技術大學教授評估高中生3D打印機教育工作
美國工程師和數學家們正在進一步挖掘3D打印在教育中的價值,并在論文《高中生設計和3D打印機教學:經驗和教訓》中概述了他們的發現。改論文由Ahmed Cherif Megri等博士撰寫。在他們向中學生教授增材制造和3D打印機的過程中,探討了他們碰到的困哪和成功的里程碑,最終致力于培養高端制造業人才。
隨著對先進制造工藝和技術需求的增長,對精通STEM(science, technology, engineering and mathematics科學,技術,工程和數學 )教學的工程師和個人愛好者的需求將持續下去 - 因此,推動教育以吸引更多的年輕人,了解和接觸這種復雜的科學,技術,工程和數學項目顯得尤為重要。在其暑期課程中,學生學習如何使用3D打印機和3D打印的過程。
來自當地高中的十三名學生,由高一和高二的學生組成,參加了此次在北卡羅來納州立農業技術大學(NCAT)舉辦的為期兩周的訓練營。整個訓練營的指導老師由兩名大學老師、一名助理教師,一位本科在讀學生和一位高中老師組成。學生們需達到成績要求,教師推薦信要求并支付200美金即可參加。他們還在夏令營開始之前有一場見面會。學生們需要全天在夏令營學習和玩耍,主要圍繞3D設計和3D打印展開。學生們需要同時展開四個項目,不僅僅是提高STEM技能,還可以提高他們的溝通技巧(兩周后的成果PPT)。每個學生均可以使用掃描儀和抗拉強度測試儀。
工程設計和制造技術與3D打印課程密切相關,并有著迭代性設計的復雜性。
“在課程的早期,學生們學會使用2D繪圖,”論文解釋到。“隨著項目的進展,學生們轉向3D CAD軟件使用,為3D組件創建藍圖,或是學習3D打印出原型。”
項目1:指尖玩具
項目2:閃存盤收納盒
在營地現場,從基本款到高級款的各種3D打印機一應俱全 - 教師可以向學生展示如何使用更復雜的硬件。 “每個項目都被當做是一個設計問題得到解決。按由簡到繁的順序,項目依次呈現,從而提高學生對軟件功能使用的理解,”論文中解釋道。 學生需要調查后,使用3D建模和3D打印工具完成設計。他們兩兩合作,并在教師的密切指導下,使用3D打印機3D打印他們的項目。 論文主要通過以下方式評估了研討會的成功:1.被NCAT機械工程專業和技術學院錄取的學生數。2.關于研討會對學生影響的定性和定量數據3.學生調查評估。
對于這些老師們,他們發現研討會的總結具有重要價值,學生們通過3D打印等技術學習如何創造設計并實現設計。他們還學會如何展示自己的作品,以及深化對概念的了解。 “我們未來幾年的目的是克服缺點,并利用好去年NCAT(美國工程協會贊助)開發的各種外展計劃的優勢,”作者總結說。我們的目標是提升學生和美國現有先進技術教育間的表現力。這次我們的調查對象是中小學生及其老師們。我們都知道,學生對數學和科學的態度在年輕時就會發芽,在高中會定型。為了鼓勵年輕學生從事科學,技術,工程和數學(STEAM)方面的職業,NCAT將為學生及其教師量身制造計劃。“
教育3D打印機不但對學生和教師來說很有趣,而且為學生們未來的職業生涯提供了必不可少的開端——項目涉及機器人,獸醫假肢,甚至是微流體及其設備。
項目3:頭盔設計
項目4:火車
項目5 ::3D打印機模型|樂高珠寶盒/鑰匙扣
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