Där grundskoleelever lär sig programmera CAD/CAM
På Captain Leland F. Norton Elementary School i San Bernardino, Kalifornien, har datorprogrammering blivit en integrerad del av STEM-programmet, hela vägen upp till och inklusive Mastercam. Från förskolan till sjätte klass är skolans mål att visa de unga eleverna att det de lär sig i sitt STEM-program relaterar till verkliga jobb.
Snabba fakta
Produkt som används: Konst, utbildningssvit
Industriell verksamhet: Utbildning
Projektdetaljer:
- Utmaningen: Öppna barnens ögon för de många sätt på vilka datorprogrammering påverkar tillverkningen av saker omkring dem och uppmuntra dem att ha roligt när de lär sig alltmer komplexa CAD/CAM-applikationer.
- Lösningen: En rad programvarulösningar för CAD/CAM, inklusive Mastercam Art och Mastercam Educational Suite.
- Fördelarna:
- Rikligt med stöd för lärare som använder Mastercam
- Lätt för unga studenter att förstå
- Trappsteg för avancemang till mer komplexa projekt
- Anpassad för optimering av CNC-verktygsmaskiner
Programmeringsresan börjar i förskolan och sträcker sig in i andra klass med hjälp av gratis programvaruverktyg online som gör det möjligt för Leland Nortons nybörjare att designa en mängd olika projekt. I årskurs tre”, berättar Elizabeth Cochrane-Benoit, skolans rektor, “går vi över till CorelDRAW®, som är en introduktion till SOLIDWORKS®.” Progressionen fortsätter med introduktionen av Mastercam Art i fjärde klass och framtagning av studenternas designkoncept med hjälp av Mastercam i femte och sjätte klass.
Även de tidiga projekten är matematiskt och vetenskapligt drivna. Beverly Sayson är STEM-instruktör på skolan. Hon förklarar: “Barnen måste först rita en ritning över de olika delarna av en växt”, säger hon, “som stammen, bladen och blomman, och lägga ut allt i Tinkercad. Sedan tillverkar jag växterna i en av våra 3D-skrivare och ger dem till eleverna. Det är spännande för dem att se utvecklingen från en idé till en ritning, till en faktisk plastväxt som de kan ta med sig hem och visa för sina föräldrar.”
Andraklassarnas projekt är att tillverka en planteringslåda för växten. “Det är här de införlivar matematik i sin design”, säger Sayson. “I årskurs tre löser eleverna matematiska problem. Utifrån sina svar skapar de en representation av ett visst objekt, t.ex. en katt eller en clown, som de sedan layoutar i CorelDRAW.” Eleverna introduceras till SOLIDWORKS i fjärde klass.
Ett projekt är att designa en solcellsbil, där SOLIDWORKS används för den grundläggande designen och sedan Grunderna i Mastercam Art för de mer komplicerade komponenterna. Mastercam Art gör det möjligt för en student att ta ett projekt från en 2D-ritning på skärmen till ett vackert skulpterat 3D-objekt som färdigställs på en CNC-maskin.
“Vår skola är miljöinriktad”, säger Cochrane-Benoit. “Därför har våra femteklassare skapat slogans med teman som syftar till att skydda miljön och sedan använt Mastercam för att skära ut plaketter som innehåller dessa teman på vår CNC-laserskärare. Plaketten är tillverkade av olika material, t.ex. kartong och trä.”
Under tiden skapar sjätteklassarna repliker av solsystemet med hjälp av många av de verktyg som de har skaffat sig under åren. “Vid det här laget”, säger Cochrane-Benoit, “kan de alla fyra programvarusystemen och måste integrera dem för att ta varje planet från en ritning, till en isometrisk ritning, till ett 3D-objekt. De har en valmöjlighet när det gäller att bestämma den slutliga produktionen. Alla de olika komponenterna, i olika medier och producerade på olika maskiner, sätts samman till en exakt representation av solsystemet antingen som en mobil eller på en monteringstavla för visning. De har visat att de har utmärkta kunskaper och färdigheter för programmering när de går vidare genom gymnasiet och så småningom på arbetsmarknaden.”
Skolan har ett välutrustat datorlaboratorium. Eftersom de olika programvarusystemen är så väl integrerade behöver eleverna inte vara oroliga för att lära sig ett nytt system när de går upp i årskurs. “De går bara framåt”, säger Cochrane-Benoit, “att gå från SOLIDWORKS till Mastercam, till exempel, är lika stressfritt som att gå vidare till nästa kapitel i en läsuppgift. Det finns naturligtvis några svårigheter, eftersom de måste lära sig vilket nytt språk som helst. När vi först bestämde oss för att inkludera datorprogrammering i vårt STEM-program visste jag att jag var tvungen att utbilda mig i det här nya och bjöd in några lärare att följa med mig för att lära sig SOLIDWORKS-programvaran.”
Efter att ha slutfört SOLIDWORKS-utbildningsprogrammet träffade Cochrane-Benoit och hennes lärare representanter för lokala industriella företag och diskuterade lokalsamhällets behov av nya medarbetare med programmeringskunskaper.
“Det var då vi fick höra om Mastercams roll i tillverkningsprocessen”, säger Cochrane-Benoit, “och jag visste att vi var tvungna att integrera deras programvara i vårt program.”
Ännu en gång deltog samma lärare i en serie utbildningskurser tillsammans med Cochrane-Benoit, den här gången för att lära sig grunderna i Mastercam. “Idag”, säger hon, “kommer instruktörer från Technical Employment Training regelbundet till vår skola för att lära ut programmeringssystemen CAD/CAM till alla lärare i vårt STEM-program.”
STEM-programmet på Captain Leland F. Norton Elementary exemplifierar skolans mission statement. “Vi strävar efter att ge eleverna grundläggande färdigheter”, säger Cochrane-Benoit, “genom att balansera teknik med en läroplan som bygger på ett rikt sammanhang, genom att uttryckligen undervisa om de tankefärdigheter som krävs för att konkurrera i den globala ekonomin och genom att visa dem att det de lär sig är relevant för den verkliga världen runt omkring dem.”
Offert från kund
“Vår skola är miljöinriktad. Därför har våra femteklassare skapat slogans med teman som syftar till att skydda miljön och sedan använt Mastercam för att skära ut plaketter som innehåller dessa teman på vår CNC-laserskärare. Plaketten är tillverkade av olika material, t.ex. kartong och trä.”
– Elizabeth Cocrane-Benoit, rektor, Captain Leland F. Norton Elementary School, San Bernadino, Kalifornien
