Projektna nastava na primjeru inženjerskog praktikuma

Doc. dr. sc. Damir Purković, prof.Sveučilište u Rijeci

damir@uniri.hr

Projektna nastava i učenje – kriteriji:treba zauzimati središnje mjesto u kurikulumu;pitanjima ili problemskim zadacima voditi studenta ka glavnim konceptima i načelima područjapoučavanja; sadržavati konstruktivna i često multidisciplinarna istraživanja studenata u kojima je potrebno uložiti izniman mentalni napor za uspješnu realizaciju; dopuštati visoku razinu autonomije i odgovornosti studenata za realizaciju projekta te studentima pružiti nužan osjećaj izvornosti (autentičnosti) kojom se povezuje školovanje i „stvarni svijet“.

(Thomas, 2000)

Inicijalni inženjerski praktikumU programu preddiplomskog studija politehnike pod nazivom: Praktikum ručne obrade materijala;Očekivani ishodi praktikuma (student će moći):

Izvoditi normirane postupke ručne obrade papira, drva, polimera i metala uporabom ručnih i mehaniziranih alata primjenom standarda sigurnog rada; Izvoditi vježbe obrade papira, drva, polimera i metala u nastavi tehničke kulture osnovne škole i praktičnoj nastavi srednjih strukovnih škola u uvjetima školske radionice.Sistemski (inženjerski) pristupati razvoju proizvoda i tehnologije s obzirom na zahtjeve, standarde i ograničenja.

Većini studenata (75%) je ovo prvo izravno iskustvo rada s materijalima i s uporabom ručnog i mehaniziranog alata!!!

Polazišta i pozadina primjene PNProjektno učenje tehnike pozitivno utječe na postignuća učenika u cjelini;

Problemi:Empirijska istraživanja se češće odnose na multidisciplinarne i složenije projekte, a manje na uža ili specijalizirana područja;

Često nisu jasno razlučive glavne razlike između projektne i tradicionalne nastave u konkretnim postignućima učenika i u određenom izoliranom segmentu nastave.

Istraživačko pitanjeKoje su glavne razlike u postignućima studenata između tradicionalne i projektno organizirane nastave?

... pri realizaciji inženjerskog praktikuma obrade materijala, kao izoliranog segmenta nastave.

Metodologija istraživanjaKvazieksperimentalni nacrt

Dvije ujednačene skupine studenata – 12 studenata u svakoj skupini;

Standardna evaluacija postignuća: izvedba; dokumentacija; predstavljanje.

Kvalitativna analiza

Kontinuiranog i diskretnog praćenja aktivnosti i napredovanja studenata.

Metodologija istraživanjaTradicionalno

Setovi standardnih vježbi;Obrada prema pripremljenoj dokumentaciji;Izrada dodatnih tehničkih crteža, izvješća i rješavanje zadataka;Evaluacija uradaka i studentskih dokumenata;

ProjektnoRazrada ideja;Studentsko istraživanje; Planiranje i organiziranje;Izrada proizvoda;Izrada projektne dokumentacije;Predstavljanje projekta i proizvoda;Evaluacija uradaka i studentskih dokumenata.

Makro-planMODEL ROBOTSKE RUKE ‐ UČILO

RAZRADA IDEJE

DOGOVARANJE

Načela komuniciranja

Radna pravila

Okviri, ograni‐čenja, resursi, vremenskiplan

IZRADA MODELA

PLANIRANJE RADA PREDSTAVLJANJE

Istraživanje gotovih rješenja – načelni izbor

Istraživanje dostupnih resursa: materijala, teh‐nologije obrade,  normi i standarda, aktuatora, sklopovlja, sučelja, softvera ...

Usklađivanje zahtjeva s dostupnim resursima

Izrada idejnog rješenja: mehanička konstrukcija elektro-segment, softver, radni crteži (skice)

Izrada detaljnog vremenika realizacije

Podjela zaduženja prema sklonostima

Izrada detaljne specifikacije materijala i troškova

Izrada postolja i nosivih elemenata (drvne prerađevine; čelični lim) – primjena normiranih postupaka obrade

Izrada elemenata strojarske konstrukcije (polimerni, metalni, kompozitni materijali)

Izrada električnog međusklopa i spajanje s odabranim razvojnim  elektroničkim sklopom

Sastavljanje i dorada modela robotske ruke

Programiranje modela i ispitivanje funkcionalnosti

Izrada izložbenog stalka (zavarivanje, lijevanje, metalizacija ...)

Izrada projektne dokumen‐tacije

Demonstra‐cija i prezentacija (skupno)

Predstavljanje pojedinih faza (pojedinačno)Rasprava i refleksija aktivnosti

Evaluacija (uratka, doku‐mentacije,     predstavljanja (skupnog i pojedin.)

Mikro-plan

Mikro-plan

Mikro-plan

Mikro-plan

Copyright by Damir Purković

Primjer projektnog problema (zadatka)

Istraživanje i učenje (razrada ideje)Potrebno je prirediti ciljane on line materijale i poveznice – optimizacija vremena učenja!

Korišteni resursi...Prostorija cca 70 m2 s 12 stolova primjerene površine, ali neprimjerenima za obradu materijala (nije radionica);Pleksiglas, čelični lim l=0.5, iveral l=18, boja ...

Osnovni ručni i mehanizirani alati i uređaji za obradu drva, polimera, metala ...

Etapni produkti izrade modelaPostolje i nosačKonstrukcijaUsklađivanje s

aktuatorima

Prilagodba sklopovlja

Sastavljanje

Programiranje

Završne aktivnosti i produktiPredstavljanje, rasprava i refleksija, evaluacija... Model + projektna dokumentacija

Rezultati istraživanjaDistribucija bodova studenata

Problemi praktične implementacijePredviđeni makro-plan nije moguće dosljedno primijeniti:

Npr. kada bi čekali da studenti razrade cjelovitu dokumentaciju za izradu prototipa prije početka izrade, isti ne bi bio dovršen na vrijeme (možda ni dokumentacija...);

Teško je ujednačiti angažiranost studenata:Pojedini su uvijek više angažirani od drugih (različito predznanje, stečene vještine, motiviranost ...);

Ideje i zamisli studenata ponekad nisu ostvarive:Inzistirati na uvjetima i zahtjevima projekta, ali uvažavati ideje studenata – pokušati uskladiti ideje sa zahtjevima projekta...;

Česte “intervencije” nastavnika u realizaciju projekta:Nastavik često nudi rješenje za pojedine probleme (inertnost studenata uzrokovana nedostatnim predznanjima i vještinama);

Prostorni i materijalno-tehnički preduvjeti za realizaciju:Izostanak ekskluzivnog prostora i primjerene “logistike” uvelike povećavaju angažman nastavnika i umanjuju izvedivost!!!

Zahtjevi i problemi...Potrebno istražiti mogućnosti i izvore te ih prirediti u dostupne (on line) materijale za istraživanje i učenje (didaktička prerada);

Pripremiti materijale i sredstva sukladno ograničenima te predvidjeti moguće dopune (i financijske izvore za to);

Predvidjeti točke zastoja u radu (razrada ideje, konstrukcijski proračuni, iznalaženje rješenja) te imati gotove prijedloge kao ponude za rješavanje kritičnih segmenata (zbog vrem. ogranič.);

Svaku aktivnost (uporaba alata i strojeva; programiranje sklopovlja...) potrebno pokazati (nekad više puta) i nadzirati;

Optimizirati broj članova timova (optimalno 5-7) zbog problema ograničene količine alata, strojeva... (trebaju svi isprobati...)...

Izolirani uradci

Tehnički crtežiPredstavljanje rada

Primjeri rezultata studenataTradicionalne vježbe Projektna nastava

Funkcionalna CNC graverka

Potpuna projektna dokumentacija + CAD modelPredstavljanje projekta

ZaključciVeća angažiranost studenata na projektnoj nastavi;

Bolja suradnja među studentima;

PRILIKA I MOGUĆNOST ZA VIŠA POSTIGNUĆA onih studenata koji to žele i mogu!!!

KrajPoziv učiteljima TK (Rijeka i PGŽ)

Program: Projektna nastava u STEM području,Organizator: APOLD Rijeka,Sadržaj: 3 radionice planiranja, pripremanja i vođenja projektne nastave automatike, robotike i mehatronike.Vrijeme: Veljača i ožujak 2018.Broj sudionika: cca 10Prijave: do kraja siječnja na damir@uniri.hr

Hvala na pažnji!