Motivação

Coisas que se encontram nas hashtags #TICem3D e #Tinkerplay no Instagram. Este é o modelo que gostaríamos de ter levado à Maker Faire, tem quase meio metro de altura. É bom saber que o aluno (sim, aquelas formas a preto porque por óbvias razões éticas e de segurança digital não o iremos identificar) se sentiu tão orgulhoso do que fez que partilhou no seu Instagram pessoal. Este factor é um dos que mais motiva para continuar.

MakerBot in the Classroom

Mike Amudsen et al (2015). MakerBot in the Classroom. Nova Iorque: MakerBot.

Ideias de aplicação prática é o que se precisa quando olhamos para formas de integrar a impressão 3D na sala de aula. Este guia da Makerbot dá-nos um conjunto sólido e bem estruturado de ideias simples que utilizam impressão 3D integrada em projectos pedagógicos. Nos aspectos técnicos centra-se excessivamente na impressora MakerBot, o que não surpreende, mas no global apresenta um bom conjunto de actividades que utilizam impressão 3D em diferentes áreas curriculares. Os objectivos e conceitos estão pensados para o currículo norte-americano, mas os projectos são, parece-me, facilmente adaptáveis ao nosso contexto.

O livro divide-se em três partes: uma introdução aos aspectos técnicos da impressão 3D, uma visão geral de formas de obter e criar modelos 3D com software acessível e gratuito, e projectos específicos que exploram diversos softwares aplicados à modelação 3D seguindo temas curriculares. Apesar de centrada nas especificações das impressoras MakerBot, a primeira parte é uma excelente introdução ao lado técnico da impressão 3D, explicando muito bem os seus conceitos elementares. Muito interessante o desmontar das especificações de extrusor (facilmente adaptável a outras impressoras), técnicas de calibração (que, no entanto, variam com outras impressoras) e muito boa explicação dos conceitos de infill, resolução e shell. Também aborda os diferentes formatos de ficheiro 3D e de impressão.

Na parte de modelação 3D o livro começa no mais simples, a descarga de ficheiros de repositórios (o destaque é para o Thingiverse dinamizado pela MakerBot) mas depressa nos leva para a modelação 3D. Afinal, descarregar as criações de outros não é a melhor forma de potenciar a criatividade dos nossos alunos. Para isso, é preciso aprender a modelar em 3D. O livro apresenta-nos várias hipóteses de aplicações, com diferentes níveis de dificuldade. Olha para o 3D scanning, infelizmente apenas centrado no uso do scanner da MakerBot. Na modelação 3D faz de forma muito simples e eficaz a comparação entre os três tipos de modelação 3D, solid modeling, digital sculpting e modelação poligonal, sugerindo aplicações para cada um dos tipos de modelação. Descrimina também as vantagens das técnicas de modelação por primitivos e desenho 3D a partir de referências.

A exploração de aplicações 3D está integrada com projectos específicos para impressão 3D. Utilizando modelação por primitivos no Tinkercad, sugerem um projecto de criação de um jogo de território abordando conceitos geográficos. Para modelação paramétrica com OpenSCAD sugerem a criação de etiquetas com nomes e a criação e modificação de formas tridimensionais. Sendo o OpenSCAD um programa de modelação dependente de código, talvez seja uma forma de abordar introdução à programação utilizando o 3D. Utilizando a escultura digital com o Sculptris sugerem a modelação orgânica de fósseis ou elementos anatómicos. O solid modeling utilizando o 123D Design da Autodesk é aplicado numa ideia muito interessante: estudar a resistência de estruturas construindo pontes com barras de balsa e conectores modelados e impressos em 3D. São propostas que misturam integração curricular, de acordo com o currículo norte-americano, com tutoriais direccionados para uso das aplicações sugeridas dentro do contexto do projecto. Termina com uma análise de técnicas de análise e correcção de mesh utilizando o Meshmixer para corrigir geometria, diminuir o número de polígonos e gerar suportes. Tenho de testar se a regra indicada no livro de modelos com menos de cem mil polígonos para slicing rápido e eficaz também se aplica ao Cura e ao Beesoft.

O livro MakerBot in the Classroom pode ser descarregado no site da MakerBot, requerendo o preenchimento de algumas informações básicas para aceder à descarga em PDF. 

Reiniciar.

Arrancaram hoje as actividades do novo ano lectivo. Nas primeiras aulas teremos de olhar para alguns conceitos elementares das TIC que contextualizam a disciplina e as potencialidades dos meios digitais. Em seguida, começam os momentos mais interessantes com a iniciação ao 3D no sétimo ano. Estamos apostados em criar decorações de halloween impressas em 3D e outras ideias começam a estruturar-se no domínio da colaboração com outras disciplinas. Vamos ver o que este novo ano nos reserva?

Desenho Vectorial + 3D = 3D printing!

A sincronicidade é fascinante. Guardei entre os meus feeds rss este link para o Inkscape Tutorials que ensina a fazer naves espaciais com o editor vectorial open source publicado na semana passada. Neste fim de semana na Maker Faire, Francisco Mendes da Beeverycreative falou-me do Tinkercad e como era fácil criar lá modelos 3D a partir de desenhos em svg. Infelizmente, tendo de assegurar o espaço das TIC em 3D, não pude ir ao workshop que deu sobre o Tinkercad. Mas fez-se clique no cérebro: svg? Scalable Vector Graphics? Isso é o formato do Inkscape. 

Testei logo, recuperando um desenho do Inkscape para fazer a base do modelo do Tinkerkad. Bastou importar, adicionar um primitivo para dar mais formas ao objecto, agrupar (tornou o modelo sólido) e exportar como STL. O netfabb acusou um modelo óptimo que a bee imprimiu. Devo ter demorado uns vinte minutos, entre alterar o desenho para ficar apenas com uma forma contínua sem preenchimento (algo que talvez não seja necessário) e orientar-me no interface do Tinkercad.

 Sabem o que isto quer dizer, não sabem? Que se encontrou outra forma rápida de modelar para impressão 3D na sala de aula. Ainda sem adensar muito, talvez uma forma de iniciar os alunos na impressão e de imprimirem os primeiros objectos. Ao contrário do Sketchup, não obriga a infindas operações de conversão e correcção, e ainda tem a vantagem de permitir trabalhar o desenho digital 2D com alguns conteúdos ligados a Educação Visual, nomeadamente na linha e na forma. Pensando um pouco mais à frente, como sei que os meus colegas de Artes desafiam os seus alunos a manter diários gráficos, parece-me um projecto exequível que fotografem alguns desenhos, importem para o Inkscape para traçagem e line art, exportando os ficheiros SVG para o Tinkercad e daí passarem à modelação e impressão 3D. Ideias anotadas. Vamos trabalhar nelas.

Implementar esta ideia por completo parece-me mais exequível no segundo semestre. Terei tempo para recuperar as estratégias de abordagem ao desenho vectorial (2007 já foi há algum tempo...) e aprender a utilizar o Tinkercad. Talvez até de fazer aqueles tutoriais que faço com tanto carinho e que os meus alunos nunca usam (mas são utilizados por outros para, por exemplo, utilizar o Sketchup para produzir recursos para mundos 3d em Unity).

Isto é um pouco óbvio para quem usa intensivamente o Tinkercad, mas os traumas dos tempos em que o acesso à internet nas escolas era de baixa fiabilidade deixam-me sempre reticente na adopção de apliações web em vez de programas instalados. Mas vejo aqui uma vantagem adicional em relação ao Sketchup. O ciclo de gestão dos computadores da minha sala de aula não coincide com o de actualização do Sketchup, e tornou-se habitual que os alunos mais interessados tivessem problemas porque em casa instalam as versões mais recentes do programa e ao chegar à aula não conseguem abrir os seus projectos. Com uma aplicação web esse problema deixa de se colocar.

O Inkscape é uma ferramenta fabulosa que descobri nos primórdios longínquos das TIC em 3D ao explorar a distro Alinex dos portáteis do projecto Portáteis nas Escolas. Sim, já foi há assim tanto tempo (os professores percebem esta) e sim, ainda temos alguns a funcionar. Com o Inkscape percebi que podia trazer para a sala de aula o desenho vectorial que tinha aprendido no Corel Draw sem preocupações de instalação de software de preço elevado. E gostei tanto do Inkscape que acabei por abandonar os programas de desenho pagos e até hoje não voltei para trás. Já quanto à escola, na altura os alunos fizeram trabalhos de desenho muito interessantes que publicámos na página que mantínhamos no Deviant Art (pois, foi há mesmo muito tempo), mas a exploração do 3D acabou por deixar de lado o desenho vectorial. Ainda tentei introduzir nas TIC, mas sem uma noção clara do que poderia ser feito. Agora ganhará outro fôlego.

Hora de ir aprender para ensinar.

Sobreviver à Lisbon Maker Faire

As TIC em 3D participaram na segunda edição da Lisbon Maker Faire, já não mini como na primeira (que só era mini no nome). Foram três dias intensos de muita partilha e aprendizagem. Um evento do qual se sai exausto, mas com a mente a fervilhar de ideias. E por aqui não se é muito de electrónicas e robóticas, ficamos mesmo pela modelação e impressão 3D. Se se fosse, ainda mais ideias explodiriam. A desvantagem destes encontros para quem vai individualmente é que não há tempo para fazer mais do que curtas visitas num espaço cheio de projectos fascinantes. Mas mesmo com pouco tempo para explorar, as ideias começam a crescer.

 

 

Alguns dos objectos criados pelos nossos alunos. 

 
Novamente surpreendemos quem nos visitava com o trabalho dos alunos. Se a aprendizagem da modelação 3D já é feita há alguns anos, a impressão 3D foi iniciada há poucos meses atrás. E já temos resultados, embora incipientes, com objectos impressos pelos nossos alunos. Estamos a experimentar, percebendo o que funciona melhor e pior, para desenvolver actividades e metodologias de trabalho. Dar os primeiros passos num território novo e desconhecido é uma experiência fascinante. Foi com orgulho que regressámos à Maker Faire, especialmente porque foi a primeira Faire que lançou a faísca para a evolução das TIC em 3D.


Graças a isso talvez sejamos mesmo o primeiro projecto integrador da impressão 3D no segundo e terceiro ciclos do ensino básico. Se há outros, desconhecemos, mas adoraríamos conhecer e partilhar experiências. Nos campos mais especializados do ensino secundário e profissional a utilização desta tecnologia já se começa a generalizar. Mas o nosso público-alvo é mais jovem, e o que pretendemos não é gerar pequenos especialistas na impressão 3D mas introduzir a tecnologia de forma equalitária, despertando a curiosidade e possibilitando aos nossos alunos experimentar trabalhar com algo com que só tomariam contacto distante através dos meios de comunicação. E nesta fase inicial de massificação da impressão 3D, talvez só isso já seja uma vitória. Mas não queremos ficar por ai. Queremos perceber como integrar esta tecnologia com os currículos, para perceber quais as suas valências pedagógicas. O imprimir por imprimir não nos parece gerador de aprendizagens, mas também sabemos que estamos a seguir caminhos ainda pouco trilhados por cá. Noutros países já há experiências mais desenvolvidas, e acompanhamos algumas que nos inspiram. Caso do trabalho fabuloso da Morphi. O Instagram deles é uma fonte de inspiração artística e pedagógica.

 Cá estamos ao cair da noite.

É impossível não nos sentirmos pequeninos na Maker Faire. Tudo à nossa volta é tão fantástico e avançado. As ideias concretizadas de hackers, criadores e estudantes estão muito além do que fazemos no nosso pequeno projecto e demonstram uma criatividade impensável há poucos anos atrás fora de contextos de laboratórios. Esta é um pouco a nossa percepção. Sentimos, por isso, uma honra enorme por também lá estarmos a representar a nossa escola. E sentimos também o quanto temos de caminhar e evoluir.

 

Coisa rara, apanhados do lado de cá da lente. Os óculos não ajudam a disfarçar as olheiras. Foto via Anpri.

Nestes momentos mais reflexivos quase nem acreditamos até onde chegou esta ideia. Desde as aulas de Educação Visual e Tecnológica onde demos os primeiros passos a uma tese de mestrado que, virtude do empurrão dado pelo orientador, Dr. Vítor Cardoso, nos abriu o mundo da realidade virtual e colocou grupos de alunos a fazer mundos virtuais tridimensionais. Ironicamente, obrigou-nos a aprofundar o Sketchup, ferramenta que detestávamos e agora é peça central no nosso arsenal de aplicações e metodologias de aprendizagem inicial do 3D. Não nos quisemos ficar por uma tese de mestrado arquivada a ganhar pó na prateleira e partimos para um desafio que ainda não conseguimos repetir, o criar filmes de animação 3D por alunos do primeiro ciclo. Talvez este ano, aproveitando a oportunidade da introdução à programação no primeiro ciclo, se consiga fazer qualquer coisa com impressão 3D. A ideia está cá. Com o fim da disciplina de Educação Visual e Tecnológica abraçámos o desafio das TIC, onde o 3D se tornou um dos elementos (junto com a programação e a edição avançada de vídeo) de uma abordagem às metas curriculares que procura estimular o uso criativo das tecnologias digitais. E agora o incrível passo da impressão 3D, possibilitado pelo prémio Inclusão e Literacia Digital. Nunca imaginámos chegar até aqui. E não nos parece que cruzemos os braços e nos fiquemos por aqui.

 

E, claro, não trouxemos a impressora como elemento decorativo...

Terminamos esta já longa reflexão com agradecimentos. Este projecto não é possível individualmente. É-o pela combinação das nossas ideias com um bom ambiente de escola, alunos interessados e colegas de trabalho que nos apoiam. O primeiro agradecimento vai para todos os alunos, de ontem, hoje e amanhã, cujo entusiasmo e sede de aprender é o que nos obriga a querer tentar sempre inovar. A todos os professores que nos apoiam, e em especial para a direcção do Agrupamento de Escolas Venda do Pinheiro, sempre os primeiros a dizerem-nos vai em frente.

Nesta edição da Maker Faire, temos também de agradecer a ajuda da ANPRI, que nos fez companhia no evento e recebeu uma merecidíssima distinção como Maker of Merit pelo que levou de projectos de robótica educativa e arduino. Sublinha a importância de nós, educadores, arriscarmos a participação em eventos que possibilitam mostrar ao público em geral em contextos fora do mundo da educação o que se faz de verdadeiramente criativo e inovador na escola pública.

Não podemos deixar de registar um agradecimento muito especial à BeeVeryCreative, pela ajuda que nos deu quando tivemos um percalço com a nossa preciosa Beethefirst durante a Faire. Foram muito para além do que esperávamos, com uma simpatia extraordinária. E também porque quando os contactámos na Maker Faire e reconheceram o nosso nome comentaram logo ah, é o professor que faz aqueles projectos tão giros que gostamos de ver. Estas pequenas coisas aquecem-nos o coração. Fantástico! (Aposto que já devem estar um pouco cansados de me ouvirem agradecer...)

Atrever-nos-emos a dizer até à próxima Lisbon Maker Faire? No ano passado achávamos que iria ser uma experiência irrepetível, e no entanto... cá estivemos. Agora é hora de recuperar um pouco as energias, arrancar o ano lectivo já com ideias rápidas e interdisciplinares de modelação para introduzir o imprimir em 3D (vão ser objectos muito planos, mas enfim, o conceito é o de iniciar), preparar alguns desafios próximos que divulgaremos em tempo útil, investigar outras vertentes de modelação 3D (ao trocar impressões com Francisco Mendes da BeeVeryCreative percebemos que há um potencial enorme no Tinkercad, e ficámos viciados) e explorar algumas das ideias e contactos que fizemos na Faire, especialmente os daqueles que, como nós, estão focalizados na intersecção entre artes, pedagogia e tecnologia. Se não tentarmos, pouco conseguiremos, e se tentarmos, certamente que encontraremos vertentes inesperadas.

(Porque é que falamos aqui sempre na terceira pessoa, apesar deste projecto depender muito do esforço de um só? Para sublinhar que isto não seria possível sem os alunos nem um bom ambiente de escola. É esta intersecção que alimenta as TIC em 3D.)

Lisbon Maker Faire

Hoje, amanhã e domingo estamos na Lisbon Maker Faire, a partilhar o que os nossos alunos fazem com a comunidade. E também a aprender, descobrindo projectos fantásticos e utilizações criativas das tecnologias. Serão três dias intensos e recompensadores.

Malas Aviadas

Estamos de malas aviadas para a Lisbon Maker Faire. Antevemos um fim de semana intenso, cheio de partilhas e aprendizagens inspiradoras. Venham visitar-nos! A Lisbon Maker Faire decorre de 18 a 20 de setembro, no Pavilhão do Conhecimento Ciência Viva.

Reaproveitar

Devo agradecer a ideia à EDP, que num destes dias cortou a energia em toda a zona da escola sem pré-aviso. Fiquei com todo o sistema desligado num dia em que a escola já estava a todo o gás, os servidores pendurados numa UPS que ia apitando para avisar que a cada minuto que passava ficava com um pouco menos de energia, e uma impressão de duas horas e meia parada ao fim de vinte minutos. Como nas beethefirst é a mesa de impressão que sobe e vai descendo durante o processo de impressão, quando falha a energia apanho sempre um susto enorme com a queda da mesa.

Olhei para o filamento desperdiçado por causa da quebra e reparei que, uma vez que tinham o contorno bem definindo e uma espessura mínima, de três ou quatro camadas, até dariam para reutilizar como marcadores de livro. É objecto que pelos meus lados anda sempre em falta. Mas, e se em vez de ficarem ao acaso, levasse a ideia mais longe? Entretanto, reparei que tinha um rolo de filamento mesmo a terminar. Já sem o suficiente para os trabalhos que estou a imprimir, mas com um resto que me custa a desperdiçar. Lembrei-me que se imprimisse objectos muito planos de dimensões reduzidas poderia aproveitar o mais possível o resto dos filamentos. Mas que objectos? Talvez... marcadores de livros?

Saíram daqui as experiências da imagem. O conceito é o de imprimir marcadores de livros. O processo de modelação é simples utilizando o Sketchup. Depois das conversões e optimizações, corrigem-se as dimensões do objecto no eixo Y (o vertical), ou no netfabb ou no beesoft. 1 mm já dá um bom objecto para marcar livros. A ideia dos fantasminhas veio do MOTELx e da tertúlia Sustos às Sextas, mas os meus colegas ficaram com a sensação que estava a preparar algo para o Halloween. Pronto, suspeito que já tenho projecto para iniciar os novos alunos na modelação e impressão 3D... a aproveitar ao máximo os restos de PLA.

Destaques na Imprensa Regional

No Jornal de Mafra: Agrupamento de Escolas Venda do Pinheiro Presente na Lisbon Maker Faire.

Na  página facebook do jornal O Ericeira:

VENDA DO PINHEIRO representada na Lisbon Maker FaireO Agrupamento de Escolas Venda do Pinheiro estará presente na...
Posted by Jornal O Ericeira on Sexta-feira, 4 de Setembro de 2015

Entretanto, preparamo-nos para a Maker.

3D Printing Hype Cycle 2015

Olhares mais atentos que o meu, no 3D Printing Industry e na Forbes, tiveram acesso à análise mais detalhada dos hype cycles da Gartner sobre impressão 3D. O destaque vai para a rapidez com que os usos biomédicos da tecnologia estão quer a chegar à estabilidade quer a desbravar novas aplicações. Já no que nos diz mais respeito, a impressão 3D aplicada à educação, as projecções são menos optimistas.

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.

O gráfico 3D Printing Hype Cycle 2015 está disponível no site da Gartner. Já o relatório que especifica melhor os tópicos está acessível apenas para os seus clientes.

Impressão 3D no Gartner Hype Cycle 2015

A Gartner publicou o seu hype cycle para 2015, apontando a evolução das tecnologias de ponta desde o momento em que se fazem sentir na consciência colectiva até se integrarem no dia a dia das economias. Estas curvas de crescimento são um conceito interessante, apesar de não ser muito claro em que critérios se baseiam. Sendo uma empresa privada de análise, não tem critérios transparentes ou, nestes gráficos explica as metodologias que utilizaram. Talvez na edição paga explicitem como chegam às suas conclusões. Mas a curva descreve bem o evoluir das tecnologias de ponta do surgimento até à integração. Especialmente naquele factor wow!! que depressa se traduz em desilusão perante a falta de aplicações práticas a curto prazo mas que culmina inevitavelmente na integração da tecnologia. a médio e longo prazo. Se isto vos parecer muito esotérico, reparem como os telemóveis, smartphones ou tablets evoluíram na consciência que temos deles. Este ciclo de onda aplica-se bem à forma como nos apercebemos que estes dispositivos acabaram por estar tão integrados no nosso dia a dia que nem damos pela novidade da sua existência.

Quanto à impressão 3D, olhem bem por onde ela anda. A bioimpressão 3D está a despertar a atenção. A impressão 3D de nível empresarial e industrial está a atingir a maturidade. A impressão 3D de consumo está a iniciar a longa descida. Despertou atenções, impressionou e intrigou, e começa agora a mostrar-se ainda incapaz de corresponder às expectativas elevadas lançadas. De acordo com a Gartner, a maturidade da Consumer 3D printing será atingida num espaço de tempo entre os cinco a dez anos. Começa agora o trabalho de afinar os usos da tecnologia, tirando-a do nicho de curiosidade e explorando as suas aplicações práticas que inevitavelmente a integrarão como tecnologia madura. É a hora de deixar de especular sobre as revoluções trazidas pela impressão 3D e trabalhar nas suas possibilidades de aplicação nas diversas áreas.

Agora é um momento interessante para explorar esta tecnologia fantástica. Hora de começar a cumprir a promessa de inovação e transformação que nela intuímos, e criar as aplicações que a irão integrar como tecnologia madura. Boa altura de aprofundar o trabalho sobre o que se pode fazer com impressão 3D e educação, que certamente revelará caminhos novos de aprendizagem e descoberta.

Maker Faire

Devo dizer que... em cheio: "O que mais motiva Artur Coelho e os seus colegas é o sorriso de deslumbre nos rostos dos seus alunos quando vêem os seus trabalhos a serem impressos em 3D." Como temos estado de férias, quase passou despercebida a entrada no blog da Lisbon Maker Faire 2015 sobre o nosso projecto. De 18 a 20 de setembro, lá estaremos. Para não variar, o arranque do ano lectivo vai ser um típico hit the ground running. A grande velocidade.

Pausa

Creio que merecemos. Até Setembro, que nos reserva o arranque de um novo ano lectivo, e os desafios da Lisbon Maker Faire e introdução à programação no 1.º Ciclo. Até lá, até já.

Projectos Finais - 8.º Ano (Scratch).

Nem só de 3D e vídeo vivem as TIC em 3D. Nem poderia ser. O nosso objectivo é possibilitar  aos alunos um contacto alargado com várias ferramentas digitais. A introdução à programação com Scratch é, talvez, das mais importantes porque leva os alunos a ter um vislumbre profundo do que está por detrás dos sistemas informáticos que utilizam. Se todos os alunos de oitavo ano passam pela experiência de experimentar criar pequenos programas em Scratch, a criação nesta linguagem é uma das opções como projecto final. Este é, sem dúvida, o melhor projecto criado neste ano lectivo.

Projectos Finais: Sketchup Make (7.º C)

 Os alunos do 7.º C também se afadigaram nos seus projectos finais em Sketchup Make. Começamos por este, criado por duas alunas que se divertiram imenso a criar esta casa/escultura com cascata.

Que se vê bem como é espectacular em 3D.

Alguns alunos mostram um apurado sentido para arquitectura, como os que criaram esta casa, e a seguinte.

Fantástico, este trabalho.

Um Game Boy, recriado.

Detalhe de um outro trabalho que se no exterior parece simples, se revela nos interiores.

Algumas casas simples.

Deveria mostrar o detalhe do relógio neste Big Ben inacabado.

 

Mais algumas casas...

Muito giro e coerente no exterior, este trabalho também é muito bem conseguido no interior. Vejam, em 3D:

Diria que há aqui talentos prometedores a despertar.

Projectos Finais - 7.º A (Sketchup)

Um dos trabalhos mais interessantes criados pelos alunos desta turma. O estádio é massivo, e a forma foi bem recriada pelos alunos.

É, sem dúvida, um trabalho que merece ser visto em 3D.

Outro dos trabalhos criados por alunos desta turma. Uma casa de luxo, como dizia o aluno.

Cá está ela, em 3D.

Uma casinha simples, mas com piscina apetecível.

Outra casa simples, com a obrigatória piscina.

Se o telhado poderia estar mais bem conseguido, adoro os vitrais desta pequena igreja.

Um trabalho simples mas ambicioso, que recria o Big Ben.

Cá está o Big Ben em 3D.

Também não ficou nada mal este Arco do Triunfo.

Mais umas casas simples, que se não são dos projectos mais criativos não deixam de reflectir um grande esforço dos alunos.

(Nota: por razões que se prendem com o respeito da privacidade dos alunos não divulgo o nome dos criadores destes trabalhos.)

Trabalhos Finais de TIC - Edição de Vídeo (8.º ano)

Para além de incentivar ao trabalho criativo com ferramentas digitais, a edição de vídeo é o tipo de projecto que se adequa mais facilmente a metas curriculares. Envolve pesquisa, tratamento de informação, trabalho com ferramentas digitais e ainda pode incidir em temas curriculares, com esta focalização na segurança digital.

Como já é habitual, os alunos de oitavo ano, turmas B e D, esmeraram-se nos seus projectos de vídeo. Ficam aqui disponíveis, organizados em playlist.

Balanços

Registo do balanço anual das coisas que vou fazendo pela escola. Creio que dificilmente terei um ano tão repleto de boas notícias como este, mas os desafios continuam, cada vez mais estimulantes. Antes de ir de férias, ainda falta deixar aqui o registo dos trabalhos elaborados pelos alunos de segundo semestre, 7.º e 8.º anos, que ainda não tive tempo de deixar por aqui. Agruras de uma tarefa chamada secretariado de exames, que me tem consumido muitos neurónios nos últimos tempos.

O Coordenador do Plano Tecnológico na Educação referiu que este foi um ano muito gratificante. Procedeu-se à manutenção dos sistemas digitais do agrupamento, e apoio ao utilizadores, ressalvando que o material informático começa a apresentar algum desgaste por enquanto torneável. Reforçou-se a necessária componente pedagógica e o trabalho de divulgação externa junto de eventos académicos e associações profissionais ligadas ao ensino e não só, bem como ao público em geral com presença na 1.ª Lisbon Mini Maker Faire. Participou-se em diversas iniciativas, e o trabalho desenvolvido no Agrupamento foi distinguido com a atribuição do prémio Inclusão e Literacia Digital, que permitiu abrir novas vertentes de trabalho inovador e aplicável à comunidade. Estas distinções não são em nome individual, distinguindo todo um trabalho que só é possível com o bom ambiente de escola, equipa de trabalho dos docentes e esforço dos alunos. Para o próximo ano iniciar-se-á novo desafio, participando no projecto piloto de introdução de programação com alunos de 1.º ciclo, levando esta nova competência a algumas turmas do 4.º ano de escolaridade e aproveitando para reforçar os laços técnicos entre a escola sede e os estabelecimentos de primeiro ciclo do Agrupamento. No que respeita ao Plano Nacional de Cinema referiu que este foi o ano de arranque, com os docentes envolvidos a frequentar formação específica mas já a dinamizar atividades específicas. Para o próximo ano letivo estão em preparação atividades que irão possibilitar a plena integração neste projeto cuja dimensão cultural se assume como mais valia para os alunos do Agrupamento.

O azul do mar convida ao mergulho e ao descanso, mas ainda não chegou o momento. A foto é memória visual do bom espírito do Agrupamento de Escolas Venda do Pinheiro, que para encerrar com chave de ouro este ano lectivo decidiu fazê-lo à beira do mar da Ericeira.

Lisbon Maker Faire 2015

As TIC em 3D vão estar presentes na Lisbon Maker Faire 2015. Segunda edição da Faire, já não mini, A presença na primeira edição deu-nos muitas novas ideias de desenvolvimento, algumas das quais concretizámos com a entrada na impressão 3D. Que coisas novas iremos descobrir nos espaços de partilha da Maker Faire deste ano? Lá estaremos, para mostrar o que se faz dentro da escola pública, e para aprender, trazendo novas ideias que seguramente irão permitir manter a inovação neste projecto. Em breve, disponibilizaremos mais novidades.

Impressão 3D: Experiência Introdutória

Notas da apresentação no XV Encontro das TIC na Educação, organizado pelo Centro de Competências Entre Mar e Serra nos dias 9 e 10 de julho de 2015, em Leiria.



Slide um: Vou-vos desiludir. Este hello world não foi o primeiro objecto que imprimimos na sala de aula. Na verdade foi o segundo... Para experimentar imprimimos pela primeira vez um objecto de teste, mas não queríamos deixar de homenagear a clássica tradição do mundo digital de dizer “olá mundo” quando se trabalha pela primeira vez em algo de novo. 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.



Slide dois: Experimentar - 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. É o momento em que as tecnologias promissoras e futuristas começam, realmente, a modelar o futuro.



Creio que todos conhecemos um exemplo muito recente deste tipo de atitudes. Lembram-se de quando os tablets chegaram ao mercado? Cheios 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?



Uma nova tecnologia abre-nos enormes campos de possibilidade. Resta arrisca, testar, experimentar, para perceber como a colocar ao nosso serviço.



Slide três: Impressão 3D - 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).



Slide quatro: Modelar/Capturar/Imprimir - Nas primeiras experiências em sala de aula nalisámos 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.



Slide cinco: Preparar uma impressão 3D - 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.



Slide seis: Despertar a curiosidade - 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).



É ainda prematuro tirar conclusões concretas sobre o potencial da impressão 3D, estando abertos caminhos de exploração. A abordagem lúdica suaviza o esforço na aquisição de competências de visualização tridimensional, estando os nossos alunos já a materializar o trabalho desenvolvido virtualmente, trazendo-o do ecrã do computador para o domínio do real.



Slide sete: Mobilizar Conhecimentos - Outra forma 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.



Slide oito: Ideias de Exploração - 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.



Slide nove: Aprender Fazendo - 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.

David Thornburg, Norma Thornburg, Sara Armstrong (2014). The Invent To Learn Guide to 3D Printing in the Classroom: Recipes for Success. CMK Press.

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.