Στο ραγδαία εξελισσόμενο τοπίο της εκπαίδευσης, η ανάγκη για ποικίλα και χωρίς αποκλεισμούς διδακτικά βοηθήματα έχει καταστεί υψίστης σημασίας. Η προσαρμογή επιτρέπει στους εκπαιδευτικούς να αντιμετωπίζουν τις μοναδικές μαθησιακές ανάγκες κάθε μαθητή, ιδίως εκείνων που μπορεί να μην επωφελούνται από τις παραδοσιακές μεθόδους. Μία από τις επαναστατικές τεχνολογίες που ανοίγουν το δρόμο για μια τέτοια εξατομικευμένη μάθηση είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση.
Αρχικά, η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να μετατρέψει αφηρημένες έννοιες σε απτά αντικείμενα. Αυτή η απτική προσέγγιση μπορεί να είναι ιδιαίτερα επωφελής για μαθήματα όπως τα μαθηματικά και οι φυσικές επιστήμες, όπου οι αφηρημένες έννοιες συχνά αποδεικνύονται πρόκληση. Με τη μετατροπή αυτών των ιδεών σε κάτι που οι μαθητές μπορούν να αγγίξουν και να αλληλεπιδράσουν με αυτό, η μαθησιακή διαδικασία γίνεται πιο ελκυστική και αξιομνημόνευτη. Όταν οι μαθητές εισάγονται στη μαθηματική μοντελοποίηση μέσω της τρισδιάστατης εκτύπωσης, μπορούν να κατανοήσουν καλύτερα τις άυλες έννοιες.[1] Επιπλέον, η φιλοδοξία να υλοποιήσουν μια ιδέα σε μια φυσική μορφή, ενθαρρύνει τους μαθητές να ασχοληθούν με την ακριβή εικονική μαθηματική μοντελοποίηση, να καλλιεργήσουν ένα συνοπτικό και ακριβές μαθηματικό λεξιλόγιο και να κατασκευάσουν ακολουθίες λογικών, επαληθεύσιμων οδηγιών, οδηγώντας τελικά στην απόκτηση βασικών μαθηματικών δεξιοτήτων.[2]
Επιπλέον, η πρακτική προσέγγιση όχι μόνο βοηθά στην κατανόηση αλλά και ενισχύει τις διδακτικές ικανότητες των εκπαιδευτικών. Όταν οι εκπαιδευτικοί υποβάλλονται σε επαγγελματική ανάπτυξη σε αυτόν τον τομέα, η ικανότητά τους στη μετάδοση εννοιών μαθηματικής μοντελοποίησης εμπλουτίζεται περαιτέρω.1 Τα μαθηματικά, που συχνά θεωρούνται ως ένα μάθημα γεμάτο αφηρημένες έννοιες, μπορούν να γίνουν πιο προσιτά και ελκυστικά μέσω της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Για παράδειγμα, η οπτικοποίηση πολύπλοκων γεωμετρικών σχημάτων ή συναρτήσεων του λογισμού γίνεται πιο απλή όταν οι μαθητές μπορούν να αγγίξουν και να αλληλεπιδράσουν με τρισδιάστατα εκτυπωμένα μοντέλα. Αυτή η απτική προσέγγιση προάγει τόσο τη μαθηματική όσο και τη σχεδιαστική σκέψη, επιτρέποντας στους μαθητές να δουν τις πρακτικές εφαρμογές αυτών που μαθαίνουν.[3] Επιπλέον, η τρισδιάστατη εκτύπωση δεν είναι απλώς ένα εργαλείο αλλά ένας ισχυρός καταλύτης μάθησης. Ενθαρρύνει την ενεργητική μάθηση, όπου οι μαθητές δεν είναι απλώς παθητικοί αποδέκτες πληροφοριών αλλά ενεργά συμμετέχοντες στη μαθησιακή διαδικασία. Με την ενσωμάτωση της επιστήμης, της τεχνολογίας, της μηχανικής και των μαθηματικών, τα έργα τρισδιάστατης εκτύπωσης μπορούν να σχεδιαστούν για να προκαλέσουν τις δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων και σχεδιαστικής σκέψης των μαθητών. Αυτή η πρακτική προσέγγιση διασφαλίζει ότι η μάθηση δεν περιορίζεται μόνο στα σχολικά βιβλία, αλλά επεκτείνεται σε πραγματικές εφαρμογές.[4]
Επιπλέον, το προσαρμοσμένο εκπαιδευτικό υλικό, ειδικά για την εκπαίδευση ειδικών αναγκών, μπορεί συχνά να είναι ακριβό. Η τρισδιάστατη εκτύπωση προσφέρει μια οικονομικά αποδοτική λύση. Μόλις δημιουργηθεί ένα σχέδιο, μπορεί να εκτυπωθεί πολλές φορές σε ένα κλάσμα του κόστους της παραδοσιακής κατασκευής.
https://www.tctmagazine.com/downloads/14709/download/MakerBot%20SKETCH%20Classroom%20Hero.png?cb=fe46e82a241459e6e11c91504cc08246
Έτσι, τα σχολεία μπορούν να παράγουν όσες μονάδες χρειάζονται χωρίς σημαντικό πρόσθετο κόστος. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους κατασκευής, η τρισδιάστατη εκτύπωση ξεχωρίζει λόγω της προσθετικής της φύσης. Οι παραδοσιακές μέθοδοι συχνά περιλαμβάνουν αφαίρεση υλικού, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται απόβλητα. Αντίθετα, η τρισδιάστατη εκτύπωση προσθέτει υλικό στρώμα προς στρώμα, ελαχιστοποιώντας τα απόβλητα. Αυτό την καθιστά όχι μόνο φιλική προς το περιβάλλον αλλά και οικονομικά αποδοτική. Τα σχολεία και τα ιδρύματα μπορούν έτσι να παράγουν υλικά χωρίς τα γενικά έξοδα που συνδέονται με την παραδοσιακή κατασκευή.[5]
Επιπλέον, η ενσωμάτωση της τρισδιάστατης εκτύπωσης στο πρόγραμμα σπουδών επιτρέπει στους μαθητές να συνεργάζονται σε έργα, προωθώντας την ομαδική εργασία. Η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει αναδειχθεί σε βασικό εργαλείο στην εκπαίδευση STEM, προωθώντας την ενεργό συμμετοχή, τη σχεδιαστικοκεντρική σκέψη και τις δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων. Με την ενσωμάτωση της τρισδιάστατης εκτύπωσης σε έργα STEM, οι μαθητές ενθαρρύνονται να συνεργάζονται, να κάνουν καταιγισμό ιδεών και να επαναλαμβάνουν τα σχέδιά τους. Αυτή η πρακτική προσέγγιση όχι μόνο παγιώνει την κατανόηση πολύπλοκων εννοιών αλλά και καλλιεργεί το πνεύμα της ομαδικής εργασίας και της συνεργασίας.[6]
Canva
Τέλος, ένα από τα έργα που αποτελούν παράδειγμα της δύναμης της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην εκπαίδευση είναι το έργο “Numeric[All]”. Απευθυνόμενο σε αναλφάβητους ενήλικες εκπαιδευόμενους, το έργο χρησιμοποιεί τρισδιάστατα εκτυπωμένα, μη τυπικά μαθηματικά εργαλεία για την ενίσχυση της βασικής εκπαίδευσης και, απολύτως κρίσιμες για τον χρήστη, επαγγελματικές δεξιότητες. Με τη χρήση τέτοιων καινοτόμων εργαλείων, οι ενήλικοι εκπαιδευόμενοι μπορούν να ασχοληθούν με το περιεχόμενο με πιο ουσιαστικό τρόπο.
[1] Asempapa, Reuben & Love, Tyler. (2021). Διδασκαλία της μαθηματικής μοντελοποίησης μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης: Examining the Influence of an Integrative Professional Development. School Science and Mathematics. 121. 85-95. 10.1111/ssm.12448.
[2] Levin, Laura & Verner, Igor. (2020). Προώθηση της αναλυτικής σκέψης και των εφαρμοσμένων μαθηματικών δεξιοτήτων των μαθητών μέσω τρισδιάστατου σχεδιασμού και εκτύπωσης. 10.1109/EDUCON45650.2020.9125358.
[3] Ng, Tsz Kit & Tsui, Ming & Yuen, Manwai. (2022). Διερεύνηση της χρήσης της τρισδιάστατης εκτύπωσης στη μαθηματική εκπαίδευση: A scoping review. Asian Journal for Mathematics Education. 1. 338-358. 10.1177/27527263221129357.
[4] Wisdom, Sonya & Novak, Elena. (2019). Χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης για τη βελτίωση της διδασκαλίας και της μάθησης STEM: Recommendations for Designing 3D Printing Projects (Συστάσεις για το σχεδιασμό έργων τρισδιάστατης εκτύπωσης). 10.1163/9789004415133_010.
[5] Haghsefat, Kianoush & Tingting, Liu. (2020). Ανάλυση και σύγκριση της 3D εκτύπωσης και της παραδοσιακής τεχνολογίας κατασκευής.
[6] Wisdom, Sonya & Novak, Elena. (2019). Χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης για τη βελτίωση της διδασκαλίας και της μάθησης STEM: Recommendations for Designing 3D Printing Projects (Συστάσεις για το σχεδιασμό έργων τρισδιάστατης εκτύπωσης). 10.1163/9789004415133_010.