3Dプリントを初等・中等教育に統合する方法が明らかに

この投稿は、Dongfang Xiong によって 2016-1-20 15:34 に最後に編集されました。

3Dプリント技術は、一般的に第3次産業革命の重要なシンボルの1つと考えられています。複雑な構造、微細な寸法、特殊な性能を備えた芸術的なモデルや部品を、短時間で簡単なプロセス手順で作成できるため、工業製造、バイオメディカル、建設工学、科学研究などの分野で急速に応用されています。車を印刷する、骨を印刷する、家を印刷する...この技術の魔法のような応用は、新聞やインターネットでよく見かけます。では、私たちが教室に入ると、3D 印刷技術は何をもたらすのでしょうか?

今年2月、中国工業情報化部は「国家付加製造産業発展促進計画（2015～2016年）」を発表し、子供たちの革新教育における3Dプリント技術の応用を加速する必要があると指摘し、「学校付加製造技術普及プロジェクトを組織・実施し、学校に付加製造設備と教育ソフトウェアを配置し、付加製造知識の教育トレーニングコースを設け、学生の革新設計への興味、趣味、認識を育成し、条件に合う企業に付加製造インターンシップ拠点を設置し、教育実習を奨励する」と述べた。

先進国では3Dプリント技術が教育分野に導入されて久しい。アメリカでは、ほぼすべての大学、短大、小学校で 3D プリントのコースが開設されています。若者の3Dプリントに対する革新意識と技術手段を育成することで、3Dプリントは「アメリカのスマート製造」の強力な手段となり、製造業における中米間の競争において重要な重みとなっている。

わが国における教育分野への 3D プリントの応用はまだ初期段階ですが、わが国における 3D プリンターの敷居が徐々に下がり、その応用分野が拡大するにつれて、この魔法のような技術は再び世間の注目を集めています。現在、3Dプリンターは一部の小中学校や大学の科学研究機関に導入されており、特に基礎教育の分野での教育に活用され始めています。

イノベーションの最前線に立つ深センでは、すでに3Dプリントと教育の組み合わせを模索し始めている。南山実験小学校、南山外国語学校、玉才第二中学校、蛇口学校、月亮湾小学校、麗湖中学校、同楽学校、涛光小学校、深圳小学校、明徳実験学校などは、3Dメーカー連盟に加盟しており、新たな技術革命の下で大胆に革新し、3Dプリントコースを開設して小中学校の情報技術科目の内容を充実させ、生徒の創造性を刺激し、思考力を養おうとしています。

3Dプリント技術は仮想世界と現実世界の有機的な融合を実現できるため、キャンパスに3Dプリンターを導入することで、学生のイノベーションと実践能力を訓練し、創造力と想像力を現実に変えることができます。これにより、学生の実践能力と思考能力が大幅に発達し、学校のトレーニング方法の変化が実現します。今後3〜5年で、国内の基礎教育、高校教育、さらには高等教育において3Dプリントコースの需要が高まり、3Dプリント技術を実践する斬新なコースとして注目されるようになると予測しています。

3Dプリントは伝統的な教育方法を覆すだろう

伝統的な教育で成績がよくない学生の中には、主に彼らが学ぶコースが理論的すぎて興味がないことが原因であることが判明しました。抽象的な概念を暗記することで学生は試験に合格できますが、試験が終わるとすぐに忘れてしまいます。3Dプリンターは退屈なコースを生き生きとさせることができます。これは視覚と触覚の両方を備えた学習方法であり、非常に魅力的です。触覚学習では、学生は黒板やモニター上のテキストやグラフィックを単に見るのではなく、触覚を通じてコアコンセプトの3次元モデルを把握します。これにより、知識を吸収して消化することができ、学生が学んだコースを忘れるのを防ぐことができます。

有名なイギリス人教師デイブ・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。」

3D プリントを初等・中等教育と有機的に統合するにはどうすればよいでしょうか?

1. 3D プリント技術を普及させるために、3D プリントに関する選択科目を提供する。教室内に簡単な 3D プリントコースを設けて、3D プリント技術そのものを紹介します。特に小中学生向けには、次のような簡単なモデルがカリキュラム教育ツールとして選択されており、作成に 1 時間もかかりません。

2. 教師向けの指導ツールを印刷することは、教師が適切な教材を素早く作成するための優れた方法です。
たとえば、生物学の授業では、3D プリントを使用して、体内のさまざまな臓器の組織構造を完全に復元し、生徒が観察して学習できるようにすることができます。

化学の授業では、3D プリントされた複雑な分子構造により、生徒は学習や観察が容易になります。

歴史の授業では、3D プリントによって重要な出来事の古代の遺物や器具を復元し、生徒が歴史の真実を理解するのに役立ちます。

地理の授業では、3D プリントでユニークな地質学的特徴を制作し、特殊な地形や文化的知識を学ぶことができます。これは直感的で鮮明であり、教師が適切な教材を素早く作成するのに最適な方法です。

3. 生徒が 3D モデリングを学習できるように指導します。

市場には、教室での授業に導入できるシンプルで使いやすい 3D 設計ソフトウェアが数多くあります。たとえば、Autodesk が製造する設計ソフトウェアシリーズ (Tinker CAD など) を使用すると、小中学生が簡単にモデル設計を始めることができます。生徒自身がデザインしたものを3Dプリンターで直接印刷することができるので、生徒の興味や趣味の向上に大いに役立つことでしょう。

4. 小さなメーカーチームを結成し、3Dプリントコンテスト、3Dサマーキャンプなどの交流活動を開催します。
深センの「柴火空間」のように、さまざまな3Dプリントメーカーのコンテストやテーマ交換活動が定期的に開催され、学生の想像力と創造力に無限の空間を提供しています。

5. 3D クリエイティブラボまたは体験拠点を設立し、学生が最先端のテクノロジーを体験し、エンターテイメントを通じて学習できる DIY 体験センターを提供します。

3D プリント工場を訪問することで、生徒は教室のデスクトッププリンターよりも高度な産業グレードの 3D プリンターの動作原理を学び、革新的なテクノロジーに対する理解を深め、実践的な練習を通じて自分だけのクリエイティブな作品を印刷することができます。

しかし、キャンパスへの 3D プリントの導入には、次のようなボトルネックがまだ存在します。

1. 3D プリンティングは現在開発の初期段階にあり、中国には関連する人材が少なく、学校でこのコースを教える教員が不足しています。

2. 現在、中国の学生向けの教材は不完全であり、教育プログラムは十分に体系化されていません。

3. サポート機器が比較的高価である。

4. 現在、3D プリント技術にはモデリングやその他のソフトウェア操作において一定の技術的障壁があり、学生の学習を困難にしています。

このため、3D プリンティングは基本的な教育サービスに加えて、より多くの産業市場を生み出すでしょう。
1. 3D プリントの教育とトレーニング: 優れた 3D プリントの人材を育成し、学校に教育リソースを提供します。

2. 基本的な3Dプリント設備：基本的な3Dプリントデスクトップマシンの研究開発に重点を置き、コストを削減し、学校による大量購入に適したプリンターの製造に努めます。

3. サポートソフトウェアの開発または最適化：3Dプリントモデリングソフトウェアをシンプルで操作しやすいものにし、徐々に「フールスタイル」の操作手順に合わせ、子供が一度に習得できるサポートソフトウェアの開発に努めます。

3Dプリントの教育への推進は一方通行ではありません。逆に、教育分野への浸透が3Dプリント技術の進化を促進する可能性があります。

ネットワーク化された遠隔生産であれ、インテリジェント製造であれ、前提となるのは技術サポートです。現在、金型製作や手工芸品製造などのパーソナライズされた需要分野への3Dプリントの応用は受け入れられていますが、より広く使用されるためには、技術が成熟する必要があります。

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、学生は間違いなく最適なグループです。この時期の学生は好奇心と創造力がもっとも旺盛です。技術を徐々に研究し、独自のアイデアと創造力を生み出せば、継続的な技術開発の力と相まって、3Dプリント業界に確実にフィードバックされ、3Dプリント技術のさらなる発展が促進されるでしょう。

3Dプリントによる教育の推進であれ、教育から3D産業の発展へのフィードバックであれ、3Dプリントの革新技術の強い生命力と巨大な発展の見通しを見ることができます。情報技術が急速に変化し、最先端技術が絶え間なく出現している時代に、「創造性を刺激し、体験を重視する」ことは、教育分野における情報技術カリキュラム改革の核心概念です。学生が創造性を養い、新しい体験の中で学ぶ楽しさを味わえるようにすることは、間違いなく「大衆起業と革新」の未来の光を灯すでしょう。
出典: 広天研究所

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