روز به روز کاربرد پرینتر سه بعدی در آموزش به عنوان ابزاری برای آموزش افراد در تمام سطوح یادگیری گسترش می یابد. معلمان از اشیاء سه بعدی برای کمک به دانش آموزان و دانشجویان برای درک مفاهیم، اصلاح مهارت های خلاقانه دانش آموزان و کمک به آنها در یادگیری موضوعات فنی در دانشگاه استفاده می کنند.
چاپ سه بعدی با ارائه یک تجربه یادگیری عملی و تعاملی برای دانش آموزان در هر سنی زمینه آموزش را متحول کرده است. در حقیقت استفاده از پرینتر سه بعدی در آموزش مربیان را قادر می‌سازد تا وسایل کمک بصری، مدل‌ها و نمونه‌های اولیه ایجاد کنند که درک و مشارکت در موضوعات مختلف مانند علوم، فناوری، مهندسی، هنر و ریاضیات (STEAM) را افزایش میدهد.
کاربرد پرینتر سه بعدی در آموزش
شما فکر میکنید “پرینت سه بعدی چه کاربردی در آموزش دارد؟” و اصلا ” فناوری پرینت سه بعدی چگونه باعث بهبود آموزش و یادگیری میشود؟”
در حقیقت باید گفت کاربردهای بی حد و حصری برای پرینت سه بعدی در آموزش وجود دارد و تقریبا تنها محدودیت آن، میزان خلاقیت معلمان و دانش آموزان است. در ادامه با برخی از رایج ترین کاربردهای پرینتر سه بعدی در آموزش و یادگیری بیشتر آشنا خواهیم شد:
ساخت وسایل کمک آموزشی با پرینت سه بعدی
پرینترهای سه بعدی می توانند تقریباً از هر چیزی، از اشیاء قدیمی و جدید گرفته تا مدل هایی که اصول علمی یا ریاضی را نشان می دهند، مدل های فوق واقعی و دقیق ایجاد کنند…
به عنوان مثال می توان به ساخت سیارات، اسکلت ها، وسایل نقلیه، ساختمان ها، مصنوعات تاریخی و پیچ ارشمیدس به کمک پرینت سه بعدی اشاره کرد.
این مدل‌ها به معلمان کمک می‌کنند تا مفاهیم را بهتر توصیف کنند و چیستی یک شیء، چگونگی کارکرد و نحوه تعامل آن با دنیای واقعی را به شکل بهتر و قابل فهم تری بیان کنند. ساخت مدل ها و وسایل کمک آموزشی با استفاده از پرینتر سه بعدی به دلیل ایجاد توانایی در دست گرفتن، بررسی و دستکاری یک شی، تجربه آموزشی غنی تر و تعاملی بیشتری را در مقایسه با نشان دادن یک نمودار یا عکس به دانش آموزان می دهد.
ساخت بازی های مختلف برای تقویت یادگیری به کمک پرینت سه بعدی
تحقیقات نشان می دهد که استفاده از بازی ها در تدریس به افزایش مشارکت دانش آموزان، تقویت یادگیری و ایجاد مهارت های اجتماعی مانند همکاری و ارتباط کمک میکند…
امروزه نمونه های متعددی از پازل های آموزشی پرینت سه بعدی وجود دارد که از ابزارهای ساده مانند اره منبت کاری اره مویی و بازی برای آموزش کسری و اعشار تا مجموعه های پیچیده پل سازی را شامل می شود.
امکان طراحی محصول برای افزایش بازده یادگیری با پرینت سه بعدی
برای مدت طولانی دانش آموزان فقط به صورت تئوری قادر به پاسخگویی به تکالیف بوده اند. به عنوان مثال، در مطالعات تجاری، اغلب از دانش آموزان خواسته می شود که..
نیازی را شناسایی کرده و محصولی را طراحی کنند که آن نیاز را برآورده کند. این محصول به ندرت ساخته می شود - حداقل نه در شکل نهایی و قابل فروش آن. اما پرینت سه بعدی این را تغییر می دهد.
یکی از کاربردهای پرینتر سه بعدی در آموزش این است که دانش‌آموزان اکنون می‌توانند یک محصول نهایی را طراحی، آزمایش، اصلاح و تولید کنند که قابل عرضه و فروش باشد. برخی از محصولات را می توان به سرعت، با قیمت کم و به صورت محلی و در تعداد کم تهیه کرد. این محصولات همچنین می توانند به صورت جداگانه سفارشی شوند و با توجه به بازخوردهای دریافتی از بازار و مشتریان، اصلاح شوند. شرکت‌های بیشتر و بیشتری ریشه در پروژه‌های کلاس درس دارند و پرینت سه‌بعدی برای بسیاری از آنها یک عامل کلیدی است.
پرینت سه بعدی در مدارس و دانشگاه ها
امروزه که فناوری پرینت سه بعدی روز به روز در حال گسترش است، استفاده از چاپ سه بعدی در مدارس و دانشگاه ها، دانش آموزان و دانشجویان را قادر می سازد تا ایده های خود را زنده کنند، مهارت های حل مسئله خود را تقویت کنند و درک عمیق تری از مفاهیم پیچیده ایجاد کنند. این امر خلاقیت، تفکر انتقادی و همکاری را در بین دانش‌آموزان در حین طراحی و چاپ پروژه‌های خود افزایش میدهد. علاوه بر این…
پرینت سه بعدی امکان سفارشی سازی مواد آموزشی را برای پاسخگویی به نیازهای منحصر به فرد دانش آموزان فراهم می کند و آموزش را فراگیرتر و در دسترس تر می کند. همچنین با معرفی فناوری های نوظهور و پرورش مهارت هایی که به طور فزاینده ای در صنایع مختلف مورد تقاضا هستند، دانشجویان را برای مشاغل آینده آماده می کند. به طور کلی، به کارگیری پرینت سه بعدی در آموزش این پتانسیل را دارد که روش یادگیری و تعامل دانش آموزان با محتواهای درسی را متحول کند و یادگیری را تعاملی تر، شخصی و تاثیرگذارتر کند.
اهمیت استفاده از پرینت سه بعدی در آموزش
چاپ سه بعدی تغییرات قابل توجهی را در آموزش ایجاد کرده است و شیوه یادگیری دانش آموزان و معلمان را متحول کرده است. شاید برایتان سوال باشد که “چگونه پرینت سه بعدی آموزش را متحول کرده است؟” و “چرا استفاده از پرینت سه بعدی در آموزش اهمیت دارد ؟”
به طور کلی چاپ سه بعدی، آموزش را با افزایش تجربه یادگیری، ارتقای خلاقیت و مهارت های حل مسئله، آماده سازی دانش آموزان برای مشاغل آینده و پرورش درک عمیق تر از مفاهیم پیچیده، متحول کرده است. پرینت سه بعدی همچنان به الهام بخشیدن به نوآوری در شیوه های تدریس و گسترش فرصت ها برای دانش آموزان برای کشف و ایجاد در کلاس درس ادامه می دهد. در ادامه به بررسی مزایای استفاده از پرینت سه بعدی در آموزش و یادگیری و دلایل اهمیت آن در مدارس و دانشگاه ها میپردازیم:
مزایای استفاده از پرینت سه بعدی در آموزش و دلایل اهمیت آن
پرینت سه بعدی یک تجربه یادگیری عملی را فراهم میکند که در آن دانش آموزان می‌توانند ایده‌های خود را به روشی ملموس طراحی، ایجاد و آزمایش کنند. این مشارکت فعال در فرآیند یادگیری به دانش آموزان کمک می کند تا مفاهیم پیچیده را بهتر درک کنند، خلاقیت و مهارت های حل مسئله خود را تقویت کنند و اطلاعات را برای مدت طولانی تری حفظ کنند.
گسترش کاربرد پرینتر سه بعدی در آموش به مربیان اجازه میدهد تا مدل‌های فیزیکی و وسایل کمک بصری ایجاد کنند که به دانش آموزان کمک می کند تا مفاهیم انتزاعی را در موضوعاتی مانند علوم، ریاضی و مهندسی تجسم کنند. این نمایش بصری یادگیری را برای دانش آموزان در دسترس تر و جذاب تر می کند.
با کار با پرینترهای سه بعدی، دانش آموزان تشویق می شوند تا خلاقانه فکر کنند و مسائل دنیای واقعی را از طریق طراحی و تکرار حل کنند. این امر تفکر انتقادی، خلاقیت و مهارت های نوآوری را که در دنیای به سرعت در حال تغییر امروز ضروری است، پرورش می دهد.
چاپ سه بعدی مربیان را قادر می سازد تا مواد آموزشی را سفارشی کنند تا نیازهای دانش آموزان و سبک‌های یادگیری فردی را برآورده کنند. این شخصی سازی حاصل از کاربرد پرینتر سه بعدی در آموزش، تضمین میکند که هر دانش آموز یک تجربه آموزشی متناسب را دریافت میکند و یادگیری را موثرتر و فراگیرتر می کند.
آشنایی دانش آموزان با فناوری پرینت سه بعدی آنها را به مهارت‌های ارزشمندی مجهز میکند که در صنایع مختلف مانند طراحی، مهندسی و تولید مورد تقاضا هستند و دانش آموزان را برای مسیرهای شغلی آینده آماده می کند و به آنها مزیت رقابتی در بازار کار می دهد.
چاپ سه بعدی با ایجاد پل زدن در زمینه های موضوعی مختلف و ادغام مفاهیم علوم، فناوری، مهندسی، هنر و ریاضیات (STEAM) یادگیری بین رشته ای را تشویق می کند. دانش‌آموزان می‌توانند ببینند که چگونه این رشته‌ها در برنامه‌های کاربردی دنیای واقعی با هم همپوشانی دارند و با هم کار می‌کنند.
تاثیرات استفاده از پرینت سه بعدی در آموزش
افزایش کاربرد پرینتر سه بعدی در آموزش مزایای زیادی را هم برای دانش آموزان و هم برای معلمان ارائه می دهد. با توجه به بازخوردهایی که از معلمان دریافت شده میتوان گفت پرینت سه بعدی در افزایش کیفیت آموزش و یادگیری بسیار موثر بوده است. با گنجاندن پرینت سه بعدی در مدارس، مربیان می توانند تجربه یادگیری را افزایش دهند، خلاقیت و نوآوری را تقویت کنند و دانش آموزان را برای مشارکت فعال در آموزش خود توانمند سازند. چاپ سه بعدی فرصت های جدیدی را برای آموزش و یادگیری باز می کند و آموزش را پویاتر، تعاملی تر و مرتبط با خواسته های قرن بیست و یکم می کند. از تاثیرات استفاده از پرینت سه بعدی در آموزش می توان به موارد زیر اشاره کرد:
افزایش خلاقیت دانش آموزان به کمک چاپ سه بعدی
فناوری پرینت سه بعدی دانش آموزان را به عنوان انسان هایی خالق پرورش می دهد و …
به‌جای خرید یا مصرف ساخته‌های شخص دیگری، مخترعانی می‌شوند که می‌توانند نیازها را شناسایی کرده و برای آنها راه حلی بیابند.
افزایش رغبت دانش آموزان به یادگیری با پرینت سه بعدی
چاپ سه بعدی هنوز یک فناوری بسیار جدید است که برای اکثریت تازگی دارد.همین عامل سبب میشود تا…
دانش آموزان به ویژه آنان که تمایل کمتری به درس و یادگیری دارند بتوانند بیشتر در آموزش ها همراهی کنند و تمایل بیشتری پیدا کنند.. خانم رابین مک گینیس، معلم مدرسه ابتدایی، در رابطه با تاثیرات استفاده از پرینت سه بعدی در آموزش های خود میگوید:
"این یک روش جدید و فوق العاده برای آموزش و ایجاد انگیزه در دانش آموزان من بوده است. آنها بسیار مشتاق و هیجان زده هستند تا به این روش جدید بیاموزند! ... اشتیاق کلی نسبت به مدرسه و یادگیری به شدت افزایش یافته است. دانش‌آموزانی که معمولاً یادگیرنده‌های بی‌میل هستند، زنده شده‌اند. یک دانش آموز به طور مزمن غایب بود و اکنون میزان حضور خود را بهبود بخشیده است.»
حل مشکلات دنیای واقعی به دست دانش آموزان با پرینت سه بعدی
چاپ سه بعدی فناوری است که دانشمندان و مهندسان از آن برای تغییر جهان استفاده می کنند. شما میتوانید…
این فناوری پرینت سه بعدی را در دستان دانش آموزان خود قرار دهید و آنها را با برخی از چالش های پیش روی جامعه خود آشنا کنید. آنها با این کار همدلی، کار گروهی و حل مسئله را یاد خواهند گرفت. تعجب نکنید اگر راه حل هایی را ارائه کردند که حتی تصورش را هم نمی کردید.
"این یک روش جدید و فوق العاده برای آموزش و ایجاد انگیزه در دانش آموزان من بوده است. آنها بسیار مشتاق و هیجان زده هستند تا به این روش جدید بیاموزند! ... اشتیاق کلی نسبت به مدرسه و یادگیری به شدت افزایش یافته است. دانش‌آموزانی که معمولاً یادگیرنده‌های بی‌میل هستند، زنده شده‌اند. یک دانش آموز به طور مزمن غایب بود و اکنون میزان حضور خود را بهبود بخشیده است.»
استفاده از پرینت سه بعدی در آموزش چه مهارت هایی را تقویت میکند؟
باید گفت یکی از بزرگترین مزایای کاربرد پرینتر سه بعدی در آموزش به ایجاد طیف گسترده ای از مهارت ها، چه به طور مستقیم و چه غیر مستقیم، در تمام سطوح یادگیری کمک میکند. رایج ترین این مهارت ها عبارتند از:
- طراحی و خلاقیت
- سواد کامپیوتر، به ویژه ابزارهای طراحی دیجیتال
- مهارت حل مسئله
- مهارت مدل سازی سه بعدی و واقعی
- بهبود تفکر انتقادی و تحقیق
- توانایی کار گروهی و ارتباطات اجتماعی
- STEM (علم، فناوری، مهندسی، ریاضی)
- پایداری و استمرار
- تجسم و آگاهی فضایی
- کارآفرینی
چالش ها و محدودیت های استفاده از پرینتر سه بعدی در آموزش
پرینت سه بعدی در آموزش تأثیر مثبت گسترده ای بر تجربه یادگیری دارد. این فناوری فرصت‌های رشد تقریباً نامحدودی در تمام سنین، سطوح مهارت و موضوعات دارد. نوآوری‌های هیجان‌انگیز با بهبود کیفیت و جزئیات اشیاء چاپی، انعطاف‌پذیری و سهولت بیشتر هدایت می‌شوند. با این حال، محدودیت هایی برای استفاده از چاپ سه بعدی در آموزش وجود دارد، برخی از محدودیت های استفاده از پرینت سه بعدی در آموزش و مدارس/دانشگاه ها عبارتند از :
اگر فردی با فناوری پرینت سه بعدی آشنایی نداشته باشد، ممکن است بر این باور باشد که آوردن پرینت سه بعدی به کلاس درس بسیار گران است. با این حال، گزینه های چاپ مقرون به صرفه وجود دارد و برخی از تولید کنندگان ماشین ها تخفیف های آموزشی ارائه می دهند.
دولت‌ها همچنین از قدرت بهبودی که پرینت سه بعدی در آموزش دانش آموزان و دانشجویان می‌تواند ایجاد کند، آگاهند و برنامه‌های بودجه اختصاصی برای کمک به مدارس برای خرید پرینترهای سه بعدی و آموزش معلمان برای استفاده مؤثر از آنها دارند. با این حال، پرینت سه بعدی هزینه دارد، هم در ابتدا در خود چاپگرها و هم هزینه تکراری جایگزینی مواد مصرفی مانند مواد چاپی و تعمیر و نگهداری معمول.
اگرچه میزان آشنایی افراد با چاپ سه بعدی رو به افزایش است، اما استفاده از پرینت سه بعدی در آموزش هنوز به اندازه کافی جا نیفتاده است. معلمان ممکن است ندانند که چگونه چاپ سه بعدی می تواند برنامه درسی را تقویت و غنی کند یا به راحتی می تواند در دروس ادغام شود.
برای مدارسی که یک پرینتر سه بعدی خریداری کرده اند، این ناآشنایی ممکن است باعث شود که دستگاه بلا استفاده باقی بماند. برای کسانی که این کار را نکرده اند، ممکن است به این معنی باشد که سرمایه گذاری در وهله اول هرگز انجام نمی شود.
در پاسخ به این چالش، اکنون بسیاری از تولیدکنندگان و توزیع‌کنندگان پرینترهای سه بعدی، آموزش، منابع و پشتیبانی را برای مربیان فراهم می‌کنند تا پرینت سه بعدی را با موفقیت در برنامه درسی ادغام کنند.
چاپ سه بعدی در مواد درجه یک یا سنگین تر مانند فلزات، کامپوزیت ها و پلاستیک های مهندسی شده به یک پرینتر بزرگ و پیچیده نیاز دارد. این ماشین های تخصصی بسیار گران تر و پیچیده تر از مدل های رومیزی هستند. به همین دلیل آنها در حال حاضر فقط در مؤسسات آموزش عالی مانند کالج ها، دانشگاه ها و مراکز آموزشی خاص صنعت یافت می شوند.
مدارس ابتدایی و متوسطه (دبیرستان) و به طور فزاینده ای، کتابخانه ها و فضاهای سازندگان جامعه معمولاً به پرینترهای سه بعدی سطح ابتدایی محدود می شوند. این پرینترها معمولا فقط توانایی چاپ نوع خاصی از مواد( اغلب پلی لاکتیک اسید (PLA) و اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)) را دارند.
پرینترهای مناسب برای استفاده در صنعت آموزش
با گسترش کاربرد پرینتر سه بعدی در آموزش انتخاب پرینتر سه‌بعدی مناسب برای محیط‌های آموزشی نیز اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. در حقیقت انتخاب پرینتر مناسب به عوامل مختلفی مانند سهولت استفاده، ایمنی، کیفیت چاپ، و هزینه نگهداری بستگی دارد. در مدارس، دانشگاه‌ها و مراکز آموزشی، دستگاه‌هایی مورد نیاز است که نه‌تنها عملکرد قابل اعتمادی داشته باشند، بلکه کار با آنها برای دانش‌آموزان و دانشجویان آسان و ایمن باشد.
پرینترهایی با طراحی بسته (Enclosed) مانند Flashforge Adventurer 4 یا Qidi Tech X-Plus به دلیل امنیت بیشتر و کاهش تماس با قطعات داغ، برای استفاده در کلاس‌های درس مناسب‌ترند. همچنین پرینترهایی مانند Creality Ender 3 V3 SE با قیمت اقتصادی، گزینه‌ای ایده‌آل برای آموزش‌های ابتدایی و یادگیری مبانی چاپ سه‌بعدی محسوب می‌شوند.
در حوزه آموزش عالی و کارگاه‌های پیشرفته نیز استفاده از پرینترهای رزینی دقیق مثل Elegoo Mars 4 Ultra یا Phrozen Sonic Mini 8K می‌تواند به آموزش طراحی صنعتی، پزشکی، زیست‌شناسی و هنرهای تجسمی عمق بیشتری ببخشد.
در نهایت، مهم‌ترین نکته در انتخاب پرینتر سه‌بعدی برای آموزش، توجه به کاربرد مورد انتظار، سطح دانش کاربران، و پشتیبانی فنی مناسب است. ترکیب مناسب از قابلیت فنی و سهولت کاربری می‌تواند تجربه‌ای آموزشی غنی و انگیزه‌بخش برای نسل آینده فراهم کند.
