アイテム	詳細
プロジェクト	レーザーカットtangramパズル
ソフトウェア	LaserMaker
主なスキル	ラインセグメントツール、グリッドツール、整列ガイド、幾何学的レイアウト、切断経路計画、および処理パラメータの設定
提案された材料	バスウッド合板ボード
教室フィット	STEAMプロジェクト、ジオメトリレッスン、メーカー教育、パズルデザイン、教室のレーザー切断、初心者のデジタル製作の実践

1.1プロジェクトの目標

学生は、その幾何学的構造を分析し、正確な切断線を描画し、レーザー処理パラメーターを設定し、さまざまな形状に再配置できる物理的なパズルを作成することにより、タングラムパズルを設計します。

1.2推奨される教室の使用

教師の場合:このレッスンを使用して、ジオメトリ、測定、カットパス、デジタル描画、および物理的なパズル作成を接続します。

学生のために:このプロジェクトを使用して、7つの幾何学的作品が動物、人、建物、文字、抽象的な形をどのように形成できるかを探ります。

Makerspacesの場合:学生が独自のパズル、モジュラーブロック、または3次元の建物のおもちゃを設計する前に、コンパクトな最初のプロジェクトとして使用します。

2.学習目的

2.1学生が学ぶこと

線セグメントツール、グリッドツール、および整列ガイドを使用して、タングラムレイアウトを正確に描画します。

正方形から7つの幾何学的部分がどのように切り取られるかを分析します。

フラットなパズルデザインのルートをカット計画します。

レーザー切断用のオブジェクトベースの処理パラメータを設定します。

2.2 STEAMスキル開発

デザイン思考:フラットな幾何学的なピースがどのように遊び心があり、面白く、教育的なパズルになるかを理解します。

計算思考:パズルをラインセグメント、形状、カットパス、および生産ステップに分割します。

エンジニアリング思考:カッティングラインのデザイン、パズルの組み立て、材料の選択、およびフラットブロックを3次元のおもちゃに開発する方法を探ります。

2.3責任あるメイキング

学生がパズルやジグソーパズルのデザインの参照としてオンライン画像を使用する場合は、画像の著作権を尊重し、教師が承認した教室のガイドラインに従う必要があります。

3.実世界のコンテキスト: タングラムとは何ですか?

タングラムは、正方形から切り取られた7つの幾何学的な部分から作られた古代中国のパズルです。これらのピースには、2つの大きな三角形、1つの中三角形、2つの小さな三角形、1つの正方形、および1つの平行四辺形が含まれます。

7つのピースは、三角形、平行四辺形、不規則な多角形、人、動物、建物、文字など、さまざまな形状に再配置できます。ソースレッスンでは、タングラムは1,600種類以上の形を形成する可能性があり、プロジェクトを数学、創造性、作成の間の強力なつながりにしていると述べています。

7つの幾何学的なピースを持つTangramパズル — タングラムは、正方形から切り取られた7つの幾何学的な部分から作られています。

4.デザインとエンジニアリングに関する考察

LaserMakerでパズルを描く前に、学生はタングラムを幾何学的パターンと物理的オブジェクトの両方として分析する必要があります。これにより、サイズ、カットオーダー、素材、プレイアビリティを計画できます。

ワークピース形状:タングラムは正方形として始まり、内部ラインセグメントを切断することによって完了する。

切断方法:学生はタングラムの構成を研究し、線分の関係を特定し、切断ルートを決定する必要があります。

サイズ:パズルのサイズは、レーザーマシンのワークスペース、素材のサイズ、および意図されたプレイの使用量と一致する必要があります。

使用方法:パズルを繰り返し使用する場合、生徒は防水、カビ保護、またはカラートリートメントを検討することができます。

材料の選択:ソースプロジェクトは、バスウッド合板ボードを使用しています。

プロセス効果:主な加工効果はレーザー切断です。

5.レッスン手順

LaserMakerタングラムモデリングプロセスの概要 — タングラムプロジェクトは、研究とスケッチからデジタル描画、切断のセットアップ、テスト、および最終的な作成に移行します。

5.1研究、測定、スケッチ

タングラムの例やジグソーパズルのおもちゃを見ることから始めます。生徒は、構成、レイアウト、サイズを観察し、デザインしたいパズルとベースの寸法を決定する必要があります。

測定データ記録/単位: mm
パズルブロックの長さ:	パズルブロックの幅:
ボトムブラケットの長さ:	最下ブラケットの幅:

測定後、学生はタングラムパターンを手でスケッチする必要があります。 LaserMakerでデザインを描く前に、色付きのペンを使用して計画された切断線に明確にマークを付けることができます。

5.2ラインセグメントとグリッドツールでTangramを描画する

学生は、タングラム参照画像をLaserMakerにインポートし、ガイドとして使用できます。グリッドツールをオンにしてグリッドの背景を表示し、正方形と内部の切断線を段階的に描画します。

ソースワークフローでは、正方形は130mm x 130mmで描画されます。生徒は線セグメントツールを使用して対角線を描画し、正方形を三角形に分割し、中三角形、2つの大きな三角形、2つの小さな三角形、正方形、および平行四辺形を形成する線分を完成させます。

LaserMakerのラインセグメントツールとグリッドツールを使用してタングラム切断線を描画する — ラインセグメントツールとグリッドツールを使用して、タングラムレイアウトと内部カッティングラインを描画します。

5.3フレームとボトムプレートを描く

長方形ツールを使用して、タングラムの外枠として150mm x 150mmの正方形を描きます。タングラムデザインの中心に合わせて、パズルのピースがフレームの内側にきれいに収まるようにします。

次に、外枠をコピーして、タングラムのベースプレートとして使用します。これにより、ピースを整理するためのシンプルなパズルトレイまたはボトムボードが作成されます。

LaserMakerのTangramフレームとベースプレートのデザイン — 外枠を描画してコピーし、タングラムフレームとベースプレートを作成します。

5.4セット切削パラメータ

Tangramオブジェクトを選択し、対応する黒いカッティングレイヤーから [処理パラメーター] ダイアログボックスを開きます。ソースワークフローでは、プロセスは加工厚さ3mmの切断に設定されています。

LaserMakerでのタングラムプロジェクトの切断パラメータの設定 — 切断用の処理レイヤーを設定します。

LaserMakerでのタングラム切断レイヤー表示 — カッティングレイヤーとパラメータ表示を確認します。

5.5テスト、デバッグ、および改善

最終的なタングラムセットを作成する前に、学生は選択した材料で切断結果をテストする必要があります。ソースアクティビティでは、速度値30と電力値60をテストし、結果を観察し、必要に応じて設定を改善するなど、切断パラメーターを調整することを提案しています。

すべてのピースは完全にカットされ、簡単に分離できますか?

ピースは正方形のフレーム内で正確にフィットしますか?

切断ルートは効率的で明確ですか?

別の切断ルートで同じタングラムパターンをより効果的に作成できますか?

6.完成したプロジェクト

カット設定が確認された後、学生は最後のタングラムパズルを完了することができます。完成したプロジェクトには、7つのパズルピースと、デザインに含まれている場合は、一致するフレームまたはベースプレートが含まれている必要があります。

完成したレーザーカットtangramパズルプロジェクト — LaserMakerで作られた完成したタングラムパズル。

7. Extensionチャレンジ

タングラムを完了した後、学生は好きなイメージに基づいて独自のパズルをデザインできます。画像をLaserMakerにインポートし、カットラインを計画し、新しいジグソーパズルスタイルのパズルを作成できます。

より高度な挑戦のために、学生はジグソーパズルで使用される丸みを帯びた連動形状を研究し、丸いアーチのインターフェースをどのように描くべきかを考えることができます。

ジグソーパズル拡張チャレンジの例 — 拡張のアイデア: カスタムジグソーパズルをデザインし、連動するパズルピースの形状を探ります。

8.インスピレーションギャラリー

次の例は、教室でのディスカッション、デザインのインスピレーション、学生の反省に使用できます。パズルの形、カットパス、組み立て方法、完成した視覚効果を比較するように生徒に勧めます。

9.教師のための装置のノート

このプロジェクトは、シート材料の小型切断をサポートする教室レーザーカッターに适しています。学校、メーカースペース、初心者のSTEAMラボでは、タングラムパズル、学習玩具、パズルボード、タグ、小さな木製モデルなどのプロジェクトを、次のような教室のレーザーカッターで完了できます。雷レーザーボルトシリーズ.

教師は、教室のスペース、プロジェクトのサイズ、材料の選択、および学習目標に基づいて、機械と材料の設定を選択できます。学生がより大きなパズル、ディスプレイボード、またはより高度なメーカープロジェクトに移行するときに、同じワークフローを他のCO2レーザーマシンにも適合させることができます。

内容

1.レッスンの概要