3D打印機在STEM教育中有何用處?

3D打印機在STEM教育中有何用處?

image source: Flashforge

【STEM教育】3D打印機在STEM(科學,技術,工程和數學)教育中非常有用。American STEM Prep (ASP)是韓國第一所也是唯一一所專門的STEM學校,提供工程與技術(E&T)課程作爲其STEM課程的一部分。E&T課程在3個最先進的創客空間教授,其中配備了12臺3D打印機。讓我們瞭解ASP學校如何通過3D打印機的可用性使學生更緊密地參與工程和技術。

3D打印機在STEM教育中有何用處?

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ASP CAD和3DP課程和學生

STEM教育-3D打印機為學生提供新的技術工具

STEM中的3D打印機可以讓學生了解技術的魅力,一種讓學生通過使用新的技術工具來實現自己的想法,或者可以認爲使用工具使想法成真或解決實際問題的過程只是體驗技術的過程。

作爲E&T課程的主要部分,ASP學校建立了CAD和3DP打印單元,學生學習使用3D設計程序(小學的TinkerCAD和初中和高中的Blender)來設計數字3D模型,並學習使用3D打印機將這些虛擬模型製作成真實的物體。

課程從一年級和二年級的建模和3D打印基礎知識發展到3至5年級用於功能和教育目的的更復雜的建模和3D打印。在初中和高中,學生可以更自由地獨立使用3D打印機,並將3D打印整合到學科課程中。

3D打印機在STEM教育中有何用處?

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STEM中的3D打印技術相對簡單,非常適合學校教育。通過CAD和3D打印單元輕鬆訪問STEM和3D打印技術的3D打印機可以作爲一種適度的技術刺激,誘導學生提出更多的技術精神,向學生灌輸一種心態,如果你有美妙的想法,你應該並且可以盡一切努力實現它們。此外,在實際體驗技術或掌握技術工具後,學生將受到更多啓發,會有更多的創造性的想法和思維。

STEM教育-3D打印機幫助學生完成項目

STEM中的3D打印機應用在ASP初中和高中,ASP學生可以更自由地獨立使用3D打印機。他們被指導將3D打印集成到機器人和工程課程中。由於他們能夠在3D打印機上進行簡單的3D打印,因此該年級的ASP學生被教導在建模時應用結構/工程原理,然後他們使用3D打印機進行測試,迭代工作以改進他們的模型,直到獲得專業的原型。

1、製作靈活字符玩具

ASP學生在設計程序上構建鉸鏈模型,並學習導入矢量字符圖像以創建自己的靈活字符玩具。他們將角色圖像切割成幾部分,並將它們與鉸鏈連接起來。在STEM 3D打印和3D打印機上的結果測試後,角色會在鉸鏈上略微彎曲。除了字符外,學生們還做了些比較有趣的模型,像Pokemon,彩虹,幻想生物和動物。

2、創建滑索籃

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這是一個由三年級學生組成的ASP學期期末項目,他們將3 d打印與莖工程相結合,他們設計了一個符合項目要求的滑索籃,通過滑索安全快速地將3 d打印的宇航員角色送下“山”。項目限制包括最大尺寸,沒有支撐的3d打印以及能夠適合宇航員。

除了上述情況外,還有很多其他情況,例如與3D打印集成的電氣工程項目,學生爲需要3D打印零件的蜂鳥鑽頭機器,套件創建項目,3D打印機有助於將設計和工程過程置於學生的範圍內。學生可以以傳統教學方法無法實現的方式可視化和操作對象。此外,這導致對抽象概念的更深入理解,並幫助學生髮展實踐技能。

STEM教育-3D打印機讓STEM主體更具吸引力

在CAD和3DP單元的創客空間之外,ASP學校的一些學科教師也試圖利用3D打印機和CAD軟件。

1、社會研究中的STEM 3D打印

學生們設計並3D打印了自己的城堡,作爲中世紀歐洲課程的一部分。該課程的目的是教授城堡結構作爲一種防禦機制和中世紀生活的一部分。 學生們設計並3D打印了羅馬拱門,以展示他們在橋樑建設方面的實力。

2、科學中的STEM 3D打印

學生們3D打印了粉蟲的“家”,瞭解和照顧粉蟲是關於昆蟲生命週期的科學課的一部分。 學生們種植了他們的豆類植物,併爲他們的植物3D打印了一個花盆。學生們設計並3D打印了一個以山脈和水體爲特色的地形。

3、數學中的 STEM 3D 打印

學生3D打印模型以演示斐波那契數列,包括金三角,貝殼和花朵圖案。 學生使用3D和2D形狀3D打印不同的幾何設計,以練習它們之間的名稱和差異。 學生3D打印不同的形狀,以演示和練習計算體積,周長和面積之間的差異。教師3D打印了一些道具,比如高級3D形狀,表面是2D形狀製成。還打印了不同的骰子(4,6,8,10,12,20面),以幫助練習數學計算或概率課程。

3D打印機在STEM教育中有何用處?

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STEM中的3D打印機使學生可以看到他們工作的切實成果,這使得STEM科目更具吸引力和相關性。ASP學校的STEM項目主任兼3D打印協調員Jacob Kaminski說,他發現學生們對在CAD程序中設計東西然後打印它們感到非常興奮,所以這確實增加了學生的參與度,並激勵學生們盡最大努力在工作中,甚至加倍努力。

STEM教育-Flashforge 3D打印機有助於STEM課程

ASP學校的創客空間擁有3D打印機,是STEM教育的絕佳資源。他們2022年開始使用 Flashforge 打印機。他們有9臺Flashforge Adventurer3 3D打印機,小學5臺,初中和高中4臺。他們很樂意考慮擴大他們的Flashforge打印機機群,包括Flashforge Adventurer4 3D打印機,也許還有其他機型,Director Jacob說。

Director Jacob十分認可Flashforge 3D打印機,是因爲Flashforge 3D打印機設計有封閉的腔室和室內的HEPA空氣過濾器,有力地克服了3D打印過程中空氣污染的隱患。

3D打印機在STEM教育中有何用處?

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Director Jacob說,他們的學校和家長都非常關注3D打印機的使用。他們用Flashforge Adventurer 3替換了其他3D打印機,因爲它們是封閉的3D打印機。長遠來看,他們在創客空間中運行的所有3D打印機都會換成封閉的,在創客空間的后角運行它們,因為Flshforge 3D打印機帶有HEPA空氣過濾器,以幫助防止任何健康問題,並向父母保證設備安全是他們的主要關注點之一。

自從將Makerspace的打印機切換到Flashforge Adventurer 3以來,ASP對Flashforge Adventurer 3非常滿意。Director Jacob給出了更多認可Flashforge Adventurer 3 3D打印機的理由:

一體式設計,到手即可打印;

模塊化維修 ,特別是噴嘴和熱端,十分方便學生們使用。

實惠的價格

可靠的打印效果,良好的牀附着力和打印質量,高性價比;

易用性 ,Flashforge3D打印機的觸摸屏界面既直觀又易於使用;

特別是對於剛接觸STEM中3D打印的學生和老師來說,他認爲Flashforge Adventurer 3是一款出色的3D打印機,可以讓學生更容易的掌握3D打印技術。

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