Projet de découpe laser Tangram Puzzle avec LaserMaker

Dans ce projet de classe STEAM, les élèves conçoivent et fabriquent un puzzle de tangram découpé au laser à l'aide de LaserMaker. La leçon relie la géométrie, la mesure, le dessin au trait, la planification de chemin de coupe et la fabrication pratique à travers une activité de puzzle classique.

1. Aperçu de la leçon

1.1 Objectif du projet

Les élèves conçoivent un puzzle de tangram en analysant sa structure géométrique, en dessinant des lignes de coupe précises, en définissant des paramètres de traitement laser et en produisant un puzzle physique qui peut être réarrangé en différentes formes.

1.2 Utilisation recommandée en classe

2. Objectifs d'apprentissage

2.1 Ce que les élèves apprendront

2.2 Compétences VAPEUR Développées

2.3 Faire responsable

Si les élèves utilisent des images en ligne comme références pour des conceptions de casse-tête ou de puzzle, ils doivent respecter le droit d'auteur sur l'image et suivre les directives approuvées par l'enseignant en classe.

3. Contexte du monde réel: Qu'est-ce qu'un tangram?

Le tangram est un ancien puzzle chinois composé de sept pièces géométriques découpées dans un carré. Ces pièces comprennent deux grands triangles, un triangle moyen, deux petits triangles, un carré et un parallélogramme.

Les sept pièces peuvent être réarrangées en plusieurs formes, y compris des triangles, des parallélogrammes, des polygones irréguliers, des personnes, des animaux, des bâtiments et des lettres. La leçon source note que les tangrammes peuvent former plus de 1 600 types de formes, ce qui fait du projet un lien fort entre les mathématiques, la créativité et la création.

4. Considérations de conception et d'ingénierie

Avant de dessiner le puzzle dans LaserMaker, les élèves doivent analyser le tangram à la fois comme un motif géométrique et un objet physique. Cela les aide à planifier la taille, l'ordre de coupe, le matériel et la jouabilité.

5. Lesson Procedure

5.1 Recherche, mesure et croquis

Commencez par regarder des exemples de tangram ou des jouets de puzzle. Les élèves doivent observer la composition, la disposition et la taille, puis décider des dimensions du puzzle et de la base qu'ils veulent concevoir.

Après la mesure, les élèves doivent esquisser le motif du tangram à la main. Ils peuvent utiliser des stylos colorés pour marquer clairement les lignes de coupe planifiées avant de dessiner le dessin dans LaserMaker.

5.2 Dessiner le Tangram avec des segments de ligne et des outils de grille

Les étudiants peuvent importer une image de référence de tangram dans LaserMaker et l'utiliser comme guide. Activez l'outil Grille pour afficher un arrière-plan de grille, puis tracez les lignes carrées et de coupe internes étape par étape.

Dans le flux de travail source, le carré est tracé à 130mm sur 130mm. Les élèves utilisent l'outil Segment de ligne pour dessiner la diagonale, diviser le carré en triangles et compléter les segments de ligne qui forment le triangle moyen, deux grands triangles, deux petits triangles, carré et parallélogramme.

5.3 Dessiner le cadre et la plaque inférieure

Utilisez l'outil Rectangle pour dessiner un carré de 150mm par 150mm comme cadre extérieur du tangram. Alignez-le avec le centre de la conception du tangram afin que les pièces du puzzle s'insèrent proprement à l'intérieur du cadre.

Copiez ensuite le cadre extérieur pour l'utiliser comme plaque de base du tangram. Cela crée un simple plateau de puzzle ou une planche de fond pour organiser les pièces.

5.4 Définir les paramètres de coupe

Sélectionnez l'objet tangram et ouvrez la boîte de dialogue Paramètres de traitement à partir du calque de découpe noir correspondant. Dans le flux de travail source, le processus est défini sur la découpe avec une épaisseur de traitement de 3mm.

5.5 Tester, déboguer et améliorer

Avant de faire le jeu de tangram final, les élèves doivent tester le résultat de coupe sur le matériau sélectionné. L'activité de la source suggère d'ajuster les paramètres de coupe, tels que tester une valeur de vitesse de 30 et une valeur de puissance de 60, puis d'observer le résultat et d'affiner les réglages selon les besoins.

6. Projet fini

Une fois les paramètres de coupe confirmés, les élèves peuvent compléter le puzzle final du tangram. Le projet fini devrait inclure les sept pièces du puzzle et, si elles sont incluses dans la conception, un cadre ou une plaque de base correspondant.

7. Défi d'extension

Après avoir terminé le tangram, les élèves peuvent concevoir leur propre puzzle basé sur une image qu'ils aiment. Ils peuvent importer l'image dans LaserMaker, planifier les lignes de coupe et créer un nouveau puzzle.

Pour un défi plus avancé, les élèves peuvent étudier les formes entrelacées arrondies utilisées dans les puzzles et réfléchir à la façon dont les interfaces en arc rond doivent être dessinées.

8. Galerie d'inspiration

Les exemples suivants peuvent être utilisés pour la discussion en classe, l'inspiration de la conception et la réflexion des élèves. Encouragez les élèves à comparer les formes du puzzle, les chemins de découpe, les méthodes d'assemblage et les effets visuels finis.