3D-технологии в обучении: история появления, использование и перспективы

Новые технологии меняют мир, модифицируя производства и давая второе дыхание самым обычным профессиям. Появление трехмерной печати стало крупным прорывом в современной науке и отразилось на многих других сферах деятельности, включая образование. Еще 10-15 лет назад 3D принтер казался научной фантастикой, но сегодня он стал доступен не только большим организациям, но и многим обычным пользователям. Оборудование для трехмерной печати позволяет получать объемные модели различных предметов, деталей, конструкций, предварительно спроектировав их на компьютере.

3D технологии в образовании

В последнее время в сфере образования активно используются новые технологии, в том числе и трехмерная печать. Обучение школьников и студентов разных специальностей при помощи 3D моделей, прототипов, макетов, позволяет лучше воспринимать и анализировать информацию. 

При этом технологии печати 3D применяются не только для создания демонстрационных учебных пособий, но и для получения детьми практических навыков проектирования и работы с 3д-принтером. Программой учебного заведения может быть предусмотрено создание моделей прямо на уроках (в таком случае есть смысл приобрести принтеры трехмерной печати и сканеры).

Когда появилась 3D печать?

Первые 3д-принтеры появились в конце 80-х годов, но из-за высокой стоимости не пользовались значительным спросом. Достаточно долго такое оборудование воспринималось как своеобразный станок для выполнения узкого ряда специализированных задач. Однако после 2009 года о трехмерной печати стали говорить все чаще, упоминая в первую очередь захватывающие возможности для медицины — открытие методов создания органов при помощи технологии 3D. 

Начиная с 2012 года принтеры трехмерной печати стали активно использоваться разными организациями, в том числе учебными заведениями в Японии, США, Великобритании. Через время появился известный проект, позволяющий каждому собрать собственный 3D-принтер в домашних условиях.

Как трехмерная печать используется в образовании?

Технологии 3D широко применяются в следующих направлениях образования:

• Стоматология — для обучающих целей изготовляются пластиковые или гипсовые челюсти;

• Медицина (в том числе ветеринария) — трехмерные модели органов людей и животных помогают успешному обучению;

• Строительство и архитектура — используются макеты зданий, городских ландшафтов, архитектурных элементов и т.п.;

• География и геология — трехмерные макеты помогают изучать разные ландшафты, горные породы, минералы и прочее;

• Искусствоведение, дизайн — можно создавать макеты интерьеров различных стилей, а также модели предметов искусств.

Кроме того, технология 3D-печати помогает учащимся самостоятельно заниматься проектированием и моделированием в самых разных направлениях. К примеру, это может быть проект создания архитектурного объекта, модели вулкана, макета интерьера и т.д.

Преимущества применения 3D печати в образовании

Использование принтеров для трехмерной печати помогает заинтересовать и вдохновить учащихся на обучение, творчество, внедрение инноваций, новые подходы к решению актуальных проблем. В частности, стоит отметить следующие преимущества технологии 3D:

1. Способствует активному обучению и наработке практических навыков. Освоение любой дисциплины или специальности проходит успешнее при сочетании теории с практикой. Благодаря принтерам-3д студенты не только слушают лекции и читают книги, но также расширяют свое обучение практическими занятиями. Преподаватели могут проводить мероприятия, трансформирующие теоретические знания в получение практического опыта. К примеру, на уроках анатомии ученики при помощи 3д принтера могут создать анатомическое сердце или другой орган. В процессе такого занятия информация усвоится очень легко и запомнится надолго.

1. Помогают лучше понять проблемы и взаимосвязи в реальном мире. При помощи трехмерной печати теоретическое обучение можно заключить в контекст — показать, какие проблемы в мире можно решить при помощи знаний и практических навыков. Так, 3д принтер позволяет создавать детали для усовершенствования разных устройств, органы для протезирования, модели в виде редких животных и прочее.

2. Позволяют расширить процесс обучения. Изготовляя трехмерные модели, ученики легко находят собственные ошибки, обсуждают их на уроке, оценивают, придумывают способы исправления.

3. Развивают фантазию и воображение. Работая с 3д принтером и дизайнерским ПО, ученики вдохновляются на творчество и получают возможность реализовывать собственные идеи. Возможности трехмерной печати огромны, а понимание того, что можно любую идею воплотить в реальность, прекрасно стимулирует творческие способности.

4. Развивают пространственное мышление. Дети учатся анализировать и интерпретировать различные характеристики объектов — размеры, формы, динамику, взаимосвязи и т.п. Наблюдение за объемными средами позволяет делать более правильные выводы и повышает пространственный интеллект.

5. Повышают интерес и мотивацию к обучению. Работать на 3д принтере интересно даже тем школьникам и студентам, которых не слишком заботит успешная учеба. Включая данную технологию в уроки, школа или университет находит дополнительные способы привлечь учащихся к активному обучению, стимулировать к практическим занятиям, создавать мотивацию к освоению необходимой теории. Тем более, что технологию 3д печати можно применять на разных уровнях образования.

6. Помогают лучше освоить специальность и отработать навыки работы с цифровыми технологиями. Инновации и высокие технологии обретают все большую важность в различных сферах человеческой деятельности. Изучение 3D инструментов подготавливает учеников к будущей жизни, поскольку активное развитие трехмерной печати позволяет судить о ее широком распространении: уже через несколько лет 3д принтеры найдут применение практически в каждой профессиональной области.

1. Учат компьютерному мышлению. Работа с 3д печатью позволяет развивать вычислительное и логическое мышление, отрабатывать навыки декомпозиции, помогает мыслить образами, анализировать, рассуждать и находить креативные способы решения разных проблем.

3D-принтеры прочно входят в сферу образования и становятся не менее популярными, чем сенсорные панели, интерактивные доски и прочие цифровые устройства. Что особенно важно — они вызывают большой интерес у молодежи и мотивируют на освоение наук, получение практических навыков. В частности, 3д принтеры хорошо показали себя в программах обучения для детей с ограниченными возможностями.

Перспективы развития

Сфера применения трехмерной печати в образовательных процессах расширяется с каждым годом. В Америке давно и успешно используется образовательная методика STEM, которая акцентирует не на самой науке, а на прикладном ее применении. Можно прогнозировать, что вскоре 3д принтеры будут использоваться для обучения так же повсеместно, как и персональные компьютеры.

Особенности выбора

При выборе устройства для 3д печати стоит учитывать следующие моменты:

1. Техника для школьников должна соответствовать требуемому уровню безопасности. Важно выбирать устройства с закрытой камерой, поскольку процесс 3д-печати осуществляется при высоком нагревании рабочего стола.

2. Производительность устройства, а также качество изготовляемых моделей.

3. Принцип работы и используемые для печати материалы.

4. Простота настройки и эксплуатации. Важно, чтобы школьники могли самостоятельно настроить оборудование и разобраться с программным обеспечением.

5. Простота обслуживания и доступность ремонта. Никакая техника не застрахована от поломок, особенно, если ею пользуются школьники. Стоит выбирать варианты с доступными по цене комплектующими, которые можно без проблем заменить.

Стоит ли покупать бюджетный 3д принтер?

Для профессионального использования, к примеру, в медицине или инженерном деле, нужны 3д принтеры соответствующего уровня — сложные и дорогие. Однако для создания простых моделей в школе и дома подойдет недорогое оборудование 3D печати, которым, к тому же, удобно пользоваться ребенку. 

Бюджетный 3д принтер обладает достаточной мощностью и подходящий набором опций для достижения разных целей. Он позволяет печатать модели по готовым или самостоятельно созданным проектам, подходит для изготовления предметов быта, сувениров, прототипов и прочего. Именно с бюджетного принтера стоит начинать будущему архитектору, дизайнеру, инженеру или скульптору, чтобы затем во взрослой жизни легко перейти на профессиональное оборудование.

Недорогой 3д принтер быстро приобщит вашего ребенка к новому направлению инновационных технологий и даже поможет отвлечься от компьютерных игр. А самые ярые поклонники виртуальных сражений смогут создать своих любимых персонажей и популярные локации в трехмерном виде — превратить виртуальный игровой мир в реальный.

Широкий ассортимент 3д-принтеров 

Современный рынок 3D принтеров активно растет, регулярно предлагая потребителям новые модели. В интернет-магазине вы найдете широкий выбор оборудования для трехмерной печати — для детей, для бизнеса, для дома и т.д. Чтобы не запутаться в разнообразии моделей, обращайтесь к нашим специалистам за консультацией и помощью.

Заключение

3D-печать — популярная инновационная технология, которая используется в различных сферах деятельности, позволяя взрослым и детям развивать самые разные навыки. Образовательные программы любого уровня несомненно выигрывают от применения трехмерной печати — становятся более интересными, увлекательными, понятными, прикладными. Работая с 3д-принтером, дети быстрее и лучше усваивают материал, развивают творческие способности, учатся генерировать идеи и воплощать их в реальность.