نجعل المستحيل .. ممكناً

طريقة عمل مجسمات لمادة العلوم

ما هي أهمية المجسمات في مادة العلوم وكيف يمكن صنعها؟

هل تريد أن تعلم طلابك كيفية صنع مجسمات لمادة العلوم، هل أنت مدرس في مادة العلوم ولديك الرغبة في أن تجعل دروسك أكثر تفاعلية، هل تريد أن تجعل طلابك يفهمون المعلومة بسهولة ويسر، كل ذلك يمكن أن تفعله بكل سهولة ويسر وبعدة طرق خاصة مع ظل انتشار تقنية الطابعة ثلاثية الأبعاد الرائدة في قطاع الصناعة والتي شكلت ثورة في العصر الحديث، إذ جعلت من كل شيء أسهل وأبسط، كيف يمكنك أن تصنع مجسمات من خلال تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ما خطوات التصنيع والأدوات والمعدات المستخدمة؟، كل تلك الأسئلة سنجيب عنها في هذا المقال، تابعنا.


طريقة عمل مجسمات لمادة العلوم

لماذا تتم صناعة مجسمات لمادة العلوم؟

يتم صناعة مجسمات لمادة العلوم للمرحلة الإعدادية أو غيرها من المراحل ولكافة المواد  لتستخدم في شرح وتبسيط مفهوم أو كائن أو بهدف إجراء بعض الاختبارات عليها.

توضح المجسمات كيفية ارتباط الأجزاء ببعضها البعض، تستخدم أيضًا لإظهار كيف تظهر الأشياء عندما تغير موقعها أو كيف تتفاعل عندما تعمل القوى الخارجية عليها. 

كما تجعل الدروس أكثر فاعلية عندما يقوم الطلاب بإنشاء مجسمات، خاصة فيما يتعلق بالموضوعات ذات الأجزاء المجردة التي يصعب تصورها، مثل الدوائر الكهربائية.

أمثلة على صناعة مجسمات لمادة العلوم

من الأمثلة على ذلك مجسم النظام الشمسي، مجسم كرة أرضية، مجسم جذع أو جمجمة أو أطراف أو أصابع أو قلب الإنسان، أو مجسم هيكل عظمي، مجسم ذرة، مجسم دارة كهربائية وغير ذلك الكثير.

مجسم الدوائر

قد يصعب على الطلاب تخيل القوى لأنه لا يمكن رؤيتها جسديًا، يمكن للطلاب إنشاء مخططات القوة باستخدام الشخصيات والمشاهد، مع الأسهم لإظهار حجم وحجم القوى.

ذلك يمكن الطلاب من التفكير في القوة الناتجة وتأثير ذلك على حركة الأجسام المختلفة.

مجسم لعملية الهضم: كيف يتم هضم الطعام؟

يمكن للطلاب أيضًا أن ينظروا إلى الجهاز الهضمي على المستوى الجزيئي ونمذجة انهيار الجزيئات الكبيرة المختلفة إلى أجزاء أصغر وأكثر قابلية للاستخدام.

 كما يمكنهم استخدام مجموعة من الأشكال لصنع مجسمات تمثل الجزيئات والإنزيمات.

مجسم الذرات

إنتاج مجسمات من الذرات مبينين كيفية ترتيبها لتكوين الجزيئات، يمكنه مشاهدة إعادة ترتيب الذرات أثناء التفاعلات الكيميائية.

 يمكنهم الاستفادة من هذه المجسمات لتوضيح فكرة العدد الإجمالي للذرات، وكيفية موازنة معادلات الرموز.

مميزات وعيوب المجسمات

صحيح أن المجسمات في مادة العلوم وغيرها مفيدة جدًا، لكن لها أيضًا بعض العيوب ومنها:

  • التفاصيل لا يمكن أن تتضمن المجسمات كافة تفاصيل الكائنات التي تمثلها، فمثلاً لا تتضمن الدماغ جميع تفاصيل المجسم مثل التلافيف.
  • الدقة: لا يوجد دقة كافية إذ يجب تبسيطها بدرجة كافية لتوصيل الأفكار، فمثلاً لا تُظهر مجسمات الذرة كل التفاصيل التي يعرفها العلماء عن بنية الذرة.

أما الميزات فتكمن من خلال:

  • تسهيل عملية فهم الأفكار ووضوحها لكونها تعتبر جزء ملموس.
  • تجعل الدرس أكثر تفاعلية.
  • تسهل عملية إيصال الأفكار.

طرق صناعة المجسمات

تتعدد طرق صناعة المجسمات في مادة العلوم للصف الرابع أو غيره فمنها ما هو تقليدي بسيط مثل صناعة المجسمات بالكرتون أو الورق أو الشمع أو الجبس أو غير ذلك.

والآخر أكثر حداثة وتطور يتمثل ببساطة بالطباعة ثلاثية الأبعاد.

الطباعة ثلاثية الأبعاد وصناعة المجسمات

لقد تحدثنا في أحد المقالات السابقة عن الطباعة ثلاثية الأبعاد وأهميتها وفوائدها، وكنا قد خصصنا بالذكر قطاع التعليم تحديداً.

دعنا نسلط الضوء على كيفية استخدام تلك التقنية في صناعة مجسمات لمادة العلوم للصف الخامس مثلاً أو غيره من باقي الصفوف.

إذ تعتمد على إنتاج أشكالٍ ذات تعقيد كبير باستخدام أقل ما يمكن من المواد المستخدمة في الطرق التقليدية، أو عملية صناعة مواد جديدة عبر ملفاتٍ رقميةٍ باستخدام برامج حاسوبية.

بمعنى آخر عملية تكوين نموذج مطبوع عبر إضافة طبقة فوق الأخرى من المواد، حتى تنتج مادةٍ ثلاثية الأبعاد تظهر على شكل مقاطع أفقية أو شرائح.

حتى تتمكن من تصميم نموذج للطباعة ثلاثية الأبعاد، استعن بالبرامج الحاسوبية مثل الأوتوكاد، إذا كنت مبتدئ نوصيك بـTinkercad.

الخطوة التالية التقطيع، أي تقسيم النموذج ثلاثي الأبعاد إلى مئات أو آلاف الطبقات باستخدام برنامج التقطيع.

بعد أن يقسم الملف إلى شرائح فهو جاهز للطباعة، يغذى إلى الطابعة عبر USB أو SD أو Wi-Fi. 

خطوات التصنيع

يمكن تفصيل عملية صناعة مجسمات لمادة العلوم باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بالخطوات التالية:

  • قم بتصميم النموذج الذي تريد طباعته بشكل ثلاثي الأبعاد عبر برنامج التصميم بمساعدة الحاسوب.
  • احفظ النموذج الذي صممته على شكل ملف في جهازك الكمبيوتر.
  • انقل الملف إلى جهاز الحاسوب المتحكم بالطابعة الثلاثية الأبعاد.
  • حدد إعدادات الطباعة التي تريد مثل حجم الطباعة واتجاهها.
  • زود الطابعة بالمادة الأساسية وهي البلاستيك في المكان المخصص، 
  • هنا تبدأ الطابعة في العمل، بينما ينتظر المشغل حتى تنتهي صناعة المجسم المطلوب.
  •  بعد أن يكتمل النموذج يمكنك إزالة الشكل المطبوع من الجهاز.
  • قد تحتاج بعض الطابعات أن تقوم تنظيفها من أي مسحوق متبقٍ.

عليك التأكد من عدم وجود أي أخطاء في الجهاز من خلال الفحص المنتظم.

خطوات تحميل وتنصيب برنامج التصميم 

يمكنك تحميل برنامج التصميم بمساعدة الحاسوب الذي ترغب في استخدامه لإعداد النموذج ثلاثي الأبعاد للمجسم الذي تريد طباعته وفق الخطوات التالية:

  • أولا، عليك تحديد البرنامج الذي ترغب باستخدامه، كما ذكرنا ينصح ببرنامج بـTinkercad للمبتدئين، والاتوكاد لمن هو محترف.
  • اكتب اسم البرنامج على المتصفح وابحث عنه، ثم اضغط على زر تحميل.
  • بعد أن تكتمل عملية تحميل البرنامج المراد، اضغط فتح.
  • ثم اقرأ واتبع خطوات تنصيب البرنامج.
  • بعد الانتهاء اضغط على زر إنهاء، ليفتح البرنامج.
  • الآن يمكنك إنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد الخاص بك.

يمكنك الاطلاع على النماذج المحفوظة في البرنامج، وقراءة ملف ال documentation للاطلاع على كيفية التعامل مع البرنامج، كما تستطيع الاستعانة بأحد المختصين إن لم يكن لديك الخبرة الكافية.


باختصار، يمكن القول إن تعلم كيفية صناعة مجسمات لمادة العلوم مفيدة لكل من الطالب والمدرس معاً، فهي تسهل على المدرس إيصال المعلومة وتجعل الطالب أكثر قدرة على استقبالها، كما تجعل الدرس تفاعلي بشكل أكبر. 

اترك رد

%d مدونون معجبون بهذه: