3D 列印技術如何助力教育行業?


3D 列印技術正在重新定義教育的傳遞方式。教育機構已經從傳統的書籍、實踐課程和實地考察等教學方法轉向學生們更感興趣的方式。但這並不意味著傳統方法被摒棄。也許迄今為止,3D 列印最大的貢獻在於——學生們能夠將他們的學習成果和想法付諸實踐。例如,對於一個學生來說,設計一棟房子的外觀並實際製作一個 3D 模型是一個令人興奮的命題。

教育行業對 3D 列印的巨大需求推動了專門針對教育機構的 3D 軟體應用程式的發展。不過,這一發展仍處於起步階段。

現在的學習方式如何?

除了一些例外情況,學生們在整個學生生涯中都被安排著大量的資訊輸入,並期望他們在學業結束之後應用所學知識。雖然有人可能會說學生們參加了實踐課程,並在其中應用了所學知識,但這種說法站不住腳,因為這些課程與現實生活存在很大差異,學生們幾乎無法從中學習到任何東西。

現有的教育體系從理論的角度來看可能對學生們有利,但從創造力和實踐的角度來看,學生們收穫甚微。可以肯定地說,整個教育體系都過分強調理論、實踐課程和互動。學生們可能會產生創造性的衝動,甚至質疑理論,但他們沒有機會在現實生活中檢驗自己的學習成果。

因此,可以安全地說,學生們是消費者而不是創造者。

3D 列印技術對教育行業的影響

最顯著的影響將是學生們從消費者轉變為創造者的蛻變。學生們將透過反覆試驗來學習,最令人興奮的是,他們能夠將自己的想法和學習成果應用於實踐,並看到自己的想法變成現實。下面將討論 3D 列印技術對教育的影響。

從消費者到創造者

如本文前面所述,現有的教育體系在很大程度上培養的是消費者而不是創造者。學生們幾乎沒有機會將自己的想法和創造性衝動付諸實踐。3D 列印有可能將消費者轉變為創造者。這可以是一次有趣而激動人心的體驗。在紐約北部機器人學院,學生們正在使用 3D 印表機設計和製造火星探測器,塑造定居者的生活區,並建造供水設施。據該學院創始人詹姆斯·卡羅爾說:“這項技術的應用僅受教師的雄心和學生的創造力的限制——在這裡,這兩者都沒有上限。”

經濟實惠的技術

3D 列印技術對教育機構來說價格合理。例如,一臺 RepRap 印表機的價格約為 1200 美元。好訊息是,密歇根理工大學的一項研究表明,教育機構可以透過用為 3D 印表機設計的裝置替換實驗室裝置,從而將成本降低 97%。

為反覆試驗提供更多空間

反覆試驗是任何學習過程的重要組成部分。在 3D 印表機上進行設計和創作時,學生們預計會遇到很多需要定製和修改的反覆試驗。標準技術留給實驗的空間有限,因為它們價格昂貴。3D 印表機允許學生們透過犯錯和從中學習來學習。設計和創作比標準技術更經濟。這樣,3D 列印為學習提供了更多動力。

更好的學習

3D 列印讓學生們從一開始就能更多地接觸到設計和製造過程。由於這項技術相對比標準技術便宜,因此可以在不擔心成本的情況下進行實驗。它培養了創造力,學生們傾向於透過實踐而不是死記硬背來學習更多知識。

均衡的課程

3D 列印技術有可能導致許多教育機構重新定義課程。當教育機構認識到 3D 技術的益處時,他們可以使自己的課程在理論和現實應用之間取得平衡。由於採用了這種課程,學生們將擁有紮實的理論基礎和實踐經驗。

一些案例研究

有幾個案例研究證明了 3D 列印技術在教育方面的獨特性和有效性。下面敘述了幾個例子。

  • 由 Edu Tech 學術解決方案舉辦的 Edu Tech 3D 挑戰賽是一項比賽,孩子們在比賽中創作並更多地瞭解自己的創造才能。鼓勵孩子們提交他們最優秀的設計,並有可能為他們的學校贏得一臺 MakerBot Replicator 2 3D 印表機。

  • e-NABLE 專案始於一個崇高的目標,並且自成立以來一直蓬勃發展。其主要目標是幫助那些身體殘疾的人。該專案始於為一個年輕男孩製作機械假肢。從那時起,該專案已遍佈世界各地,人們幫助他們從未見過或認識的人。例如,德克薩斯州本·巴伯職業技術學院的高中學生參與了一個專案,為傑米·西姆斯製作一個 3D 列印的假肢,傑米·西姆斯因事故失去了四根手指。該假肢基於最初的 e-NABLE 專案設計,售價 50 美元,非常實惠。

結論

毫無疑問,隨著 3D 列印技術的普及,它將徹底改變教育。然而,這條道路並非沒有挑戰。迄今為止,將 3D 列印作為教育工具的推廣僅限於一些個人或團體的倡議,不能稱之為機構倡議。在大學和政府開始將 3D 列印視為課程的重要組成部分之前,存在一個問題,即倡議將來自哪裡。考慮到資金和機構支援的重要性,這一點至關重要。參與 3D 列印專案的團體或個人需要展示一些真正強大的用例,以展示該技術的益處。

更新時間: 2020 年 1 月 24 日

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