3d printing και εκπαίδευση

09 Ιούν 2023

3d printing και εκπαίδευση

Στην εποχή της τεχνολογικής επανάστασης μπορεί να λείπει η τρισδιάστατη εκτύπωση – 3d printing, από την εκπαίδευση;

Η τρισδιάστατη εκτύπωση, 3d printing, είναι μια σημαντική τεχνολογική εξέλιξη που αποσκοπεί στη διευκόλυνση και την ανάπτυξη σε διάφορους κοινωνικούς και επιστημονικούς τομείς.

Πώς είναι δυνατόν λοιπόν να λείπει η τρισδιάστατη εκτύπωση, 3d printing, από την εκπαίδευση; Ενώ οι παιδαγωγικές προσεγγίσεις πρέπει να προσαρμοστούν (θα μιλήσουμε γι’ αυτό αργότερα), η τρισδιάστατη εκτύπωση και το περιβάλλον που την περιβάλλει διευκολύνει τους μαθητές να μάθουν πιο σύνθετες έννοιες και τους παρέχει νέα “εργαλεία”. Οι μαθητές μπορούν να αγγίξουν έννοιες που εξηγούνται στην τάξη, όπως για παράδειγμα διάφορα γεωμετρικά σχήματα.

Τα οφέλη αυτών των τεχνικών:

Βοηθούν τα παιδιά να έρθουν σε επαφή με πολλές επιστήμες (π.χ. μαθηματικά, φυσική, βιολογία).

Παρέχουν τη δυνατότητα καλύτερης παρατήρησης στις τέχνες (π.χ. γλυπτική, αρχιτεκτονική, ζωγραφική).

Επιταχύνουν τον χρόνο εκμάθησης, αφού απεικονίζουν τη θεωρία με πιο παραστατικό τρόπο.

Προάγουν την ομαδικότητα, που απαιτείται από δασκάλους και μαθητές για ένα 3D σχέδιο ή αντικείμενο.

Κάνουν το μάθημα ευχάριστο και δημιουργικό, δίνοντας έτσι ένα επιπλέον κίνητρο στα παιδιά.

Αναπτύσσουν την κρίση και παρατηρητικότητά τους. Για παράδειγμα, προκειμένου να πάρουν την καλύτερη σχεδιαστική απόφαση ή να δουν τα όρια του τρισδιάστατου εκτυπωτή που έχουν μπροστά τους, παρατηρούν καλά, εμβαθύνουν και τελικά αποφασίζουν.

Τα παιδιά λατρεύουν την τεχνολογία και είναι πιο δεκτικά στη μάθηση όταν μπορούν να αγγίξουν τις έννοιες που ακούνε στην τάξη.

Το GeoDrawers προσφέρει στους μαθητές έναν καινοτόμο τρόπο να μάθουν τα σχήματα, τα χρώματα και πολλά άλλα – επιτρέποντάς τους να δημιουργήσουν τα δικά τους τρισδιάστατα μοντέλα χρησιμοποιώντας υλικά της πραγματικής ζωής. Κατά τη διαδικασία αυτή, τα παιδιά θα απορροφήσουν την κατανόηση της χωρικής σκέψης, των ονομάτων των χρωμάτων και των βασικών αρχών της γεωμετρίας.

Η τρισδιάστατη εκτύπωση, 3d printing, και τα τρισδιάστατα αντικείμενα, τα οποία θα ενταχθούν όλο και περισσότερο στην καθημερινή μας ζωή στο μέλλον, έχουν επίσης μια παιδαγωγική διάσταση. Τα παιδιά μαθαίνουν λογισμικό σε μικρή ηλικία, ενθουσιάζονται μέσα από ένα σχέδιο που έχουν φτιάξει τα ίδια και βρίσκουν έναν τρόπο να καλλιεργήσουν την αισθητική και την εφευρετικότητά τους φτιάχνοντας ένα προσαρμοσμένο μοντέλο.

Τι είναι αυτό όμως που κάνει την τεχνολογία αυτή τόσο σημαντική για την εκπαίδευση;

1. Η κατ’ οίκον τρισδιάστατη εκτύπωση εξελίσσεται και γίνεται όλο και πιο διαδεδομένη. Οι δάσκαλοι δεν πρέπει να αγνοούν την τεχνολογία αυτή. Ταυτόχρονα, οι μαθητές θα πρέπει να γνωρίσουν αυτήν την τεχνολογία η οποία και θα διατελέσει σημαντικό ρόλο στην μελλοντική αγορά εργασίας.

2. Μέχρι τώρα, οι μαθητές συνήθως δουλεύουν την “αφαιρετική κατασκευή”, δηλαδή δουλεύουν με ένα κομμάτι υλικού και αφαιρούν μέρη αυτού. Μια άλλη μέθοδος “δημιουργίας” είναι αυτή με τη χρήση πηλού. Με την τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται προσθετική κατασκευή όπου η διάθεση απορριμμάτων είναι μηδενική.

3. Η τρισδιάστατη εκτύπωση ανοίγει τον δρόμο στην επαναληπτική σχεδίαση. Οι μαθητές σχεδιάζουν το δικό τους προϊόν το οποίο με την εκτύπωσή του μπορεί άμεσα να τροποποιηθεί και να βελτιωθεί.

4. Η χρήση του είναι εφαρμόσιμη σε ποικίλα μαθήματα.

5. Χάρη στον συνδυασμό του προγραμματισμού, της ηλεκτρονικής καθώς και της τρισδιάστατης εκτύπωσης, οι μαθητές μπορούν να κάνουν πολλές εργασίες, συμπεριλαμβανομένης της ρομποτικής, δομικής και διαφόρων εφευρέσεων που γίνονται στο σπίτι και βοηθούν στην βαθύτερη γνώση του πως λειτουργούν τα πράγματα.

6. Ο σχεδιασμός, το 3d printing και η εκπαιδευτική ρομποτική βελτιώνουν την προσωπική εκμάθηση και τις δεξιότητες σκέψης, δημιουργώντας δημιουργικούς, σκεπτόμενους μαθητευομένους δεδομένου ότι διδάσκονται οι μαθητές μέσω της εξάσκησης. Εξάλλου, είναι γνωστή ως εκμάθηση μέσω εξάσκησης.

Καταλαβαίνουμε λοιπόν, ότι το 3D printing κάνει τα δύσκολα απλά, αφού δύσκολες έννοιες και μαθήματα, όπως είναι η ανατομία στη βιολογία, γίνονται τώρα πιο απλά και απτά για το παιδί.

Ας δούμε κάποια παραδείγματα χρήσης:

Στις επιστήμες, η 3DP χρησιμοποιήθηκε για να εισαγάγει την ατομική δομή στα μαθήματα Χημείας, με θετική συσχέτιση ανάμεσα στην ένταξή του στη διδασκαλία και στην εκπαίδευση των μαθητών.

Στη Φυσική, οι μαθητές των ιαπωνικών γυμνασίων μάθαιναν για την συχνότητα του ήχου, μέσω της δημιουργίας τρισδιάστατων τυπωμένων αστυνομικών σφυριών.

Στην Τεχνολογία και στη Μηχανική, οι μαθητές εισήχθησαν στην κατασκευή των 3D εκτυπωτών και στην υπολογιστική σκέψη μέσω ενός συνδυασμού Minecraft και 3DP.

Παράλληλα, έχουν γίνει αρκετές μελέτες που εστιάζουν στον σχεδιασμό και περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο οι μαθητές ανέπτυξαν δεξιότητες, όπως δημιουργικότητα, τεχνικό σχέδιο, σχεδιασμό και ανάπτυξη προϊόντων. Ειδικές περιπτώσεις του τελευταίου μπορούν να βρεθούν σε πραγματικές περιπτώσεις δημιουργίας προσθετικών χεριών, σε σχολεία και πανεπιστήμια.

Ειδικότερα η μελέτη ενός έργου transmedia, σε μια μάθηση βασισμένη σε τέτοιο περιβάλλον διαπίστωσε ότι χρησιμοποιώντας το 3DP αυξήθηκαν τα μαθηματικά επιτεύγματα σε μαθητές, ενώ η κατανόηση της γεωμετρίας βελτιώθηκε μέσω της κατασκευής τρισδιάστατων σχημάτων.

Επιπρόσθετα, η ενσωμάτωση STEM έχει αξιοποιηθεί με τη χρήση 3DP και στην διδασκαλία της παλαιοντολογίας, όπου οι μαθητές έμαθαν για τον τεράστιο εξαφανισμένο καρχαρία megalodon μέσω της 3D τυπωμένης αναπαραγωγής των δοντιών του. Επιπλέον, η τρισδιάστατη εκτύπωση 3DP χρησιμοποιείται ως μέρος μιας ποικίλας προσέγγισης STEM με διάφορες δραστηριότητες στα σχολεία.

Πέρα από την εκπαίδευση STEM, οι μελέτες έχουν δείξει πως μπορούν να προκύψουν οφέλη από την προφορική παρουσίαση χρησιμοποιώντας το 3DP και πως οι τρισδιάστατες εκτυπώσεις μπορούν να βοηθήσουν στην κατανόηση της χωρική πληροφορίας. Αυτή η μελέτη τονίζει τα πλεονεκτήματα των 3D εκτυπωμένων αντικειμένων σε σχέση με τα εικονικά. Τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα αντικείμενα επιτρέπουν την αυτοκατευθυνόμενη κατασκευή και την ικανότητα για ανεξάρτητη εργασία, καθώς και την βελτίωση της παρατηρητικότητας των φυσικών αντικειμένων που δημιουργήθηκαν.

Σε μια ακόμη μελέτη δύο ελληνικών γυμνασίων, διαπιστώθηκε ότι η χρήση του 3DP ενεργοποίησε διαφορετικές μορφές μάθησης, οι οποίες είναι ιδιαίτερα χρήσιμες για τη συμμετοχή ορισμένων μαθητών: “Έχουμε δει ότι οι μαθητές, οι οποίοι ήταν κατά τα άλλα αδιάφοροι (σύμφωνα με αυτούς και τους δασκάλους τους) για το επίπεδο της απόδοσής τους, όταν τους δοθεί η κατάλληλη διέγερση και τα απαραίτητα εργαλεία μπορούν να επιλέξουν τι να μάθουν μέσα από την εξερεύνηση. Τότε με υπερηφάνεια μοιράζονται τα αποτελέσματά τους με τους άλλους, ενώ οι ίδιοι αποκτούν γνώση αντί για ξεκάθαρη πληροφόρηση από τα εγχειρίδια“.

Συμπερασματικά, η χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης 3DP στα σχολικά προγράμματα είναι θετική και από μια άλλη παιδαγωγική προοπτική. Συγκεκριμένα, μπορεί να προσφέρει ευκαιρίες για διαφορετικές μορφές μάθησης, συμπεριλαμβανομένης της βιωματικής μάθησης αλλά και της αποτυχίας.

Στα Φροντιστήρια Μέσης Εκπαίδευσης “Έρεισμα”, προάγουμε τη συνύπαρξη τεχνολογίας και εκπαίδευσης. Στον χώρο μας, κάθε μαθητής με την κατάλληλη τεχνογνωσία, μετατρέπει τα τεχνολογικά ερεθίσματα σε μαθησιακά εφόδια ώστε να οδηγηθεί στην επιτυχία.

Αν σας άρεσε το άρθρο, τότε μπορεί να σας ενδιαφέρει κι αυτό ΕΔΩ…

Σας περιμένουμε να μας γνωρίσετε από κοντά! Οι ΕΓΓΡΑΦΕΣ συνεχίζονται με ΝΕΑ τμήματα!