Impressão em 3D na educação e na escola
Mas como é que a impressão em 3D tem actualmente lugar nas escolas e como pode ser utilizada de uma forma significativa? Afinal, os custos são actualmente ainda relativamente elevados e a compra de impressoras 3D profissionais está associada a elevados investimentos. Estes custos são justificados e os modelos 3D oferecem benefícios directos na sala de aula? Abordamos estas e outras questões neste artigo.
Impressão em 3D nas escolas
Os meios digitais devem fazer parte do material de aprendizagem comum em todas as escolas. Afinal de contas, o mundo está a tornar-se cada vez mais interligado em rede e muita coisa acontece digitalmente. A fim de preparar os estudantes para esta realidade, a utilização de materiais didácticos digitais faz agora parte da vida quotidiana. Estes incluem quadros brancos especiais, comprimidos ou PCs que são utilizados durante as aulas.
Dentro deste campo, a impressão em 3D assume um papel especial. Embora os meios digitais tradicionais se tenham tornado amplamente utilizados, a impressão em 3D é ainda um meio muito novo para muitas escolas. Os novos meios de comunicação não são utilizados como um fim em si mesmos.
São utilizados como uma ferramenta para melhor transmitir conteúdos de aprendizagem e para introduzir os estudantes às novas tecnologias. A impressão em 3D pode ser utilizada de muitas formas diferentes e entre diferentes temas. Especialmente nas aulas de arte, há muitas oportunidades que devem ser aproveitadas pelas escolas.
Por esta razão, está firmemente estabelecido na NRW que os suportes digitais, incluindo a impressão em 3D, devem ser utilizados na sala de aula. Mesmo que a utilização actual só seja possível em casos individuais, esta deverá ser expandida no futuro.
Oportunidades para a escola
Mas porque é que o elevado investimento na impressão em 3D vale a pena para as escolas?
Basicamente, a impressora 3D deve ser utilizada como uma ferramenta de aprendizagem. Não deve ser visto apenas como uma impressora convencional que imprime um produto acabado, mas os alunos devem participar significativamente na concepção dos modelos. Assim, o foco não é apenas no modelo acabado, mas também no processo que conduz ao resultado. A fim de ter em conta a complexidade dos modelos, podem ser concebidos modelos completamente novos ou podem ser modificados modelos existentes.
A principal vantagem aqui é que já não é possível criar apenas imagens bidimensionais. Enquanto as ilustrações anteriores eram principalmente em papel, os modelos tridimensionais também oferecem pontos de contacto físicos.
Os alunos podem assim agarrar os modelos e percebê-los melhor. Isto oferece uma vantagem decisiva quando a espacialidade é essencial ou quando os movimentos devem ser reproduzidos.
São também normalmente mais interessantes para os alunos. Isto significa que os estudantes prestam mais atenção aos modelos e seguem melhor as aulas. Isto aumenta o sucesso da aprendizagem e os conhecimentos podem ser melhor transmitidos.
Aspectos didácticos
A imaginação espacial e as suas experiências são um componente central para o desenvolvimento das capacidades cognitivas. Ao utilizar materiais de ensino bidimensional, a compreensão espacial dificilmente é promovida.
Contudo, a utilização de modelos 3D pode promover o desenvolvimento cognitivo se a utilização parecer apropriada.
Nas aulas de geografia, por exemplo, os mapas no modelo 3D podem mostrar melhor os gradientes de altura. Isto ajuda os alunos a compreenderem as dimensões de uma cadeia de montanhas ou a profundidade do oceano. A ideia espacial de unidades de comprimento melhora e o mapa é mais tangível para si.
Na química, por exemplo, as moléculas podem ser representadas no espaço tridimensional. Os próprios alunos podem determinar certos processos e compreender melhor porque é que certas reacções de substâncias levam à formação de novas moléculas.
Os modelos de movimento na educação física mostram os movimentos das articulações. A diferença entre a articulação do ombro e do joelho é melhor compreendida e pode ser melhor compreendida através de execuções práticas de movimento no modelo.
Estes são apenas alguns dos usos possíveis na sala de aula. Praticamente não existem limites à criatividade dos professores e por isso os alunos podem dar forma activa às aulas e compreender melhor os resultados com a ajuda dos modelos. A atenção é maior e os estudantes seguem as aulas muito mais propositadamente.
Impressão em 3D em aulas de arte e tecnologia
A maioria dos benefícios da impressão em 3D surgem nas aulas de arte e tecnologia. Uma vez que as aulas de arte são muito livres e espera-se que os estudantes façam os seus próprios modelos, a impressão em 3D é um excelente meio para expressar criatividade.
É dada particular ênfase aos campos da arquitectura, design ou design de plástico. Como base, os estudantes começam com esboços que são mais desenvolvidos para serem realizados na impressora 3D. Para uma concepção mais aprofundada, o apoio informático é útil. Desta forma, os alunos combinam tanto esboços desenhados à mão como modelos gerados por computador.
Nas aulas de tecnologia nas escolas secundárias ou vocacionais, os temas mais complexos podem ser ilustrados e simplificados utilizando a impressão em 3D. Aqui, por exemplo, os programas CAD podem ajudar a criar os modelos e a realizá-los na impressão. Aqui, os modelos não são apenas utilizados para ilustração, mas as funções também podem ser testadas. Desta forma, pode ser directamente reconhecido se o modelo ainda precisa de ser melhorado ou se já pode ser utilizado de uma forma totalmente funcional. Isto promove a utilização de programas CAD e de capacidades de pensamento espacial.
Mas que exemplos existentes mostram como a impressão em 3D pode ser utilizada na sala de aula e quais são os benefícios?
Mais criatividade através da impressão em 3D
Na Austrália, a utilização de impressoras 3D nos chamados “makerspaces” nas escolas com foco nas disciplinas STEM está em curso há já algum tempo. Isto torna mais fácil discutir o impacto e o sucesso da nova tecnologia. Para ver quais são os benefícios das impressoras 3D, 27 professores e mais de 500 estudantes participaram num grande estudo para discutir o impacto das impressoras 3D na sala de aula.
O estudo durou um ano e teve início em Agosto de 2017. A base do estudo foi a utilização do software de modelação Makers Empire.
Os próprios alunos desenharam livremente os modelos com a ajuda do software e depois imprimiram-nos em 3D. O estudo conclui que a criatividade, o pensamento crítico e as competências digitais dos estudantes foram melhoradas.
O que é notável aqui é que estudantes menos capazes foram capazes de melhorar a sua auto-confiança e pensamento crítico. Como resultado, integrou-se melhor no grupo de turma e o ambiente geral de aprendizagem melhorou.
Contudo, há vantagens não só para os alunos mas também para os professores ao lidarem com a nova tecnologia. Assim, os professores estão agora mais confiantes na utilização das impressoras 3D e geralmente mais abertos às novas tecnologias. A cooperação com os alunos também melhorou. Porque através de todo o processo de criação de um modelo 3D, os professores ficam a conhecer melhor os alunos e podem responder melhor às necessidades individuais. Portanto, há muito mais colaboração e nenhum ensino frontal.
Mais de 90% dos estudantes afirmaram também que estariam muito interessados em utilizar a impressão em 3D ou, pelo menos, o design mesmo depois da sua educação escolar. Alguns dos estudantes podem também imaginar utilizar a impressão em 3D mais tarde nas suas vidas profissionais.
Refeições escolares da tipografia
As impressoras 3D são mais conhecidas pelo processamento de modelos e outros materiais. Estes não são comestíveis e são mais interessantes como objecto visual.
No entanto, como novidade, há também cada vez mais impressoras 3D que são aprovadas para utilização com alimentos. Estas impressoras podem ser utilizadas para fazer panquecas e outros pratos simples, por exemplo. Entre eles, por exemplo, chocolate ou pizza.
Numa escola do leste de Londres, os pratos da impressora 3D estão a ser utilizados para inspirar mais estudantes a seguir carreiras na STEM. A escassez de trabalhadores qualificados é um grande problema para as empresas, que procuram desesperadamente engenheiros bem treinados. Com a ajuda desta solução criativa, mais estudantes devem seguir este caminho de carreira.
Especificamente, este exemplo é sobre a Escola Primária St. Helen's. Os estudantes podem imprimir os seus próprios alimentos na impressora 3D. Desta forma, podem ser impressos batatas fritas, peixe e feijões hexagonais.
As crianças devem ser introduzidas à nova tecnologia desta forma. Com grande sucesso, como mostrou um inquérito entre os estudantes. Assim, uma grande maioria é a favor de que a impressora 3D seja também mais utilizada nas aulas regulares.
Mas St Helen's no leste de Londres não é o único exemplo de comida da impressora 3D. Nos Países Baixos, existe um restaurante completo, especializado em comida da impressora 3D. Numerosos investigadores da China e da Coreia do Sul estão também a trabalhar na possibilidade de criar ainda mais pratos a partir de impressoras 3D no futuro. Assim, é concebível que no futuro possam ser criados pratos muito individuais e que em breve só esses impressores serão responsáveis por servir comida na cantina da escola.
Workshops para alunos
Uma vez que a tecnologia moderna ainda não está firmemente integrada na vida quotidiana nas escolas, muitos alunos têm acesso através de oficinas especiais. Com a ajuda destes, o contacto intensivo pode ter lugar nestes eventos com a duração de vários dias.
Dentro dos workshops, os estudantes aprendem o manuseamento completo, desde a criação do modelo até à impressão. Os objectos, tais como porta-caneta ou outros modelos, podem ser levados posteriormente para casa.
A integração de certas técnicas de scanning é também particularmente vantajosa. Por exemplo, a armadura do cavaleiro pode ser escaneada e depois impressa como um pequeno modelo. Isto dá aos estudantes um primeiro acesso a esta tecnologia moderna.
Na maioria dos casos, esta colaboração baseia-se em laboratórios de fabrico específicos que fornecem o equipamento e gerem a oficina. Mas as universidades também oferecem tais seminários. Para as turmas escolares interessadas, esta é uma excelente oportunidade para utilizar a tecnologia do futuro, mesmo que a escola ainda não disponha do equipamento apropriado.
Conclusão
A impressão em 3D é carinhosamente referida como a revolução do século XXI e diz-se que tem um impacto semelhante no fabrico como a introdução da linha de montagem. Por conseguinte, é apenas compreensível que os alunos já estejam a ser introduzidos nesta promissora tecnologia. Afinal, esta é a nova geração que mais provavelmente irá trabalhar com impressoras 3D no futuro local de trabalho.
Nas escolas na Alemanha, a introdução de impressoras 3D é ainda bastante restrita. Afinal, isto envolve investimentos elevados e a utilização de meios digitais está em todos os currículos, mas a implementação ainda é lenta.
A situação é diferente nos outros países. Aqui, resultados práticos e estudos mostram que a integração da impressão e modelos em 3D pode aumentar as capacidades criativas e o pensamento crítico. Os estudantes seguem o assunto com mais atenção e o sucesso da aprendizagem é visivelmente melhorado. Desta forma, mesmo questões complexas como certas articulações e os seus movimentos podem ser melhor ilustradas.
Outros pontos de contacto encontram-se na cantina, onde a utilização de impressoras 3D se destina a despertar o interesse por esta tecnologia. Os pratos simples podem ser impressos por completo.
Em conclusão, muitos peritos avaliam que é apenas uma questão de tempo até que as impressoras 3D façam parte da vida quotidiana nas escolas. Afinal, estes podem simplificar significativamente o ensino e a entrega de conteúdos de aprendizagem.
