3D-печать меняет инженерное образование, давая студентам не только учебники и лекции, но и инструменты для творчества. В Университете Пердью Форт-Уэйн (PFW) первокурсники впервые по-настоящему почувствовали, что такое быть инженером.
Их профессор, Трой Тоннер, с энтузиазмом выступает за использование 3D-печати в учебном процессе.
«При проектировании и строительстве нам всем нужен здравый смысл, но этот здравый смысл приходит с опытом. 3D-печать дает им этот опыт». - Трой Тоннер, профессор инженерного дела в PFW.
Формирование будущих инженеров с помощью 3D-печати
Хотя продвинутые курсы по механической и металлообрабатывающей обработке входят в учебный план PFW, они предназначены для более поздних курсов. Первокурсники, у которых еще нет доступа к сверлам, режущим инструментам и станочному цеху, пользуются более безопасными, чистыми и универсальными возможностями 3D-принтеров.
Но дело не только в доступе. 3D-печать также способствует развитию критического мышления. Студенты быстро создают прототипы и дорабатывают свои идеи, превращая концепции в осязаемые объекты всего за несколько часов.
Попутно студенты решают ключевые вопросы дизайна: Можно ли это изготовить? Насколько это экономически выгодно? Сколько времени потребуется на производство?
«Они понимают, что некоторые из проектов невозможны или трудновыполнимы», - объясняет Тоннер. «Легко придумать и нарисовать, но сможете ли вы это построить? 3D-печать позволяет студентам перейти от поиска решения к его физическому изготовлению».
Некоторые прототипы из студенческих проектов.
Философия профессора Тоннера проста: учиться лучше всего, когда руки заняты. Его студенты любят возиться, настраивать и тестировать - по локоть погружаться в процесс проектирования, чтобы понять, что работает, а что нет. 3D-печать позволяет им шаг за шагом пройти через процесс проектирования, получая при этом бесценные знания.
Студенты экспериментируют с различными пластиками, проверяя прочность, удобство и практичность, моделируя полный инженерный процесс с помощью таких проектов, как напечатанные мосты или подставки для смартфонов.
«Студенты обожают 3D-печать», - говорит Тоннер, «Она выглядит потрясающе и позволяет сказать: «Да, это я сделал». Это помогает им почувствовать себя инженерами».
И даже когда студенты переходят на курсы механической обработки и металлообработки, 3D-печать остается важнейшей частью их инструментария. Например, во многих курсах старших классов 3D-печатные прототипы сочетаются с обработанными деталями.
Советы коллегам-педагогам
Внедрение технологии 3D-печати в учебный процесс не обошлось без трудностей для Тоннера. Он начал с двух старых принтеров, которые требовали постоянного устранения неполадок и обслуживания и были слишком медленными для потребностей его учеников.
В поисках лучшего решения он пришел к Bambu Lab X1 Carbon, который был рекомендован ему из-за качества печати.
«Эти машины действительно готовы к работе, они идеально подходят для новичков, а в моем случае - для первокурсников», - объясняет Тоннер. «Благодаря своей надежности, интуитивно понятному программному обеспечению и многоцветным возможностям принтер переключил его внимание с устранения технических неполадок на преподавание и эффективное руководство своими студентами».
Размышляя о своем опыте, Тоннер подчеркивает, что важно выбирать инструменты, которые поддерживают процесс обучения, а не мешают ему. Он также подчеркивает важность того, чтобы позволить студентам встать у руля. Экспериментирование - даже с неудачными проектами - дает бесценные возможности для обучения.
«Неудачи - это нормально», - говорит Тоннер. «3D-печать позволяет студентам извлечь уроки из этой неудачи и усовершенствовать свой подход».
И наконец, Тоннер советует учить студентов использовать 3D-печать стратегически. Хотя технология может создать практически все, что угодно, студенты должны знать, когда печатать, когда использовать готовые компоненты и как сочетать изготовленные детали с индивидуальным дизайном.
Необходимая техника для завтрашних инженеров
Для Троя Тоннера 3D-печать - это «необходимая вещь» в школе, будь то для учеников, выполняющих проекты, или для педагогов, создающих проекты для своих учеников.
Преодолевая разрыв между теорией и практикой, эта технология дает возможность следующему поколению инженеров внедрять инновации, экспериментировать и уверенно решать проблемы. Это больше, чем просто (забавный) инструмент, это опыт.
«Он может дать первокурснику ощущение того, что он впервые стал инженером. Вы переходите от роли студента в классе к применению полученных знаний и созданию чего-то. Поистине прекрасное чувство».
