Insegnare il processo di progettazione e la Stampa 3d agli studenti delle scuole superiori : lezioni apprese

I professori della North Carolina A&T University valutano il seminario estivo sulla stampa 3D per i liceali
Ingegneri e matematici statunitensi esplorano ulteriormente i valori della stampa 3D nell’istruzione, delineando le loro scoperte in ” Insegnare al processo di progettazione degli studenti delle scuole superiori e Stampa 3D: lezioni apprese “. Scritto dal Dott. Ahmed Cherif Megri, dal Dott. Sameer Hamoush, dalla Dott.ssa Rachid Belmasrour e dal Dott. Gwen Lee-Thomas, il documento discute sia i trionfi che le sfide vissute nell’insegnamento di una produzione di additivi estivi e lezioni di stampa 3D ai liceali— con l’obiettivo di servire la produzione avanzata.

Man mano che i processi produttivi continuano a essere richiesti e crescono con una tecnologia più progressiva, continua la necessità di ingegneri e persone esperte nelle carriere STEM – quindi, la spinta nell’istruzione per attirare più giovani ed esporli alle meraviglie di più complessi progetti di scienza, tecnologia, ingegneria e matematica. Durante le lezioni estive, gli studenti hanno imparato come utilizzare Autodesk Inventor e CREO , oltre ad apprendere i processi di stampa 3D.

Tredici studenti delle scuole superiori della zona, un mix di decima e undicesima elementare, hanno preso parte al campo di due settimane presentato alla North Carolina A&T State University (NCAT) , tenuto da due membri della facoltà NCAT, insieme all’assistenza di un studente universitario e anche un insegnante di scuola superiore. Gli studenti in grado di partecipare in base ai voti e alle raccomandazioni degli insegnanti hanno pagato $ 200 ciascuno e hanno partecipato a un incontro prima di iniziare il campo. Ogni giornata del campo è stata una giornata intera, con particolare attenzione alla progettazione e alla stampa 3D, e gli studenti hanno lavorato su quattro diversi progetti ciascuno per migliorare le capacità STEM e le capacità di comunicazione (presentando i loro risultati alla fine delle due settimane) . Ogni studente ha anche avuto accesso a uno scanner e una macchina di resistenza alla trazione.

Le competenze di progettazione ingegneristica e di produzione sono state profondamente intrecciate nel corso di stampa AM / 3D, insieme alle complessità della progettazione iterativa.

“All’inizio del corso, gli studenti hanno imparato a usare lo schizzo di disegno 2D”, spiegano gli autori. “Con il progredire dei progetti, gli studenti sono passati a pacchetti CAD 3D (Autodesk Inventor) per creare progetti per oggetti e assiemi 3D o per stampare in 3D i loro prototipi.”

Una varietà di stampanti 3D, da quelle di base a quelle avanzate, erano sul posto presso il campo, con istruttori disponibili per mostrare agli studenti come usare l’hardware più complesso.

“Ciascuno dei progetti è considerato un problema di progettazione e i progetti sono presentati in ordine di complessità crescente, migliorando così la comprensione dell’uso della funzionalità del software”, hanno spiegato gli autori.

Ci si aspettava che gli studenti facessero ricerche e quindi completassero i progetti, insieme all’uso della modellazione 3D e degli strumenti di stampa 3D. Si sono uniti in coppia e hanno continuato a lavorare da vicino con gli istruttori, stampando in 3D i loro progetti su una stampante 3D Fortus 400mc.

Gli autori hanno valutato il successo del workshop attraverso quanto segue:

Il risultato su quanti studenti sono stati ammessi al programma di ingegneria meccanica e alla School of Technology presso l’NCAT.
Dati qualitativi e quantitativi sull’influenza del seminario sugli studenti
Valutazione dei sondaggi degli studenti
Nel complesso, i ricercatori hanno trovato un valore significativo nella natura globale del seminario, con gli studenti che imparano a creare progetti e a realizzarli attraverso la tecnologia come la stampa 3D. Hanno anche imparato a presentare il loro lavoro, insieme a concetti di difesa all’interno.

“Il nostro scopo per i prossimi anni è di superare le carenze e di utilizzare i punti di forza di diversi programmi di sensibilizzazione sviluppati durante l’ultimo anno presso NCAT (sponsorizzato dal DOE)”, hanno affermato gli autori in conclusione.

“Il nostro obiettivo è di contribuire a migliorare le prestazioni degli studenti per abbinare la tecnologia avanzata negli Stati Uniti. Il nostro obiettivo questa volta saranno gli studenti delle scuole elementari e medie e i loro insegnanti, poiché è noto che gli atteggiamenti degli studenti nei confronti della matematica e della scienza si sviluppano in giovane età e vengono integrati dalla scuola media. Al fine di incoraggiare i giovani studenti a perseguire carriere nel campo della scienza, della tecnologia, dell’ingegneria e della matematica, NCAT svilupperà un programma per gli studenti K-5 e i loro insegnanti. “

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