اشاره
پرینترهای سه‌بعدی از چندین سال پیش تولید شده و کاربرد داشته‌‌اند، ولی به علت قیمت بالا، فقط در اختیار سازمان‌ها و مؤسسات پردرآمد بوده‌اند و در دسترس عموم قرار نداشته‌اند. امروزه، با پیشرفت فناوری، قیمت تمام‌شده پرینترهای سه‌بعدی نسبت به گذشته کاهش یافته، ولی همچنان افراد خاصی می‌توانند پرینتر سه‌بعدی را در اختیار داشته باشند. یکی از عرصه‌هایی که این اواخر، به‌منظور پیشبرد اهداف خود، از پرینترهای سه‌بعدی بهره می‌گیرد، آموزش است.
منظور از چاپ و پرینتر (چاپگر) سه‌بعدی چیست؟
چاپ سه‌بعدی شامل مجموعه‌ای از فرایندهاست که در آن مواد به‌صورت کنترل‌شده‌ای به یکدیگر پیوند داده می‌شوند تا شیء سه‌بعدی ساخته شود. پرینترهای سه‌بعدی در هنگام کارکردن نیازی به اتصال به رایانه ندارند و فایل‌ها را از طریق حافظه دستگاه می‌سازند. تمامی عملیات هم توسط پردازشگر دستگاه انجام می‌شود. خروجی این دستگاه قابلیت تنظیم کیفیت را هم دارد، به‌طوری که می‌تواند مدل سه‌بعدی را با کیفیت بالا ولی سرعت پایین، یا کیفیت پایین ولی سرعت بالا، بسازد. معمولاً این کار به‌صورت لایه‌لایه انجام می‌شود. در تعریفی دیگر، چاپ سه‌بعدی، هر فرایندی را گویند که در آن با قرارگیریِ پی‌درپیِ لایه‌هایی روی یکدیگر، در یک سطح مقطع دوبعدی، اشیایی سه‌بعدی ساخته می‌شوند.
پرینتر سه‌بعدی نیز دستگاهی است که می‌تواند فایل طراحی شده با استفاده از نرم‌افزارهای سه‌بعدی یا عکس گرفته‌شده به‌وسیله اسکنر سه‌بعدی را به یک شیء قابل لمس تبدیل کند. فناوری پرینت سه‌بعدی به این صورت است که فایل سه‌بعدی بخش‌بخش می‌شود و مواد مصرفی به‌عنوان ورودی به دستگاه داده می‌شوند تا حاصل کار که محصول مورد نظر ماست، ساخته شود.
قطعه‌های سه‌بعدی چگونه ساخته می‌شوند؟
ساخت قطعات در پرینترهای سه‌بعدی با سایر روش‌های قطعه‌سازی متفاوت است. پایه تمامی روش‌های قطعه‌سازی در سایر موارد به‌صورت براده‌برداری، یعنی با تغییر شکل‌دادن و بریدن قطعات است. این در صورتی است که پایه پرینترهای سه‌بعدی براساس روش افزودنی است، یعنی قطعات با روی هم گذاشتن مواد ساخته می‌شوند. از پرینت سه‌بعدی برای مدل‌سازی‌های اولیه و حتی ساخت کالای نهایی استفاده می‌شود. اما مهم‌ترین کاربرد آن نمونه‌سازی اولیه است تا بتوان از تولید قطعات درست اطمینان حاصل کرد.
مزایای آموزشی پرینترهای سه‌بعدی
پرینتر سه‌بعدی از جمله فناوری‌هایی است که در زندگی امروز بسیار کاربرد دارد. در ادامه به مزایای این فناوری دوست‌داشتنی اشاره خواهیم کرد:
- صرفه‌جویی در زمان آموزش
پرینترهای سه‌بعدی قادرند نسبت به روش‌های سنتی، در مدت زمان کمتری قالب اولیه یک مدل را پرینت بگیرند. سپس قالب‌ساز می‌تواند با استفاده از مدل پرینت‌گرفته‌شده، برای ساخت قالب نهایی اقدام کند. این باعث می‌شود در مواقعی که وجود یک شیء سه‌بعدی در آموزش ضروری به نظر می‌رسد، بدون فوت وقت به آن دسترسی یافت.
- صرفه‌جویی در مصرف مواد اولیه
پرینترهای سه‌بعدی قطعه مورد نظر را به‌صورت لایه به لایه پرینت می‌گیرند. آن‌ها هیچ‌گونه دورریزی ندارند و به بهترین شکل ممکن از مواد مصرفی استفاده می‌کنند. این یکی از مهم‌ترین عوامل موفقیت این دستگاه‌ها در آموزش است.
- ساخت مدل‌های پیچیده
پرینترهای سه‌بعدی این قابلیت را دارند که از مدل‌هایی بسیار پیچیده پرینت بگیرند که با هیچ روش دیگری نمی‌توان به ساخت آن‌ها اقدام کرد.
پرینترهای سه‌بعدی و خلاقیت
فناوری پرینترهای سه‌بعدی در کشورهای صنعتی در شرق آسیا و آمریکا به‌سرعت به مدرسه‌ها و مراکز آموزشی راه یافته و سبک آموزش را متحول کرده است؛ به‌گونه‌ای که دانش‌آموزان در زمان اندکی می‌توانند ایده‌های خود را نمونه‌سازی کنند و به آن‌ها واقعیت ببخشند. کم‌شدن زمان بین ایده‌پردازی و ساخت ایده، ترس دانش‌آموزان را از ایده‌پردازی غلط و وجود خطا در ایده کم‌رنگ‌تر می‌کند. آن‌ها با دیدن اشتباهات خود در طراحی، به‌سرعت می‌توانند آن‌ها را اصلاح کنند و دوباره بسازند. این رویه در افزایش خلاقیت و افزایش روحیه خطاپذیری دانش‌آموزان بسیار مؤثر خواهد بود.
در نظام آموزشی مدرسه‌ای دانش‌آموز باید خلاقیت و استعداد خود را بروز دهد. فناوری ساخت پرینترهای سه‌بعدی دائماً در حال پیشرفت است. پرینترهای سه‌بعدی سریع‌تر می‌شوند، بزرگ‌تر می‌شوند، با تنوع مواد بیشتری کار خواهند کرد، ارزان‌تر می‌شوند، کار با آن‌ها آسان‌تر می‌شود و دقت کاری آن‌ها بیشتر خواهد شد. دقت کنید، این‌ها جزئیات کار هستند. پیشرفت واقعی این است که دانش‌آموزان بتوانند به‌طور خلاقانه از پرینتر سه‌بعدی استفاده کنند و قادر شوند آنچه را تصور می‌کنند، یعنی طرح ذهنی خود را بسازند. یاد بگیرند خلاق باشند، طراحی کنند، و یاد بگیرند از اشتباه نهراسند. اثرگذاری شگفت‌انگیز پرینتر سه‌بعدی در چنین مواردی است، نه پیشرفت در فناوری تولید آن‌ها.
حواسِ درگیرتر = یادگیری عمیق‌تر
مهم‌ترین ویژگی پرینترهای سه‌بعدی که اثر مستقیم و غیرقابل‌انکاری بر یادگیری دارد، درگیرکردن حس لامسه یادگیرندگان در کنار حس بینایی و شنوایی آنان است؛ حسی که در کمتر وسایل و مواد آموزشی و کمک‌آموزشی مورد توجه قرار می‌گیرد و محل توجه است. افراد با لمس هر چیز، به درک و شناخت بهتری از آن می‌رسند. اشیای سه‌بعدی پرینت‌شده توسط پرینترهای سه‌بعدی، زوایای یادگیری چندحسی را محقق می‌کنند. تکیه بر همه حواس، یادگیری را اثربخش‌تر خواهد کرد. با این شیوه، پردازش اطلاعات در یادگیری و درگیر شدن یادگیرنده، بیشتر از زمانی خواهد بود که از یک حس استفاده می‌شود. با استفاده از حواس چندگانه، اتصالات شناختی بیشتر می‌شوند و در نتیجه مفهوم‌سازی بهتری شکل می‌گیرد. همچنین، به‌راحتی می‌توان اطلاعات را بازیابی کرد.
با توجه به مطالب گفته‌شده و نمودار زیر، می‌توان به نقش هر یک از حواس در یادگیری پی برد. بنابراین، بهره‌گیری از ظرفیت هر یک از حواس در امر آموزش، موجبات یادگیری‌های عمیق‌تر و اثربخش‌تر را فراهم می‌سازد.
جمع‌بندی
امروزه پرینتر سه‌بعدی در نظام‌های آموزشی اکثر کشورها وارد شده و دولت‌ها بودجه‌های مناسب را برای تجهیز مراکز آموزشی تخصیص داده‌اند. دانش‌آموزان از این فناوری در کنار درس استفاده می‌کنند. معلمان در حال یادگیری نحوه استفاده از این ابزار در کلاس‌های درس هستند و برنامه درسی استفاده بهینه از پرینتر سه‌بعدی تدوین شده و دائماً در حال اصلاح است.
آیا در مواجهه با رایانه صبر کردیم تا تمام مدرسه‌ها به رایانه تجهیز شوند و بعد کار با رایانه را شروع کردیم؟ اگر همراه با پیشرفت هر فناوری با آن همسو نشویم و هم‌زمان به یادگیری آن نپردازیم، جبران فاصله سخت‌تر و در بعضی موارد ناقص خواهد بود. فرصت بسیار کمی در دست داریم تا یادگیرندگان را برای استفاده از این ابزار در مشاغل آینده، همان‌گونه که در سرتاسر دنیا استفاده از آن هر روزه فراگیرتر می‌شود، آماده کنیم. ما چقدر یادگیرندگان را برای این آینده متفاوت آماده کرده‌ایم؟
مواد آموزشی یا کمک‌آموزشی تولید شده توسط پرینتر سه بعدی به‌خاطر بدیع‌بودن می‌توانند توجه یادگیرندگان را بسیار جلب کنند و تا مدتی این توجهِ جلب‌شده را فعال نگه دارند.
بیشتر بخوانید، بیشتر بدانید.
- فیلم‌های آموزشی نحوه کارکرد پرینترهای سه‌بعدی و کارکردهای آن‌ها.
http://www.Pazzzlei.Com/Category/News
- 3d Printers Coming To Every School In the Uk – Education Insights with Martin Stevens, Ceo ‘It Is 3d’by Meritxell Garcia Sein Echaluce. August 32, 0214.
- Education on a Mission to Help Schools Uncover the Benefits of 3d Printing for Teaching http://www. Lpfrg. Com/Education.