3D ПЕЧАТЬ В АУДИТОРИИ И УЧЕБНОМ КЛАССЕ
Любой преподаватель и учитель сегодня в процессе обучения сталкивается с проблемой низкой заинтересованностью своих учеников и студентов к обучению. Главным фактором появления такой проблемы является большой объем информации, проходящей через нынешнее поколение из таких источников как социальные сети, телевидение, радио, интернет и другие медиа-каналы. Современный мозг подростков пытается выхватить наиболее понятную и интерактивную информацию.
Наиболее эффективным инструментом фокусировки внимания современных школьников и студентов является максимальная визуализация изучаемого предмета, а также повышения интерактивности учебного процесса.
3D печать как инструмент интерактивного обучения и визуализации
Образовательным сообщество всего мира давно признано, что монотонное начитывание лекции является самым неэффективным способом формирования знаний студентов и школьников. В лучшем 30% информации задержится в головах школьников. Если же учащийся сможет прикоснуться к изучаемому предмету, потрогать и ощутить формы, тогда информация закрепится в памяти наиболее эффективно, ведь на долю зрения приходится 80% информации, воспринимаемой человеком.
Теперь создать собственную материальную базу учебные заведения, школы, техникумы и колледжи могут быстро, качественно и самое главное автономно. Внедряя 3Д печать в образовательный процесс преподаватели совместно с учениками могут создавать различные демонстрационные образцы для изучения физики, геометрии, химии, биологии, истории, математики и т.п.
Что же такое 3Д печать?
3Д печать звучит как что-то фантастическое и сложное, но при близком рассмотрении технология достаточно проста и основывается на принципе послойного наплавления различных материалов, таких как пластмассы, резина, порошки и металлы.
Подготовленная цифровая трехмерная модель изделия разделяется на слои толщиной от 0,02 мм — 0,4 мм в программном обеспечении 3D принтера с автоматическим формированием управляющей программы. После загрузки управляющей программы в устройство, печатающая головка расплавляет материалы и слой за слоям наносит на платформы, выращивая таким образом объемное изделие. Материал после нанесения сразу затвердевает и принимает свои прочностные характеристики.
Применение 3Д печати в образовании
Итак, широкие возможности 3Д принтера позволяют использовать 3D печать в образовательном процессе следующим образом:
1. На уроках геометрии и математики — использование трехмерных фигур, а также доказательств теорем.
2. На химии использовать объемные модели молекул.
3. При изучении биологии можно использовать напечатанные трехмерные модели костей, клеток, органов и другие биологические пособия.
4. На уроках технологии мальчики могут создавать функциональные изделия, а девочки могут создавать различные формы для выпечки
5. При освоении истории можно применять напечатанные исторические артефакты, пирамиды в целях изучения их строения и т.п.
6. На уроках географии могут использоваться распечатанные объемные карты с учетом гор, впадин, рек и озер.
7. Студенты архитекторы могут освоить простую технологию создания макетов с помощью 3Д печати, а также оценить свою разработку на наглядных образцах.
8. Студенты, изучающие дизайн, а также инженерные профессии, могут распечатывать прототипы своих разработок.
Примеры использования
Преимущества применения 3D печати в образовании
Наши проекты внедрения 3Д печатных лабораторий в среднем, средне-техническом и высшем образовании показали, что 3D печать дает большое число преимуществ для образовательного процесса:
- Преподаватели совместно с учениками могут создавать наглядные пособия для большинства изучаемых предметов. Наглядность значительно повышает заинтересованность учащихся и повышает уровень усвоение изучаемых предметов.
- Обучение на практике — создание прототипов технических и дизайнерских идей.
- Совместная и командная работа. Ученики сближаются с преподавателем при создании новых моделей и изучении предмета, как в малых, так и больших учебных группах.
- Совершенствования творческих и технических навыков учащихся и студентов.
- Прямой контакт с современными технологиями.
Учебные лаборатории 3D печати
Основываясь на нашем трехлетнем опыте внедрения 3Д печати в образовательных учреждениях — школах, техникумах, колледжах и ВУЗах, мы сделали вывод о необходимости решать эту задачу комплексно. Часто встречается ситуация, когда оборудование (3D принтеры, сканеры) лежат в школах и техникумах в упаковке более чем по 6-12 месяцев. Мы выявили четыре основные проблемы, с которыми сталкиваются учебные заведения при приобретении оборудования:
- Отсутствие преподавателей, либо отсутствие необходимой квалификации
- Необходимость разработки методического материала, либо значительной переработки имеющегося
- Отсутствие программного обеспечения, полноценно решающие задачу 3Д моделирования для 3Д печати
- Отсутствие знания и понимания возможностей технологии, которое приводит к отсутствию потребности в использовании
Положительные результаты приносит комплексный подход в решении задачи организации 3Д лаборатории в школе, техникуме и колледже. Поход заключается в решении всех проблем в момент приобретения оборудования, а именно правильный подбор оборудования, организация обучения специалистов, приобретение программного обеспечения в комплекте с методическими материалами.
В комплект входит:
- 3D принтер MakerBot 5th gen
- Двухдневный курс обучения преподавателей
- Лицензионное программное обеспечение Компас3D V17 (на 10 мест + место преподавателя с возможностью удаленного контроля каждого ученика с компьютера преподавателя)
- Методические материалы: учебное пособие «MakerBot в учебном классе» (на русском языке), комплект уроков на тему «3D моделирование для 3D печати»
- Расходные материалы для 3Д печати (5 катушек пластика)
В комплект может быть включено 3D оборудование (принтеры, сканеры, ручки) любых других производителей с учетом бюджета и потребностей учреждения.
Конкурсы и соревнования
Наличие 3Д принтеров в учебных заведения позволяет учащимся проявлять свои стремления в таких турнирах как Чемпионат «Молодые профессионалы WordSkills», JuniorSkills, которые активно продвигаются и поддерживаются Министерством образования РФ. Данные турниры позволяют ученикам школ подойти к выбору профессии наиболее осознано, с пониманием дальнейших перспектив и проявить свои знания и умения для самореализации как личности и профессионального сотрудника.
Для успешной подготовки к чемпионатам движения WorldSkills мы подобрали следующий комплект:
- 3D принтер Felix 3.0 Single Head (3 шт)
- Двухдневный курс обучение преподавателей
- Расходные материалы для 3Д печати (6 катушек пластика)
Программное обеспечение
Для подготовки трехмерных моделей к печати, а также автоматического создания управляющих программ все 3D принтеры комплектуются фирменным программным обеспечением, что позволяет практически сразу начать печать. Создание же цифровых 3Д моделей происходит в специальных CAD программах, позволяющих проводить твердотельное моделирование. Изучение таких программ формирует у учащихся пространственное мышление, которое пригодится как в профессии так и в жизни. С помощью них ученики и студенты могут воплощать свои идеи в жизнь.
В российском образовании отлично зарекомендовал себя программный продукт Компас3D, являющейся полноценной, многофункциональной CAD платформой, используемый как в техническом так и в художественном моделировании.
Для учебных заведений, использующих 3Д печать компания АСКОН совместно с преподавателями ВУЗов и школ разработали специальный комплект «3D моделирование для 3D печати» 
Отличительной особенностью комплекта является наличие методических материалов для преподавателя в виде готовых уроков 3Д моделирования адаптированных к тонкостям технологии 3Д печати. Преподавателю не нужно заниматься кропотливой методической работой.
Подготовка преподавателей
Важным фактором успешного внедрения и применения технологии 3Д печати в учебном процессе является подготовка преподавательского состава. Чтобы оборудования не простаивало и начинало приносить пользу учебному процессу и заведению непосредственно необходимо уделить внимание подготовки преподавателя. Необходимо сформировать умения и навыки обращение с оборудованием, разобраться со спецификой процесса, знать возможные дефекты печати и уметь их предупреждать. Необходимо знать технику безопасности и специфику периодического технического обслуживания оборудования.
Наше 3Д Бюро занимается полноценным обучением преподавательского состава при внедрении 3Д оборудования. Курс рассчитан на нулевой уровень знаний технологии у слушателей. В течении двух дней преподаватели получают теоретические и практические знания на материальной базе учебного заведения и на вашем оборудовании. Это позволяет начать результативно использовать 3Д печать в учебном процессе.
Специалисты 3D БЮРО | GOPRINTERS.RU грамотно помогут выбрать оптимальный комплект оборудования, проведут внедрение, наладку оборудования, а также проведут обучение ваших преподавателей, что позволит успешно внедрить и значительно поднять качество подготовки учащихся и студентов на высокий уровень.
