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Nishuane小學_STEAM教育基礎導入

 

 利用MakerBot 建立新的教育基礎

Nishuane 小學與終身擁有的STEAM 技能 

 

 

激勵、吸引與儲備明日的創新者

使用MakerBot 的教育人員正在將今日的學生轉型成為明日的創新者。有鑑於此,Montclair 學區在學區中的每間學校都設置了至少一台MakerBot Replicator 3D 印表機(第5 代)。收到印表機的Nishuane 小學交付科技教師Donna McGowan 一項任務,要為學生準備一套他們可以信賴的學習基礎課程。McGowan 在她的課堂上準備了MakerBot,不僅可以解決現實世界的問題、啟發STEAM 創意,並且為她的二年級生籌劃未來的創新。

踏上新的學習之旅

教師對於如何成功地將3D 列印整合到教學課程中感到緊張是在所難免的。她表示『在最初我是這麼想的:「你們要我讓小二生學習3D 列印嗎?」我不是很確定我們要怎麼做』。McGowan 參加了在皮卡提尼阿森納(Picatinny Arsenal) 的美國陸軍裝備研發與設計中心(ARDEC) STEM 教育辦公室所進行的MakerBot 培訓—該中心專門負責為明日的STEM 領導者提供有關教育方面的支援。她同時也考察了MakerBot 一系列免費的3D 列印資源,進而對於3D 列印更加熟悉。經過深入的訓練與學習之後,McGowan 已經為在課程中使用MakerBot 做好準備。

McGowan 在未來課程中可以善加利用的絕佳資源之一是Thingiverse 教育。教育人員可以利用該資源取得超過100 多種免費的課程計畫,並且與其他教育人員建立聯繫,了解回饋意見、訣竅、最佳作法以及更多資訊。它使得利用3D 列印提升課程水準變得比過去更加簡單。

 

在新教室中展開探險

McGowan 為她的小學二年級生設計了一套完整的3D 列印課程計劃。她向學生介紹3D 列印,從要求他們在Tinkercad 上製作名牌開始。「他們必須產生一個文字方塊並且製作。我要求他們必須遵照正確的尺寸,接著使用「文字」工具輸入他們的名字並且放置在頂端。我指定了文字方塊以及字母的高度。」McGowan 回想起當時的情況。她檢查了每位學生的名牌是否正確,然後將檔案進行列印。她表示:「他們很高興名牌上出現他們的名字,並且能夠自行選擇使用的字型與風格。」

在學生能夠自在地使用Tinkercad 進行設計之後,McGowan 要求他們進行3D 列印的圓餅圖計劃。「我們在課程中針對學生眼睛的顏色完成了龐大的Excel 調查」她說道。他們利用這項資料在Tinkercad 中製作了3D 圓餅圖,圖表中的每個扇區代表調查結果。「他們學習到如何製作基本形狀以及變更弧形」她說道。雖然McGowan為學生建立了統計資料,但是每位學生都需負責變更形狀以反映實際資料。教師也要求學生在每個3D 模型中加入數字,以代表每個扇區的值。最後學生必須設定會出現每個最終圓餅圖上的字型格式。本計劃中的相關任務符合紐澤西共同核心教學8.2 標準,因此這些標準能夠輕易地與McGowan 的常規STEM 課程整合。

在McGowan 的教室中也有機會提前使用MakerBot Replicator Mini+。Replicator Mini+ 經過380,000*多小時的嚴格測試,與前幾代機型相比,可提供更快速、更安靜、更容易以及更可靠的便攜式桌面3D 列印。由於Replicator Mini+ 具有可攜式以及使用容易的特性,因此非常適合放置在教室中,滿足像是McGowan學生這種年幼學子的需要。

 

學生體會的觀點

McGowan 認為開設的3D 列印圓餅圖課程能夠同時帶來短期與長期的利益。McGowan 認為3D 列印物件能夠為學生所分析的資料提供更好的觀點。「學生藉由利用資料來操縱形狀,將資料轉換成有實際形體的3D 物件,與單純觀看平面的2D 圓形相比,學生能夠獲得更多觀點。」McGowan 分享她的經驗。年輕的學生如果因為受到視覺與觸覺吸引而引發學習興趣,往往會保有更多觀念,因此實體資料可提供他們更加身臨其境的學習體驗,之後也不容易忘記。

在McGowan 的教室中,您會看見一張海報寫著「生命就是犯錯並且從中學習教訓的過程。」它的目的在於提醒學生某件事情的失敗只是學習、成長並且再次嘗試的機會。學生在第一次使用Tinkercad 時,有些學生的設計會出現瑕疵。McGowan 在剩餘的上課時間展示這些錯誤,並且教導他們如何解決錯誤。McGowan 表示:「讓學生看到這些錯誤非常有意思。」由於學生希望製作出完美的3D 模型,因此受到的激勵多過失敗的失望,並且渴望再試一次。

學生們也有機會利用MakerBot Print 深入瞭解有關3D 設計的錯誤。「列印預覽」的功能可提供使用者利用播放動畫的機會具體顯示他們的列印成品中可能存在問題的地方。學生在更正他們的錯誤之後,McGowan 就能夠輕鬆使用MakerBot Print 的自動排列功能將多個計劃放置在各種不同的成型板上,並且因為能夠一次印出所有內容而節省許多時間。

 

終身受益的課程

McGowan 的學生非常享受這些學習過程,即使在他們從Nishuane 小學畢業之後,仍然會有很久時間不會忘記。3D 設計與3D 列印技巧在例如工程、醫學、建築、藝術、設計以及其他更多產業已經成為極具價值的資源。McGowan 表示:「3D 列印確實逐漸成為我們製造東西的部分方式。當他們逐漸長大時,將會有更多強調與接觸的機會。因此在他們還小的時候讓他們接觸,將可為他們奠定更好的基礎。」

由於每間Montclair 公共學校都有一台或多台MakerBot 3D 印表機,因此McGowan 的學生在升至下個年級時,對於3D 列印將會有更深入的體驗。他們將會利用互動發展繼續探究他們的想法,並且與同儕合作使得想法更加完善。隨著他們設計技巧的發展,他們會渴望將自己的設計在Thingiversee 更廣泛的3D 列印社群上分享。他們將會享受自我突破,並且不斷追求更好的方法。每個步驟的規模將會更大,更具挑戰,並且獲得更大回報。

Donna McGowan 與其他Montclair 教育人員利用MakerBot 引發明日STEAM 創新者終身探究、調查以及實驗的興趣。

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