3D プリントが教育分野に参入し爆発的に普及！

この投稿は Little Soft Bear によって 2016-12-26 15:48 に最後に編集されました。

11月、3Dプリンター大手のメーカーボットは、家庭用を主要ターゲット市場として挙げることをやめ、専門分野や教育分野にさらに多くのリソースを割り当てることを決定した。そして、以前Antarctic Bearが出席したCanon Mei Cube 3Dプリンター発表会では、Mei Cubeの市場ポジショニングも教育分野にあることがわかりました。多くの企業が教育用途をデスクトップ3Dプリンター市場の突破口とみなしているようです。

Antarctic Bear は、Makerbot がこの決定を下したのは少し遅かったと感じています。過去2年間、教育分野における3Dプリント技術の応用に関するニュースが数多くありました。わが国の多くの3Dプリントメーカーは、このビジネスチャンスに早くから注目し、教育市場の開拓に着手しました。例えば、Aurora Elvoは昨年教育サービス部門を設立し、さまざまな年齢層の学生の特性に基づいて対応する3Dプリントトレーニングコースを開発し、さまざまなサポートプランを確立して、大学、小中学生に包括的でパーソナライズされた3Dプリント教育サービスを提供することに注力しています。過去2年間で、ますます多くの3Dプリント企業がさまざまな教育展示会に参加しており、まるで誰もが教育市場の巨大なケーキの香りを嗅いだかのようです。

3D プリンティング教育市場はどれくらい大きいのでしょうか?

30年以上の開発を経て、3Dプリンティングは急速な発展期に入りました。環境保護、在庫ゼロ、革新などの利点により、3D プリント技術は人気を博しています。 3Dプリント技術の発展に伴い、教育も重要な議題に挙げられており、3Dプリント教育の発展は、3Dプリント技術の可能性を最大限に引き出すための前提条件となっています。

米国のAmerica Makesは、小学校1年生から大学院教育者、一般企業従業員からCEO、主婦から製造業に至るまで、社会全体を3Dプリント知識普及戦略の範囲に設定しています。 3D プリントは製造業でますます広く使用されるようになり、教育の必須部分となるため、学校はこれを欠かすことはできません。そうしないと、社会のニーズに適切に対応できる生徒を育成することができなくなります。

青島第二中学校のキャンパスでは3Dプリンターが生徒に広く歓迎されている

では、教育分野における 3D プリントの市場規模はどのくらいなのでしょうか。正確な統計はまだありませんが、この市場の大きさを示す 2 つのデータをご紹介します。1 つは、2014 年から 2016 年にかけて、1 万ドル未満のデスクトップ 3D プリンターの売上が毎年増加傾向にあり、49.2% から現在は 80% 近くにまで急上昇していることです。これらのデスクトップ 3D プリンターがどの業界に販売されているかに関係なく、この増加は間違いなく巨大です。もう 1 つは、2015 年に中国の教育への総投資額が 3.6 兆元で、GDP の 4.26% を占め、前年比 10.13% 増加していることです。我が国の教育への総投資額は、今後徐々に増加し、GDPの約7％という世界平均レベルに達すると予想されていると報告されています。したがって、3D プリントメーカーにとって、事前に計画を立ててこの巨大な市場を占有することは避けられない選択となります。

一部の教育専門家は、現段階では、3D プリントの市場方向性を専門分野と教育分野に位置付けることが非常に賢明であると考えています。実際、2014年の初めには、元航空航行部大臣の林宗堂氏が中央政府に報告書を提出し、3Dプリント技術を早い段階から推進し、全国の若者の間で10万個の3Dプリントイノベーションの種を蒔くべきだと提案した。その後、「3Dプリンティングイノベーション教育シーディング」計画が国務院および関係省庁・委員会によって承認されました。

当時、林宗堂大臣は、この技術の波の中で、我が国の3Dプリント技術の推進と普及は外国のそれとはまだ差があると指摘し、学校が独立した3Dプリント技術の発展にとって肥沃な土壌であることを痛感しました。学校にマシンを設置することは、少なくとも数十人、あるいは数百人の人々が恩恵を受けることを意味します。キャンパスは間違いなく、3Dプリント技術の普及のための優れた出発点です。

3D プリントが教育業界に参入し、標準になると、伝統的な教育方法が覆される運命にあります。

3Dプリントは伝統的な教育方法を覆すだろう

有名なイギリスの教師、デイブ・ホワイトはかつてこう言いました。「生徒の想像力をかき立てることができれば、彼らの注意を引き付けることができるのです！」 3D プリントが教師のこの取り組みに役立つことは間違いありません。

事実によると、伝統的な教育で成績が悪い学生の中には、主に理論的すぎるコースに興味がない人がいます。抽象的な概念を暗記することで試験に合格することはできますが、試験後は多くの知識ポイントがすぐに忘れられてしまいます。 3D プリントにより抽象的なコースを具体的なものにすることができ、視覚と触覚を組み合わせた学習方法により、退屈なコースを生き生きとした魅力的なものにすることができます。触覚学習では、学生は黒板やモニター上の文字や図を単に見るのではなく、触覚を通じて中核概念の3次元モデルを把握します。これにより、学生は知識を吸収して消化することができ、学んだ内容を簡単に忘れてしまうことを防ぐことができます。

これらの3Dプリントされたおもちゃは学生にとって非常に魅力的です

3Dプリントは学生の実践能力を訓練する

米国では、ほぼすべての学校が 3D プリントのコースを開設しているとのことです。米国アラバマ州にあるライムストーンキャリア＆テクニカルセンターでは、地元の高校生が3Dプリンターを使って設計やモデリングを行っています。生徒たちは設計を修正しながら、これらのモデルを操作し、詳細に研究することができます。さらに、STEM アカデミーは、プログラミングコースの授業に 3D プリンターを導入するために、Stratasys 社との提携を発表しました。

過去 2 年間で、わが国ではますます多くの学校が教育分野における 3D プリント技術の応用を模索し始めており、その応用はますます多様化しています。教師は、3D プリントされたモデルを授業に使用できるだけでなく、このテクノロジーを使用して生徒の創造性を訓練し、設計コンセプトを迅速に検証し、モデルを作成および修正できるようにすることもできます。

たとえば、数学の授業では、幾何学体のモデルを印刷すると、生徒が幾何学内の要素間のつながりをより直感的に理解できるようになります。美術の授業では、グラフィックデザイン作品やいくつかの基本モデルの 3D バージョンを作成することが現実的になっています。化学の授業では、教師が分子モデルを印刷して表示することができ、生徒が化学反応のプロセスを理解するのに役立ちます。生物学の授業では、細胞、ウイルス、臓器、その他の重要な生物学的サンプルを印刷すると、平面の描画よりもはるかに直感的になります。地理の授業では、地形、気候を形成する要因などのモデルを印刷することができ、教師が知識を空想で生徒に伝えるよりも優れています。歴史の授業では、文化遺産や歴史上の人物を印刷して、生徒が「歴史を鏡として使う」ことをよりよく理解できるようにします...

プロフェッショナルなデザインに関しては、革新的な学習者は、建築、医学、生物学、自動車工学、絵画、グラフィックデザイン、歴史考古学などのコースコンテンツを学習し、実験することができます。機械設計や工業デザインなどの専攻では、3D プリンターを使用して外観プロトタイプを直接作成できるため、学生はデザインを 3 次元で評価できます。また、あらゆる複雑さのモデルを製造でき、サンドブラストや塗装を施して生産モデルのレプリカとして使用できます...

教師が3Dプリントモデルを使って生徒に講義をしている

授業に 3D プリントを応用すると、鮮明な DIY と 3 次元の学習方法により、生徒の主観的な体験がよりリアルで直感的になります。彼らは教育のあらゆる側面に効果的に参加し、問題提起者であり問題解決者でもあります。学習者の実践能力と参加能力を向上させるだけでなく、学習者の学習意欲を刺激し、学習者の革新性と創造性を育むこともできます。教師は 3D プリントされた物理モデルを使用して、多段階かつ多角度の教育および学習活動を実施できます。

現在、ほとんどの 3D プリント教育モデルは、3D プリント技術の入門レベルの教育には、CAD モデリング、レーザー科学、材料科学、シミュレーション最適化などの分野の高度な知識が含まれていない傾向があります。 3D プリントの入門教育では、3D プリント技術そのものに重点を置くのではなく、むしろ 3D プリント技術が学生の創造力と想像力を実現するための手段となることに重点を置きます。 3D プリントでは、細胞や臓器を印刷したり、カスタマイズされたモデルやデバイスを印刷したりできます。 3D プリントされたモデルは、化学、物理学、生物学、数学の深い知識を視覚的に理解するためにも使用できます。また、プロトタイプのテストやエンジニアリングソリューションの実証など、社会化コースワークを完了するためにも使用できます。さらに、3D プリント技術は、さまざまなテクスチャや複雑な幾何学的構造の作成など、学生の美的感覚や創造的なインスピレーションを刺激することもできます。

大学の学術教育は、産業グレードの 3D プリント装置自体の操作方法や開発方法に限定されるのではなく、3D プリントのエコシステム全体に焦点を当てた学際的な科目になります。焦点となるのは、産業グレードの 3D 印刷技術をどのように使用および開発するか、航空宇宙、自動車、生命科学などの分野で 3D 印刷技術の可能性をどのように開発するか、ソフトウェアを使用して 3D 印刷のプロセスと結果を制御し、望ましい品質レベルを達成する方法、3D 印刷中のパラメータの変化などの一連のビッグデータを使用して印刷プロセスのプロセスレベルを向上させる方法などです。

編集者は、テクノロジーが飛躍的に進歩するには、まず大勢の関心を持つ人々が必要であり、その最適なグループは間違いなく学生であると考えています。彼らは好奇心旺盛で創造的です。技術を段階的に研究することで、独自のアイデアと創造性を生み出します。継続的な技術開発の力と相まって、3D プリント技術のさらなる発展が確実に促進されるでしょう。

3Dプリントが教育分野に参入し注目を集める

2015年9月、教育部は「第13次5カ年計画期間中の教育情報化の全面的かつ徹底的な推進に関する指導意見」を発表し、「条件が整った地域では、教育プロセスにおける新技術の日常的な応用を積極的に模索し、STEAM教育やメーカー教育などの新しい教育モデルを模索すべきである」と述べた。

STEAM教育とは、科学、技術、工学、芸術、数学の教育を指します。知識経済時代の教育目標の一つは、STEAMリテラシーを備えた人材を育成し、国の人的資源レベルを向上させ、国家競争力を高めることです。

STEAM は、生徒のデザイン能力、批判的思考力、問題解決能力を重視します。 3D プリント技術を教育分野に導入することで、SETAM 教育を促進し、学生の芸術リテラシー、科学技術リテラシー、デジタルリテラシーなどを育成することができます。これは「バイト」だけでなく、物理的なオブジェクトについても当てはまります。現在、中国における主流のSTEAM教育には、ロボット教育、プログラミング教育、3Dプリントなどが含まれています。

学生たちは 3D プリントした作品を持ち寄り、学校が開催する革新的なコンテストに参加します。教育モデルは時代の流れに沿っており、キャンパスは 3D プリント技術の着地点となっています。想像力と創造力の両方を備えた学生は、SFと現実の両方をマスターする可能性が最も高くなります。ほとんどの3Dプリンターはまだ比較的高価ですが、技術が成熟するにつれて、さまざまな関係者が教育市場を獲得するために価格競争を引き起こし、3Dプリンターの価格がさらに下がる可能性があります。さらに、教育部門の注目と、3Dプリンターの教育への応用を積極的に推進するいくつかのプロジェクトにより、将来的には、9年間の義務教育段階で3Dプリント技術教育を普及させることができるかもしれません。もちろん、これには教育行政部門、企業、学校の共同の努力が必要です。

なぜ今なのか？

実際、3D プリントは米国やヨーロッパなどの一部の先進国のキャンパスで最初に推進されました。その後すぐに、日本や韓国などの国でも人気が高まり、多くの学校が3Dプリントのコースを提供するようになりました。これにより、中国は関連する探査のための多くの実用的かつ貴重な経験参考資料を得ることができます。

なぜ今が 3D プリンティングを教育分野に導入するのに最適な時期なのでしょうか?

「3D プリントと学校の授業はますます密接に結びついている」という以前の議論に加えて、Antarctic Bear は、このテクノロジーの現在の学習の敷居はすでに非常に低く、今日の 3D プリンターは操作、性能、品質の点で以前のマシンとは比較にならないほどであると考えています。モデリングソフトウェアはますますシンプルになり、子供でも指で操作できるようになりました。3Dプリンターの操作設計もますますインテリジェントでユーザーフレンドリーになり、習得が非常に簡単になりました。杭州児童宮殿の3Dプリントコースの教師は記者に対し、多くの学校が現在、印刷機器を購入し、3Dプリントを延長コースに組み込んでいると語った。子供たちは学校でこの技術を学ぶことができ、最も小さい子供は3年生か4年生から学び始めることができる。

3Dモデリングの授業を受ける学生たち。さらに、政府の強力なサポートと指導、多くの3Dプリント企業と同盟の推進により、3Dプリント技術の社会的受容は高まっています。「Made in China」などの概念と目標の導入、製造業のアップグレードと変革により、中国社会は上から下までイノベーションの良い雰囲気を形成しています。 3D プリンティングは仕事や日常生活においてますます重要になってきているため、多くの教育者は、子供たちが 3D プリンターに早く触れるほど、将来の社会にうまく適応できるようになると考えています。

社会的な認識が形成され、3Dプリントはもはや手の届かないハイエンド技術ではありません。教育市場が盛り上がりを見せているこの時期に、私たちはいつ加速して市場を掌握し、その第一の味を味わうことができるのでしょうか。

3D プリントが教育分野に参入する場合、何に注意すべきでしょうか?

南極熊はかつて、3Dプリント教育の分野で3年間働いてきた教育者が自分の気持ちや考えを書き留めているのを見たことがある。彼はこう言った。「（3Dプリント技術教育の）独自の教育アイデアのない技術教育は不完全であり、健全な事業運営のない課外教育は長続きしない。真新しい教育評価基準がなければ不完全であり、オンラインとオフラインの相互作用がなければ、将来の質の高い教育のニーズを満たすことは不可能である。」

機器販売の観点で見ると、いまだ同質競争から脱却できていないデスクトップ型3Dプリンターが大きな割合を占めており、生産コストが低いオープンソース型3Dプリンターも過去2年間で大量に市場に登場している。入札による大量発注購入モデルを主に採用している学校などの教育機関の場合、価格競争などの無秩序な競争が混入するのは避けられない。消費者である学校は、3Dプリントの最も重要な基準を十分に理解していません。現在、3Dプリンター生産の統一された国家品質基準はまだ発表されておらず、国家調達カタログでは3Dプリンターが推奨されていません。そのため、多くの学校は購入時に指導的なアイデアを得ることができず、入札における価格の重みがさらに高まっています。

さらに、アンタークティックベアが特に心配しているのは、3Dプリンターに触れる生徒の安全です。結局のところ、教育の分野で使用される製品にとって、安全性は最優先事項です。デスクトップ 3D プリンターの大部分は「オープン」に設計されており、教育で最も一般的に使用される 2 つの 3D 印刷技術は SLA と FDM です。 FDM 技術を例に挙げてみましょう。この熱溶解積層法は、材料を溶かして層ごとに積層することで物体を形成します。

現在、私たちが目にする FDM プリンターのほとんどはオープン設計です。材料 (主にプラスチック) の溶解プロセス中に、多かれ少なかれ有害なガスが放出されます。この問題は、ABS 材料であっても PLA 材料であっても避けられません。これらの有害ガスは教室に直接排出され、生徒の健康に害を及ぼします。今後、メーカーが非毒性の印刷材料とより安全な機器を開発してくれることを期待しています。これはデスクトップ 3D プリンターの開発方向でもあると信じています。

結論現在、世界各国で3Dプリント技術の研究開発や市場開拓が行われています。 3Dプリント時代の到来により、さまざまな業界が大きな変化に直面しますが、教育業界も例外ではありません。政府の指導と大企業の3Dプリントへの関心の高まりにより、原材料費はそれに応じて低下し、プリンター技術は向上し続けることが予測されます。時間が経つにつれて、3Dプリンターの費用対効果はますます高くなると信じています。 3D プリント技術がまもなく教室に導入されます。教育の大変革の時代の到来に備えましょう。

出典: 3Dプリンティングビジネスニュース拡張リーディング速報: ゼネラルエレクトリック（GE）が3Dプリンティング教育を支援するために1000万ドルを投資全国3Dプリンティング教育連盟が正式に設立

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