《3D打印世界》讯/ 世界各地的教育工作者和立法者都已经看到3D打印不仅可以为孩子们提供了一个通过试错探索周围世界的机会,同时也是培养下一代工程师和科学家的一种方式。一些国家更是抢占先机,铺开了3D打印的重点课程,今天,我们一起从这些案例中汲取经验,对比思考下3D打印教育的发展与推广。
日本东京:3D打印教育课程走进小学
日本政府推动3D打印教育已经有一段时间了。最近,东京知名的杉并区(Suginami)小学就为其两班六年级学生提供了一个名为Qremo IT x Creative Classroom的3D打印课程。
据了解,杉并区小学非常希望能够参加Qremo的数字化制造课程,该校在东京以处于教学技术应用的最前沿而知名。目前,该校的学生已经在使用数字化黑板和电子教科书,而且该校正在考虑引入一些比较便宜的工业制造工具,比如激光切割机等。
不过,就目前而言,该校参与的这一3D打印课程的范围还是相当有限的。据悉,这两班六年级的学生将在6月10日上一堂特别的艺术课,这堂课的主题是“海洋生物如果进化后会变成什么样?”在课堂上,他们将看到一个3D打印的例子,然后可以使用软件来设计自己想象中的海洋生物。在进行30分钟的建模实践和对3D打印的介绍 之后,学生们将会在接下来的40分钟致力于可3D打印的模型。 该课程的组织者希望通过这种方式让孩子们知道,3D打印机能够提供非常简单和方便的方式让他们表达创意和创造力。
总体来看,日本在这方面还是有点落后,目前只有极少数学校出于教育目的引入3D打印机,其中的部分原因是缺乏一个为新技术采用提供资金的统一教育计划。另外还包括数字化制造技术教育方面的专家相对不足。
西班牙:科学家将3D打印融入高中材料科学教学项目
在西班牙,巴塞罗那材料科学研究所(ICMAB)的一群科学家就开发了一个教育课程,使用3D打印技术帮助高中生学习材料科学。
到目前为止,这种专门设计的课程已经被一些高中教师试用过,可以将创新的材料科学项目和3D打印技术融入到课堂中。该课程计划在三天内完成,给教师提供了工具包,包括3Doodler 3D打印笔、3D打印的立方结构、金刚石结构、蜂窝结构,以及一个3D打印的原子力显微镜(AFM)图像和一个3D打印的纳米碳管。
在工具包的帮助下,基于所提供的不同结构,学生可以使用3Doodler重新创建不同的晶体结构。物理性地再创建晶体结构会提供更多的接触,从而也会提供更深入的方法去理解科学而不是只在一本书上看2D图表。此外,改教育项目还试图让学生理解自然本身是如何建立的。例如,立方结构是自然界中最常见的结构,它的常见是因为它的构建最容易。学生们将变得更加熟悉这个事实,因为他们将要用自己的3D打印笔构建不同的结构。
正如之前提到的,提供给教师的工具包中还包括一个3D打印的原子力显微镜(AFM)图像,它是通过纳米级分辨率技术获得的高分辨率图像。据天工社所知,这种3D打印AFM图像是一种开源技术制造的,后者也是由巴塞罗那材料科学研究所开发的。
据悉,该材料科学课程是由Anna Crespi、Judit Oró、Maite Simon和Andrés Gomez开发的,资金则完全由Fundación Catalunya la Pedrera提供。虽然科学家还没有指定哪一个或有多少学校将受益于他们的创新性3D打印材料科学课程,但是该项目确实展示了一种将3D打印用于教育的方式。
英国:设全球首个3D打印硕士研究生学位 学费11万元!
为从教育方面推动3D打印产业的发展,英国安格利亚鲁斯金大学(ARU)近日正式宣布将设立全球首个3D打印硕士研究生学位并在今年9月开始授课。此举得到了英国高等教育资助委员会的支持,而对于这个硕士学位,任何拥有STEM背景的学生都可以申请。
据了解,这套课程的教学将会在ARU切姆斯福德校区的科技学院展开,因为这个地区不但有着该校的MedBIC创新中心,而且汇集了多所3D打印工厂,所以能为教学带来许多方便。要知道这些工厂配备的3D打印机可是十分齐全,不但有桌面级的FDM,而且有专业级设备,甚至还有大型的工业级直接金属激光烧结(DMLS)设备。
为真正培养出3D打印的人才,这套课程不但会教授理论和技术,还包含了许多实践内容。学生将会进入到真正的工厂中实地学习,并尝试着与那里的员工一起解决实际问题。如此一来,学生就会同时得到技术和经验,而这对他们未来的职业发展是十分有利的。
内容方面,这套课程主要将包括下面几点:
· 3D CAD和数字技术
· 增材制造(3D打印)战略
· 计算机辅助工程分析
· 创新产品设计与制造
· 工程管理系统
· 3D打印产品后处理
· 基础工业项目
至于学习时间,可以自由选择一年或是两年。前者为全日制,费用是7100英镑;后者则是非全日制,费用是11700英镑。
美国:约1000所小学已经在科学课上使用3D打印机
在3D打印教育方面,美国无疑是先行者。美国总统奥巴马曾在国情咨文演讲中强调了3D打印技术的重要性,从而将推动3D打印业的发展。奥巴马表达了自己对3D打印技术的期望,希望它将成为令美国制造业重新焕发出活力的重要推动力。
在美国,大概有7万所小学,10万所公共学校。据调查,美国约1000所小学已经在科学课上使用3D打印机,他们的公共机构如美国国立卫生研究院、美国国家航空暨太空总署等都搭建了高端的平台,公共图书馆则提供随时可以给制作者使用的3D打印机以及空间。
事实上,中国也在努力打开和撬动3D打印的教育市场,3D打印机制造商XYZprinting母公司金仁宝集团CEO Simon Shen透露,中国政府正在采取一些措施赶超美国:中国政府计划在两年为全国大概40万所小学安装一台3D打印机。但是,同样是将3D打印机搬入课堂,同样是在教育领域推广3D打印技术,美国等一些国家和中国学校的教育方式却还是差别甚大的。
在美国,一些学生已经可以自己动手创造和设计、动手维修,甚至分分钟“青出于蓝而胜于蓝”,很多时候可以说拥有学习的绝对主导权。当然,这也和他们的教育文化,如推广STEM教育、创客教育、注重自主动手操作能力、引进设备速度较快等因素密不可分。
回过头来看中国的3D打印教育,其实我们经常会看到这样的报道:某某学校配备了多少台3D打印机;某校将3D打印机引入课堂;政府高度重视3D打印教育等。但是从发布的图片来看,大部分还是学生们围着一台3D打印机参观,或是盯着PPT听老师讲解,学生能亲手操作的机会非常少。当然,你可能会说他们还不具备这样的能力,不会操作这些复杂软件。
那么问题来了,中国3D打印教育怎样避免“老师讲同学听”的教育模式?学校和老师是否能放心让孩子们亲自操作价格并不便宜的3D打印机?怎样引导学生将自己的创意正确表达并实践?怎样进行CAD等3D设计软件教育?其实孩子们对新事物的接受能力和学习不比你差,大可以放手去策划这一系列的教育活动。相信它们能带来的不仅是对3D打印技术的了解和学习,或将改变中国过于保守的教育模式!
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