СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ: АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ИННОВАЦИИ
Вы здесь
Аддитивные технологии в образовании
Аддитивные технологии в образовании
The additive technologies in education
Токарева Наталия Михайловна, Генеральный директор ООО «3Д комплекс», г. Воронеж
Natalia Tokareva, General Director of the limited liability company «33D Complex», Voronezh
Сегодняшние реалии заставляют по-новому оценивать возможности, предоставляемые нам разного рода техническими и научными достижениями. Есть необходимость посмотреть на данные вопросы не только взглядом обывателя и потребителя, но и взглядом педагога, с целью применить современные технические и технологические новинки в образовательном процессе школы.
Использования аддитивных технологий в образовательном процессе открывает новые возможности как для преподавателей, так и для учеников, хотя до сих пор идут бурные споры среди педагогов, теоретиков и практиков о необходимости этих технологий в образовании.
Применение 3D-технологий дает возможность не только изготовить и рассмотреть проектируемую деталь, но и оценить её характеристики. Кроме этого, ученики смогут увидеть полный цикл создания изделия: от проектирования до воплощения детали в конечном материале.
Использование 3D-принтеров поможет учащимся получить такие знания, которые позволят им в самостоятельной жизни решать реальные проблемы, используя нетривиальные методы. Это достигается изменением их мышления, в результате чего достигается понимание возможности свободной трансформации или точного воспроизводства любых физических объектов.
Рисунок 1. Работа 3D-принтера в гимназии им. Кольцова, г. Воронеж
Использование 3D-принтеров в образовательном процессе позволит:
Анализ современных целей общего образования, условий достижения новых образовательных результатов показывает, что одной из наиболее важных характеристик развития системы общего образования является изучение процесса внедрения инновационных технологий в образовательный процесс. Сегодня эти требования особенно актуальны, поскольку сфера человеческой деятельности в технологическом плане в настоящее время очень быстро меняется. На смену существующим технологиям быстро приходят новые, специалисту приходится их заново осваивать, и в этих условиях, несомненно, велика роль инженерно-технического образования, обеспечивающего профессиональную мобильность человека, готовность его к применению новых технологий, в том числе с использованием современных информационных средств.
В качестве пилотного проекта мы предлагаем включить в образовательную программу предметной области «Технология» использование 3D-принтеров как инструмента для ее реализации.
В связи с ростом высокотехнологичного промышленного производства, на рынке труда ощущается острый дефицит квалифицированных инженерно-технических кадров: инженеров-конструкторов, инженеров-проектировщиков, инженеров-механиков, программистов, дизайнеров, архитекторов. Данная проблема возникла в том числе из-за недофинансирования системы образования в 90-х годах ХХ века и в начале ХХI века. Это не позволило обеспечить систематическое обновление материально-технической базы учреждений, вследствие чего значительно снизилось качество освоения предметной области «Технология» и произошла потеря мотивации к ее изучению со стороны школьников. Еще большую актуальность проблеме придала ситуация тотального перехода на Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (ФГОС ООО). Стандарт задал высокую планку результатов освоения «Технологии» и качественно иной уровень материально-технического оснащения образовательного процесса, что для системы образования оказалось серьезным вызовом. Ответить на этот вызов с позиции одной школы практически невозможно, необходимы системные действия, направленные на модернизацию технологий и содержания образования.
Локальное и несистемное оснащение образовательных учреждений 3D-оборудованием не решает проблему в целом, а иногда, когда оборудование закупается «для галочки» и нет внятной программы его использования, дает обратный эффект.
Мы уверены, что технических специалистов необходимо готовить со школьной скамьи, мотивируя обучающихся к изучению предметов технической направленности и к выбору ими профессий инженерно-технического профиля.
Внедрение разработанной нами программы позволит воспитать специалистов, обладающих современным инженерным мышлением и способных решать сложнейшие задачи в высокотехнологичных отраслях.
Основным эффектом реализации проекта станет повышение мотивации обучающихся к изучению предметов технической направленности и последующий их выбор профессий инженерно-технического профиля, в том числе в системе среднего специального образования.
Содержательной основой реализации проекта является федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования, а также определенный теоретический и практический опыт, накопленный в Воронежской области в результате реализации образовательного проекта «Создание разноуровневой образовательной среды на основе информационно-коммуникационных и 3D-технологий – Индустриальная школа».
Примерная (базисная) учебная программа по технологии с применением 3D-принтеров разработана с учетом уже накопленного опыта использования 3D-технологий в дополнительном образовании и во внеурочной деятельности, с опорой на новую идеологию построения современного общего образования, ориентацию его на достижение значимых образовательных результатов. Без освоения этого уровня компетентность школьника не может быть признана достаточной для полноценного продолжения образования и последующего личностного развития.
В соответствии с требованиями ФГОС ООО к результатам предметной области «Технология» использование 3D-принтеров позволит:
Использование 3D-принтера позволит получить:
• Предметные результаты
• Личностные результаты
развития их образного, алгоритмического и логического мышления;
• Метапредметные результаты
Предлагаемые 3D-принтеры разработаны специально для детей школьного возраста и идеально подходят для желающих начать знакомство с аддитивными технологиями и изучать основы 3D-печати. Они просты в использовании, безопасны, надежны, доступны по цене.
Разработанная образовательная программа успешно работает в школах Белгородской, Воронежской, Липецкой и других областей Российской Федерации.
Рисунок 2. Участие компании «3Д-комплекс» в Образовательном салоне Вологодской области, август 2018 года
Наши специалисты совместно с Воронежским институтом развития образования разработали программу подготовки преподавателей образовательных организаций с целью формирования профессиональных компетенций в области аддитивных технологий.
Совместно с Воронежским государственным педагогическим университетом разработаны методические рекомендации, которые позволят качественно организовать учебный процесс по освоению аддитивных технологий и практическому моделированию с помощью 3D-оборудования.
Необходимо внедрять 3D-технологии в школы, чтобы наше образование было более конкурентоспособным, чтобы в будущем на рынке труда наши школьники стали востребованными специалистами, готовыми работать по новым мировым стандартам. За 3D-технологиями будущее, и этим будущим станут сегодняшние школьники.
Образование и аддитивные технологии
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Статья относится к принтерам:
Современные стандарты обучения формируются с учетом тенденций развивающегося мира. Сейчас многие школы активно внедряют в базовую программу дополнительные модули связанные с новыми технологиями. Так, ориентируясь на образовательный стандарт, где прописано, что дети должны ознакомиться со станками цифрового производства, которым является 3D принтер, в школе №151 города Красноярска решили внедрить обучение 3D моделированию и печати на уроках технологии. Расскажем, что из этого вышло.)
В 2017 году в школе №151 города Красноярска был открыт технологический класс, задачей которого было создать условия для обучения детей цифровым технологиям. 3D принтеры были в списке оборудования, которым школа хотела оснастить свой класс.
К нам за консультацией обратился Никита Данилюк, учитель технологии из этой школы, победитель конкурса «Учитель года грода Красноярск 2019». Основной вопрос был даже не в выборе 3D принтера, а в том, что на нем делают в школе, есть ли опыт работы со школами, разработаны ли какие-то программы обучения в других школах. Стоит отметить, что в Красноярске на тот период было не так много школ, оснащенных 3D принтерами, чтобы обменяться опытом. А наша компания была спонсором проведения WorldSkills в городе Красноярске, помогала в проведении Олимпиады 3D образование в городе Железногорске и плотно сотрудничала со школами, проводя обучение учителей работе на 3D принтерах.
Сейчас 3D принтеры Hercules гармонично вписывается в образовательную программу школы и помогает в реализации многих школьных проектов.
Знакомство с 3D печатью начинается с 5го класса. Под руководством преподавателя каждый ученик 5го класса пробует себя в этом деле: создает модель и распечатывает небольшой объект, например, маленькую букву, это формирует понимание технологии. В 7ом же классе ребята уже выбирают и печатают изделие, которое может быть использовано в жизни. Как правило, это проекты социальной направленности, например предметы для игр и обучения младших классов.
Ученики используют аддитивные технологии не только на уроках труда. Благодаря появлению 3D-принтеров, у детей появилась возможность воплощать свои уникальные идеи с помощью 3D-печати. Теперь доклады для конференций и проекты для олимпиад дополняются наглядными моделями, многие ребята становятся призерами и победителями конкурсов. Никита Данилюк поделился с нами успехом своего ученика из 11го класса, который едет на итоговый этап Всероссийской олимпиады школьников с проектом почти полностью выполненном на 3D принтере.
В другие предметы 3D принтеры тоже вносят свой полезный вклад. Современная программа образования развивается достаточно быстро, иногда дополнительных материалов по определенной теме еще нет в школе. Поэтому сами учителя печатают наглядные модели для демонстрации различных процессов и механизмов по темам уроков. Это помогает дополнительно вовлечь учеников в изучаемую тему, ведь в школе ученики постоянно находятся с учителем, особенно если он начинает какую-то деятельность. Таким образом, ученик не просто смотрит на демонстрационную модель, а сам участвует в процессе создания, разбирается в структуре, расположении элементов и принципах работы. Дети и самостоятельно стараются вносить свой вклад, так ученики 5го класса для своего доклада по биологии напечатали слона, доклад был более ярким и дети показывали как у модели шевелятся ноги и уши.»
И главное, это очень интересно детям, а там, где интересно там лучше запоминается и проще изучается.
Полное видео про опыт школы №151 на канале Аддитивная кухня:
Много полезного видео для пользователей 3D принтеров Hercules и не только на нашем Youtube канале
Следите за нашими новостями в социальных сетях vk, instagram, fb
Анонсы мероприятий, новости, акции пишем в telegram канале
» ТЕХНОЛОГИЯ» Применение аддитивных технологий в школьном образовании.
Аддитивные технологии в образовании
В недалеком прошлом (10-15 лет назад) аддитивные технологии использовались преимущественно в традиционно технологически продвинутых отраслях – аэрокосмической, авиационной и автомобильной промышленности, а также в приборостроении и медицине. В эпоху инновационной экономики время, затраченное на производство товара, является важнейшим фактором успеха бизнеса. Поэтому все больше направлений промышленности осваивают аддитивные технологии. Все чаще их используют научно-исследовательские организации, архитектурные и конструкторские бюро, дизайн-студии и просто частные лица для творчества или хобби. Во многих колледжах и университетах 3- d принтеры являются неотъемлемой частью учебного процесса для профессионального обучения инженерным специальностям.
Творчество – это процесс создания чего-то нового, нового интеллектуального продукта которого еще не было, который еще не был придуман. Техническое творчество – это сплав современных технологий, знаний и фантазии человека. Аддитивные технологии способствуют развитию данного направления.
Применение аддитивных технологий в школьном образовании.
Аддитивные технологии в образовательном процессе целесообразно применять в техническом творчестве обучающихся на стадии моделирования и прототипирования, инженерного решения какой либо задачи.
Таким образом, достигается главная цель технического творчества – создание чего-то нового, а именно нового интеллектуального продукта. Мысль и идея становятся материальными.
Образование и аддитивные технологии
Современные стандарты обучения формируются с учетом тенденций развивающегося мира. Сейчас многие школы активно внедряют в базовую программу дополнительные модули связанные с новыми технологиями. Так, ориентируясь на образовательный стандарт, где прописано, что дети должны ознакомиться со станками цифрового производства, которым является 3D принтер, в школе №151 города Красноярска решили внедрить обучение 3D моделированию и печати на уроках технологии. Расскажем, что из этого вышло.)
В 2017 году в школе №151 города Красноярска был открыт технологический класс, задачей которого было создать условия для обучения детей цифровым технологиям. 3D принтеры были в списке оборудования, которым школа хотела оснастить свой класс.
К нам за консультацией обратился Никита Данилюк, учитель технологии из этой школы, победитель конкурса «Учитель года грода Красноярск 2019». Основной вопрос был даже не в выборе 3D принтера, а в том, что на нем делают в школе, есть ли опыт работы со школами, разработаны ли какие-то программы обучения в других школах. Стоит отметить, что в Красноярске на тот период было не так много школ, оснащенных 3D принтерами, чтобы обменяться опытом. А наша компания была спонсором проведения WorldSkills в городе Красноярске, помогала в проведении Олимпиады 3D образование в городе Железногорске и плотно сотрудничала со школами, проводя обучение учителей работе на 3D принтерах.
И главное, это очень интересно детям, а там, где интересно там лучше запоминается и проще изучается.рите наш полный выпуск про применение 3д печати в школе №151 на канале Аддитивная кухня
Аддитивное производство и 3D-печать: что нужно знать в первую очередь
Аддитивное производство – процесс соединения материалов для создания объектов на основе данных трехмерных моделей, как правило, послойно, в отличие от субтрактивного метода и метода формовки. В разное время использовались такие термины, как аддитивное изготовление, аддитивные процессы, аддитивные методы, аддитивное послойное производство, послойное производство, изготовление твердотельных изделий произвольной формы и изготовление изделий произвольной формы.
В этой динамически развивающейся отрасли быстро появляются новые термины. 3D-печать, согласно стандарту ISO/ASTM 52900, — это изготовление объектов путем нанесения материала печатной головкой, с помощью сопла или другой технологии печати. В прошлом этот термин ассоциировался с недорогими станками невысокой производительности. Однако сейчас это не так: термины «аддитивное производство» и «3D-печать» означают одно и то же.
«Аддитивное производство» (Additive Manufacturing) — официальный отраслевой термин, утвержденный организациями по стандартизации ASTM и ISO, однако словосочетание «3D-печать» более распространено и фактически стало стандартом. Особенно широко оно используется в СМИ, терминологии стартапов, инвесторов и других сообществ.
Процессы
Технологии 3D-печати
Основные технологии, применяемые при создании изделий на аддитивных установках:
Расходные материалы
Основные материалы, используемые в аддитивных процессах:
Сферы применения аддитивных технологий
Аддитивные технологии используются для создания физических моделей, прототипов, образцов, инструментальной оснастки и производства пластиковых, металлических, керамических, стеклянных, композитных компонентов и компонентов из биоматериалов. Принцип действия аддитивных установок основан на построении тонких горизонтальных слоев из 3D-моделей, созданных с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР) и 3D-сканеров.
АП упрощает и ускоряет процесс разработки продукции. Компании прибегают к аддитивным технологиям, стремясь сократить время производства, повысить качество продукции и сократить затраты. В качестве средства визуализации 3D-печать помогает предприятиям определить вероятность создания дефектной или неудовлетворительной продукции. Кроме того, разрабатываются методы, процессы и системы для изготовления оснастки.
3D-печать активно используется для повышения качества оснастки для литья под давлением. В некоторых областях АП применяют для получения результатов, недостижимых при использовании обычных станков. В других производствах аддитивные технологии используются для создания таких инструментов для изготовления и сборки, как зажимные устройства, крепления, шаблоны и направляющие для сверления и резки.
3D-печать оказывает большое влияние на производство многих продуктов. Предприятия — крупные и малые — успешно применяют технологии для производства готовых изделий. По мнению экспертов, прямое производство станет крупнейшей областью применения аддитивных технологий. Эта технология может повлиять на производство больше, чем другие, традиционные, методы.
Отрасль продолжает развиваться, возникают новые методы, технологии, материалы, прикладные задачи и бизнес-модели. Расширяется география и сфера промышленного применения АП. Аддитивные технологии уже оказали огромное влияние на развитие проектирования и производства; в будущем их роль будет все больше возрастать.
Аддитивное производство в России
В России рынок 3D-технологий достаточно молод, но уже показывает динамичный рост (по данным Роснано, около 30% в год). Все больше компаний осознают потребность в применении аддитивных методов в производстве и научных исследованиях. Есть организации, которые активно занимаются сертификацией материалов и уже тестируют 3D-принтеры собственного производства. На предприятиях появляются лаборатории по разработке и внедрению 3D-решений на отдельных участках технологического цикла.
Сегодня речь о полном переходе на аддитивные технологии не идет – пока что они способны эффективно дополнять классические процессы или заменять их на каком-то определенном участке цикла. Тем не менее, эксперты отрасли утверждают, что в недалеком будущем аддитивное производство станет неотъемлемой частью технологических процессов на предприятии.
Хотите узнать больше о 3D-технологиях? Подписывайтесь на наш блог и получите консультацию у экспертов iQB Technologies : +7 (495) 269-62-22.
