experiências. Afinal, como até foi observado esta manhã por David Justino, a criatividade por si só não existe. É como digo aos meus alunos: quanto mais livros lerem, exposições visitarem, música ouvirem, filmes, passearem nas ruas de olhos bem abertos, mais criativos ficam. Ideias geram mais ideias.

Tanto quanto sei, mas como sou independente não tenho acesso aos repositórios pagos de artigos, não há ainda muita investigação sobre a introdução da impressão 3D na educação. O que há é muita partilha. Em fóruns, redes sociais, livros. Aí há ideias. Não é por acaso que vos trago estas imagens. Algumas são trabalhos de alunos de um professor do primeiro ciclo canadiano, da zona de Toronto, creio. São coisas como cidades modeladas, lá está, estudo do meio, ou insectos, em ciências. Ou tornar concretas ideias abstractas ligadas à geometria.

Ideias não faltam, temos que perceber como integrar, que metodologias, abordagens, estratégias, vantagens e desvantagens. Mas como disse, este é um primeiro passo. É por isso que o partilhamos, para contribuir para a discussão e despertar ideias.

Slide 9: E é isto. Aquele sorriso que estão a ver, que nalguns casos são gritos de incredulidade de alunos que não acreditam que seguram nas mãos o que criaram no computador, é o que mais nos alegra. Se estiverem interessados e quiserem saber mais sobre o lado técnico, ou ter acesso ao que falei com o necessário rigor académico, visitem o nosso site ou contactem-me. Obrigado pela vossa paciência!

Registo da partilha de práticas, no dia 2, no auditório da Microsoft. Optei por um estilo de apresentação mais informal e coloquial. Fui o último a falar num dia recheado de keynotes e apresentações que iniciaram às nove da manhã. Achei que pelas seis da tarde já ninguém teria paciência para um discurso cinzentão. Creio que é uma forma de apresentar que faz cada vez mais sentido. Sacrifica-se algum rigor científico mas ganha-se no transmitir da paixão que se sente pelo objecto de estudo. Note-se que falar e apresentar algo de forma informal não significa falta de seriedade. O lado mais técnico, descrito de forma sóbria, anotado com bibliografia referenciada de acordo com os normativos APA irá em breve ser aqui disponibilizado. Espero ter cativado a audiência, e pelo que me foram dizendo no dia seguinte gostaram do que viram. E da abordagem. Um colega perguntou-me se era assim que dava aulas. De facto, é. Descomplicar, desmistificar, sorrir. Ser sério não obriga a ser sisudo, ou obriga?

(Nestas coisas, como ando sempre a alta velocidade, esqueço-me sempre de agradecimentos. O maior dos quais vai sempre para os alunos. Sem eles isto não seria possível. Mas também para os meus colegas e direcção, cujo apoio e paciência para me aturarem tem sido fundamental. É por isso que ao falar e escrever oscilo tanto entre um eu e um nós. Porque se realizo um trabalho, ele não seria possível sem o contexto onde estou inserido. Também não posso deixar de agradecer à ANPRI pelos desafios, não só deste congresso (aprendi imenso sobre o que não devo fazer em impressão 3D com os logotipos da associação) mas noutros contexto. E, em especial, porque foi graças à força que a associação que representa os professores de TIC e Informática exerceu sobre a Rede TIC e Sociedade para que incluíssem projectos de escolas nos prémios Inclusão e Literacia Digital que estamos, hoje, felizes com uma impressora 3D que deslumbra e potencia a nossa comunidade educativa. Lá está, binómio eu/nós. Não é bipolaridade, é reconhecimento da interacção de factores que permitem ir mais longe.)