3D-технологии в образовании

3D-технологии значительно упрощают производственные, научные и образовательные процессы, благодаря чему они получили широкое распространение во всем мире. Программы, обучающие трехмерному проектированию и печати, сегодня успешно внедряют как в школах, так и в высших специализированных учебных заведениях. Чему и для чего учат в рамках подобных программ? На эти и другие вопросы мы постарались ответить в рамках данной статьи.

Типы 3D технологий

Обучение основам аддитивных технологий предполагает освоение всех трех этапов создания объекта:

  • Проектирование различных объектов в трехмерном виде при помощи специального ПО.
  • Сканирование предметов в реальном мире с помощью 3D-сканеров.
  • Печать изделий на 3D-принтерах и объемное рисование.

Для проектирования требуются знания в математике, физике и программировании, поэтому обучение является еще и стимулом к углубленному изучению этих предметов. Ученики старших классов и студенты, причем как технических, так и гуманитарных специальностей, могут реализовать свои задумки в специализированном ПО, а затем воплотить их с помощью 3D принтера. Кроме того, в свободном доступе в интернете уже имеется множество различных моделей, которые можно использовать на свое усмотрение, изменять и дополнять. Однако, для создания уникальных объектов все же потребуется обладать специальными навыками 3D моделирования.

Технологии и рынок 3D-сканирования сегодня развиваются активно как никогда, разработчики предлагают все более точные устройства. Имеющиеся на сегодня технологии позволяют «захватить» модели и совсем небольших(ювелирные изделия) и крупных объектов (самолет). Сканирование широко применяется в медицинских, инженерных, архитектурных факультетах ВУЗов.

Печать является завершающим этапом в разработке объекта. История этого явления началась свыше 20 лет назад в США, где было изобретено послойное создание объёмных объектов из фотополимеризующихся композитных материалов. Эта технология получила название стереография. В процессе развития появились методы трехмерной печати моделей из других материалов. На сегодняшний день в большинстве домашних и полупрофессиональных принтеров используется технология послойного наплавления (FDM).

Свыше 30 крупных производителей предлагают 3D-принтеры компактного настолько формата и более крупные устройства, используемые в исследовательских и научных учреждениях. В качестве печатного материала в них используются полимерные нити с различной степенью твердости, цветом, текстурой и другими физическими свойствами.

Стоит отметить, что модели, полученные 3D-печатью, используют как для изучения точных, так и гуманитарных наук. К примеру, компания Makerbot Academy разработала набор программных продуктов, позволяющих создать в 3D модель египетской пирамиды в Гизе. В комплект входит файл с моделью и поэтапные уроки по её проектированию. Готовая пирамида состоит из 2 частей, при этом в фигурке отображена и внутренние камеры: усыпальница фараона и его супруги, нижнее отделение.

Преимущества использования 3D-технологий в образовательной среде

На сегодняшний день существуют готовые образовательные программы и комплекты оборудования для изучения основ 3D печати, специальные компании занимаются подготовкой педагогов в этом направлении. Появляются государственные программы, направленные на поддержку людей, заинтересованных в развитии аддитивных технологий.

Используя 3D технологии, преподаватели и учителя получают мощный инструмент, позволяющий ускорить понимание сложных понятий и принципов учащимися. Трехмерное моделирование дает возможность систематизировать большие объемы информации и перевести их в более удобный и наглядный вид.

Учащиеся более охотно и с неподдельным интересом осваивают знания по новой специальности, ведь человек по природе своей любопытен. Использование новых технологий повышает мотивацию к обучению. 3D-печать доступна для людей всех возрастов:

  • ученики младшей и средней школы знакомятся с технологиями, изучая азы в режиме игры;
  • старшеклассники и студенты получают основы современных профессий в сверхтехнологичных отраслях, реализуют свой творческий потенциал, развивают инженерное мышление.

Полученные при трехмерной печати изделия можно пощупать, оценить, провести работу над ошибками, понять, что было сделано правильно, а какую часть проекта необходимо скорректировать. Студенты-проектировщики, дизайнеры, архитекторы и инженеры на практике видят прототипы своих разработок, могут провести их испытания. Историки и археологи создают предметы и артефакты, реконструируют исторические события и места с помощью 3D-печати.

Примеры реализованных проектов

В Европе 3D-оборудованием активно пользуются в школах, колледжах и ВУЗах. Например, в итальянском университете SISSA (Триест) относительно недавно появился профессиональный принтер от компании 3D Systems. Это позволило упростить процесс создания необходимых для исследований деталей, конструировать высокоточные модели, даже с движущимися внутри деталями.

В Берлинском техническом университете студенты изучают преобразование реальных объектов в 3D с максимальным сохранением реальных параметров и точностью. Ведется работа над созданием программного и технического обеспечения для адаптации любого дизайна под трехмерную печать.

В Кембриджской средней школе действует экспериментальная программа, согласно которой ученики решают реальные практические проблемы с помощью коллективной работы и 3D-печати.

В Казахстане в одной из школ Астаны в 2016 году также появилась студия 3D печати, оборудование было передано школе президентом Назарбаевым, активно развивается направление мастер-классов по робототехнике и 3D печати в сельских школах.

В России, ввиду высокой стоимости, 3D-технологии используются не очень широко и чаще всего на уровне «кружков» и спецкурсов. Один из таких, под названием «Школа одарённых», действует при Тюменском государственном университете. В Астраханском инженерно-строительном институте открыт Региональный школьный технопарк, который привлекает детей со всей области к современной робототехнике и дизайну.

В Москве, Санкт-Петербурге и других крупных городах существуют хакспейсы – творческие пространства для детей и взрослых, увлеченных современными технологиями. Для школьников ежегодно проводятся всероссийские олимпиады по 3D технологиям.

Проблема недостаточной технической обеспеченности учебных заведений тормозит внедрение курсов по изучению аддитивных технологий, однако она постепенно решается за счет меценатов и государственных закупок. Можно с полной уверенностью утверждать, что специалисты по 3D-проектированию и печати в будущем станут востребованными в науке, промышленности, медицине и других областях. Поэтому уже сейчас необходимо развивать обучающие программы, дабы обеспечить соответствие отечественного образования мировым современным стандартам.

Компания «Заниматика» помогает внедрять современные технологии в образовательный процесс, наши специалисты всегда помогут подобрать наиболее подходящее 3D оборудование, чтобы укомплектовать классы «под ключ» и подготовят педагогов, в нашем арсенале успешный опыт и готовые решения для школ. Если Вам интересны 3D технологии и их развитие в образовательных учреждениях, звоните 8-800-777-03-92!

ДА
Top