Dans le paysage en évolution constante de l’éducation, la nécessité de disposer d’outils pédagogiques diversifiés et inclusifs est devenue primordiale. La personnalisation permet aux éducateurs d’adresser les besoins d’apprentissage uniques de chaque élève, en particulier ceux et celles qui ne répondent pas aux méthodes traditionnelles. L’une des technologies révolutionnaires qui ouvrent la voie vers un apprentissage individualisé est l’impression 3D.
Tout d’abord, l’impression 3D permet de transformer des concepts abstraits en objets concrets. Cette approche tactile peut être particulièrement bénéfique pour des matières comme les mathématiques et les sciences, dans lesquelles les concepts abstraits représentent souvent un défi. En faisant de ces idées quelque chose que les étudiants peuvent toucher et avec lequel ils peuvent interagir, le processus d’apprentissage devient plus motivant et mémorable. Présenter des modélisations mathématiques avec l’impression 3D permet aux étudiants de mieux comprendre les concepts intangibles.[1] De plus, l’aspiration à matérialiser une idée de manière physique encourage les étudiants à s’engager dans une modélisation mathématique virtuelle précise, à cultiver un vocabulaire mathématique concis et précis, et à construire des séquences avec des instructions logiques et vérifiables, ce qui mène ultimement à l’acquisition de compétences mathématiques essentielles.[2] L’approche pratique n’aide pas seulement à mieux comprendre mais aussi à renforcer les compétences pédagogiques des éducateurs.
Lorsque les enseignants suivent une formation professionnelle dans ce domaine, leur capacité à transmettre les concepts de modélisation mathématique s’en trouve renforcée.1 Les mathématiques, souvent perçues comme une matière remplie de concepts abstraits, est rendue plus accessible et motivante grâce à l’impression 3D. Par exemple, visualiser des formes géométriques complexes ou des fonctions se simplifie lorsque les étudiants peuvent interagir avec des modèles imprimés en 3D. Cette approche tactile favorise à la fois la pensée mathématique et la pensée conceptuelle, en permettant aux élèves de voir les applications pratiques de ce qu’ils apprennent.[3]
En outre, l’impression 3D n’est pas qu’un outil, mais aussi un puissant moteur d’apprentissage. Elle encourage l’apprentissage actif, dans lequel les étudiants participent activement au processus d’apprentissage, plutôt que d’être des récipients passifs de l’information. En intégrant la science, la technologie, l’ingénierie et les mathématiques, les projets d’impression 3D peuvent être conçus pour mettre au défi les compétences en résolution de problèmes et en conception des étudiants. Cette approche pratique s’assure que l’apprentissage ne soit pas confiné dans des livres, mais qu’il s’étende à des applications dans la vie réelle.[4]
Le matériel éducatif personnalisé, surtout en ce qui concerne les personnes ayant des besoins spécifiques, peut coûter très cher. C’est pourquoi l’impression 3D offre une solution rentable. Une fois que le modèle est conçu, il peut être imprimé de nombreuses fois pour une portion du coût de fabrication traditionnelle. Les écoles peuvent donc fabriquer autant de pièces qu’il leur faut, sans trop de coûts supplémentaires. En comparaison avec les méthodes de fabrication traditionnelles, l’impression 3D se distingue en raison de sa nature additive. Les méthodes traditionnelles impliquent souvent de soustraire des matériaux, ce qui engendre des déchets. Tandis que l’impression 3D ajoute le matériau couche par couche, ce qui minimise la création de déchets. Cela ne la rend donc pas uniquement éco-responsable, mais aussi rentable. Les écoles et institutions peuvent produire du matériel pédagogique sans les coûts additionnels liés à la fabrication traditionnelle.[5]
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De plus, l’incorporation de l’impression 3D dans le curriculum permet aux étudiants de collaborer sur des projets, ce qui encourage le travail d’équipe. L’impression 3D L’impression 3D s’est imposée comme un outil essentiel dans l’enseignement des STEM, favorisant la participation active, la réflexion centrée sur la conception et les compétences en matière de résolution de problèmes. En intégrant l’impression 3D dans les projets STEM, les étudiants sont poussés à collaborer, rassembler leurs idées, et échanger sur leurs modélisations. Cette approche pratique ne solidifie pas seulement leur compréhension de concepts complexes, mais nourrit aussi l’esprit d’équipe et la coopération.[6]
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Enfin, l’un des projets qui met à l’honneur le pouvoir de l’impression 3D dans l’éducation est Numeric[All]. Destiné aux apprenants adultes en situation d’illettrisme, le projet utilise l’impression 3D, ainsi que des outils mathématiques non formels pour renforcer les compétences éducatives de base et, ce qui est absolument crucial pour l’utilisateur, les compétences professionnelles. En utilisant ces outils innovants, les apprenants adultes peuvent interagir avec le contenu d’une manière plus significative.
[1] Asempapa, Reuben & Love, Tyler. (2021). Teaching Math Modeling through 3D-Printing: 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). Fostering students’ analytical thinking and applied mathematical skills through 3D design and printing. 10.1109/EDUCON45650.2020.9125358.
[3] Ng, Tsz Kit & Tsui, Ming & Yuen, Manwai. (2022). Exploring the use of 3D printing in mathematics education: A scoping review. Asian Journal for Mathematics Education. 1. 338-358. 10.1177/27527263221129357.
[4] Wisdom, Sonya & Novak, Elena. (2019). Using 3D Printing to Enhance STEM Teaching and Learning: Recommendations for Designing 3D Printing Projects. 10.1163/9789004415133_010.
[5] Haghsefat, Kianoush & Tingting, Liu. (2020). 3D Printing and Traditional Manufacturing Technology Analysis and Comparison.
[6] Wisdom, Sonya & Novak, Elena. (2019). Using 3D Printing to Enhance STEM Teaching and Learning: Recommendations for Designing 3D Printing Projects. 10.1163/9789004415133_010.