香港STEAM課程中3D打印如何幫助學生學習?

香港STEAM課程中3D打印如何幫助學生學習?

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香港政府大力推動 STEAM課程(Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics)(科學、科技、工程、藝術和數學)教育,而當中包括學習和應用3D打印技術。為什麼3D打印是香港STEAM課程其中一個重要的組成部分?而3D打印又對學生有什麼重要性呢?

3D打印對課程有什麼正面影響

將3D打印結合到課程中會有一個正面的效果。3D打印技術使學生對學習更有興趣。一個增加學生參與度和激發學習動力的簡單方法是利用3D打印增加學生可互動性。 3D打印以及基於項目的學習方法可以為學習成果帶來多種好處,例如:

  • 更高的學生參與度
  • 增強的問題解決能力
  • 更多新的學習機會
  • 增強學生創造力
  • 通過失敗中學習來提高毅力

3D打印能鼓勵創意

學生一般對新技術有興趣,而3D打印機則非常適合這一點。這是一個非常強大的工具,透過3D打印學生幾乎可以創建,設計和打印任何內容。它可以幫助學生通過打印模型橋來理解建築學,可以通過打印DNA序列來了解化學,可以通過打印餅圖來了解幾何形狀,可以通過打印城堡和攻城引擎來了解歷史,可以通過打印地形圖來了解地理,等等。可能性是無限的。因此如果有效地將3D打印融入STEAM課程,可以幫助激發學生的創造力。

根據forbes.com(2011年)的說法,“教師和學生或需要一台3D打印機在桌子上,以幫助他們學習科學,技術,工程和數學(STEM)的核心原則”。這是因為研究表明,新技術會在教室中引起人們的興趣和參與,特別是3D打印會對學生的學習能力產生驚人的影響。

3D打印過程非常適合於迭代設計的概念。學生將設計,製作原型,評估和重新設計。這本身鼓勵學生透過3D打印和設計訓練更高層次的思維和創作體驗。學生可在STEAM課程中創造各種各樣的設計,從iPhone外殼,袖扣/首飾,領結和時尚配飾,到商業照明設計。 3D打印的設計和實驗範圍非常廣泛。學生會發現犯錯是可以的,這為解決設計問題提供了寶貴的學習機會。

香港政府提倡的STEAM課程的目的是在科學、科技及數學教育上,加強學生跨學習領域的綜合和應用知識與技能的能力,以解決真實的問題。而3D打印就正好符合了香港政府的STEM課程這個要求。

首先,3D打印的原理簡單來說是3D打印機會先將膠絲熱熔,然後以層層疊起的方式把3D模型逐層逐層的打印出來。只要有3D立體圖檔,就能把它輸入3D打印機內進行打印,把物件製作出來。所以3D打印可以讓香港學生在STEM課程中把他們的創作概念帶到現實中。

而學習3D打印在香港STEAM課程中本身就已經可以讓學生體驗到設計、製作3D模型、認識模型製作物料、評估設計可能性,及優化設計。這個從構思到實踐 的過程可以勵學生創意及鼓勵他們不斷思考設計的可能性及設計應用在現實生活的可行性,學習怎樣解決設計問題。

另外,3D打印技術亦可與香港STEAM課程中的科學、科技及數學的教育範疇結合起來。

讓學生從失敗中學習

3D打印使學生能夠利用自己的想像力和解決問題的技能來創造所學的知識。如果他們的打印模型(例如彈射器)無法正常工作,則可以讓他們了解原因,並繼續努力直至成功。如果學生能夠學會失敗的藝術,那麼他們將能夠設計更好的東西,為自己設計作改良。他們將學習獲得新技能並激勵自己改善批判性思維。

3D打印可以應用在什麼範疇中?

近來香港政府大力推動 STEAM課程(Science, Technology, Engineering and Mathematics)(科學、科技、工程和數學)教育,而當中包括學習和應用3D打印技術。為什麼3D打印是香港STEAM課程其中一個重要的組成部分?而3D打印又對學生有什麼重要性呢?

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在製作機械人的香港STEAM課程中,有了3D打印機的話,學生除了學習簡單的編程外,也鼓勵學生怎樣運用3D打印技術自行設計及製作機械人,學生可在STEM課程中自行3D打印自己設計的機械人部件,從中要習到如何解決一些機械力學及結構等問題。

 

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一些STEM課程個別學領域數學,有3D打印技術的融合亦會令整個課程更有趣之餘,亦香港學生更容易了解相關學科的知識

 

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例如利用3D打印技術協助學生更容易了解一些抽象的數學知識,與此同時也令學生認識3D打印這個新科技。最近老師就鼓勵學生製作一個3D打印小設備來認識拋物線轉變的複雜概念。

 

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3D打印已成為香港STEM課程其中一個主要組成部分,讓它綜合各學習領域上發揮重要的角色有效提升學生的邏輯思維,解難及創意。

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