7 דרכים לשימוש בהדפסה בתלת-ממד באקדמיה
הדפסה בתלת ממד הינה טכנולוגיה רבת פנים, היכולה להפיק את המיטב מהסטודנט. מורים בכל המקצועות והרמות האקדמיים יכולים לגרום לחוויית לימוד בעלת מעורבות ולתוצאות לימוד גדולים יותר עבור הסטודנט על ידי שילוב הדפסה בתלת-ממד. החל מהצתת דמיון הסטודנטים, עד ללימוד האופן בו מושגים שונים מיושמים במציאות, הדפסה בתלת ממד הינה בעלת ערך שלא יסולא בפז.
הטכנולוגיה התקדמה מאד בכיתת הלימוד. ממקרנים עיליים בשנות ה-30' של המאה הקודמת למחשבוני יד בשנות ה-70' שלה עד לשגרת המחשבים בשנות ה-2000, הטכנולוגיה סייעה לאנשי חינוך בהפיכת הכיתה למושכת יותר ובהכנת הסטודנט לתוכניות לאחר התואר הראשון.
עתה, בכוחה של הדפסה בתלת ממד לגרום למהפכה בכיתה. ההתקדמות בטכנולוגיות ההדפסה בתלת ממד הפכה את התחום לנגיש יותר ובהישג יד, דבר המוביל לעלייה בפופולריות שלו במסגרות אקדמיה וחינוך.
אנשי חינוך בכל מקצוע אקדמי למעשה, יכולים להשתמש בהדפסה בתלת ממד בכיתה בשיעורים פרונטליים ובשיעורים מקוונים. כאשר המורים משלבים טכנולוגיה זו באופן מושכל בכיתה, הם יכולים לשפר את תוצאות הלימוד, כגון שיפור במיומנויות אנליטיות ומיומנויות חשיבה ביקורתית.
מוצגות להלן שבע דרכים בהן ההדפסה בתלת ממד יכולה לסייע ביצירת סביבת לימודים עם השתתפות פעילה של הסטודנט להגברת היצירתיות, להכנת הסטודנט לשוק העבודה, ועוד. הדרכים הן:
1. יצירת סביבת לימודים עם השתתפות פעילה של הסטודנט
2. הגברת יצירתיות וחדשנות
3. איפשור הבנת המציאות
4. הכנה לתוכניות לאחר התואר הראשון
5. חיזוק מעורבות דיגיטלית
6. שיפור מיומנויות בפתרון בעיות
7. מינוף חשיבה עיצובית
יצירת סביבת לימודים עם השתתפות פעילה של הסטודנט
הסטודנטים נהנים יותר בכיתה בה סביבת הלימוד כרוכה בהשתתפותם. צפייה בשקופיות יכולה רק לעורר עניין ולכבוש את תשומת לב הסטודנט. הדפסה בתלת ממד הופכת את הלימוד לדבר פעיל, דבר הממריץ אותו לעשות שימוש במיומנויות חשיבה ביקורתית לצורך יצירת המודלים שלהם. מעורבות הכיתה פירושה שהסטודנט יכול ללמוד טוב יותר נושאים מתקדמים יחד עם שיפור במיומנויות כגון פתרון בעיות. בנוסף, הדפסה בתלת ממד מסייעת לסטודנט בשימוש בסגנונות לימוד שונים: סטודנטים הנוטים יותר ללימוד עם מגע וגם סטודנטים הנוטים יותר ללימוד ויזואלי, יפיקו תועלת רבה מהדפסה בתלת ממד.
לדוגמה, במכללת Morrison Tech (אילינוי, ארה"ב), כמעט כל הקורסים להנדסה כוללים הדפסה בתלת ממד. הסטודנטים לומדים הדפסה בתלת מימד לפיתוח מוצר ואב-טיפוס, ומייצרים חלקים פונקציונליים, כגון גלגל שיניים. מהנדסים עוברים אותו תהליך, וכך, באמצעות הדפסה בתלת ממד, הסטודנט יכול לחוש כיצד מהנדס מבצע את העבודה שלו, ובכך, הוא מקבל ניסיון מעשי.
הדפסה בתלת ממד אינה מתאימה רק לעבודה מעשית בקורסי הנדסה. קיים מגוון רב של שימושים להדפסה בתלת ממד בכל המקצועות האקדמיים, למשל סטודנטים לביולוגיה יכולים להדפיס מודלים של איברים, סטודנטים לכימיה יכולים להדפיס מודלים של מולקולות וללמוד עליהן, סטודנטים לגרפיקה יכולים ליצור גרסאות תלת ממד של יצירת האמנות שלהם, סטודנטים להיסטוריה יכולים להדפיס חפצים היסטוריים, וסטודנטים לאדריכלות יכולים להדפיס מודלים תלת ממדיים של עיצוב המבנה שלהם.
סביבת הלימודים עם השתתפות הסטודנט אינה נעדרת גם בכיתות מקוונות. אומר הפרופסור לאדריכלות במכללה לעיצוב ואדריכלות באוניברסיטת קנטאקי, מיכאל סילבר, "הסטודנטים יכלו לעצב מודלים שהמרצה שלח להם במייל". מודל פיזי עוזר לסטודנט בהבנת הרעיון. אף שהכיתה מקוונת, הדפסה בתלת ממד הפכה אותה לניסיון כובש.
הגדלת יצירתיוּת וחדשנות
לא רק שמיומנויות יצירתיוּת מוערכות בחסר, אלא שהן קריטיות להצלחת הסטודנט. יצירתיות הנה האופן בו רעיון חדש ופתרון חדשני צצים. הדפסה בתלת ממד הנה יצירתית כשלעצמה, ומאפשרת לסטודנט לחשוב כיצד לפתור בעיות באמצעות הדפסה בתלת ממד, לתכנן מודלים באמצעות שימוש בתוכנת CAD כמו SOLIDWORKS, ולהבין כיצד למטב את תהליך ההדפסה בתלת ממד. בנוסף, ובמיוחד עבור יישומים באמנות, הסטודנטים יכולים לצבוע את המודלים שלהם, ובכך להעלות את דרגת היצירתיות שלהם.
באוניברסיטת UMass Lowell, הפרופסורית יוּקוֹ אוֹדה שילבה הדפסה בתלת ממד לשיפור הקורסים שלה לעיצוב, פיסול, מידול ואנימציה בתלת ממד. אחת התפתחויות משמעותיות בפיסול היא שילוב מציאות מדומה והדפסה בתלת מימד. מציאות מדומה מורידה מחסומים בעיצוב בתלת מימד ומאפשרת לאמנים ולסטודנטים ליצור אובייקטים למרחב המציאות הרבודה (Metaverse). בכיתה ח', יוקו לימדה את התלמידים כיצד ליצור חפץ תלת ממדי ב-30 דקות ולהדפיס אותו במדפסת תלת ממד. הדפסה בתלת ממד פותחת נתיבים חדשים לחדשנות.
איפשור הבנת המציאות
אם הכנה לחיים האמיתיים שמחוץ למוסד הלימודי הנה אחת מהמטרות אותן הלימוד הגבוה משרת, אזי חשוב שאנשי החינוך ייצרו הזדמנויות עבור הסטודנטים להבין טוב יותר כיצד אפשר ליישם מיומנויות הנרכשות בכיתה, בעבודה המקצועית. אמירת רעיון לסטודנט אינה דומה להצגת הרעיון, ומה טוב יותר מלהציג אותו באמצעות הדפסה בתלת ממד?
סטודנטים בתורכיה ביצעו טיפול שורש בדגמים מודפסים בתלת ממד.
לדוגמה, מודלים בתלת ממד יכולים לסייע לסטודנטים בשיפור בהבנת אנטומיה. באוניברסיטת Canakkale Onsekiz Mart בתורכיה, מודלים של שיניים בתלת ממד שימשו ללימוד רפואת שיניים באופן מקוון.
"המדפסת Formlabs Form 3B הנה מדפסת תלת ממד בעלת נפח בנייה גדול המאפשר לנו להדפיס שיניים טוחנות ב-9 שעות. הפרטים במודלים אלה חדים מאד והדיוק מאד גבוה, ואנחנו הדפסנו את השיניים עבור הסטודנטים", אומר מר יוֹסוּנְצ'יג'יר. באמצעות שימוש בשרף מותאם ליישום בשטח הבריאות, כגון Elastic Resin או BioMed Clear Resin, הסטודנטים יכולים להדפיס מודלים בתלת ממד של עצמות, איברים, תאים, ורכיבים ביולוגיים אחרים. בחינוך רפואי, הדפסה בתלת ממד יכולה להכין את הסטודנטים לביצוע ניתוחים על ידי יצירת מודלים. סוג זה של ויזואליזציה הנו בעל ערך רב ביותר, בכך שהוא מסייע לצוותים הכירורגיים בניתוחים.
הכנה לתוכניות לאחר התואר הראשון
הדפסה בתלת ממד הנה מיומנות המוערכת במקום העבודה. לא מדובר רק בהדפסות עבור יישומים הנדסיים או של ייצור בתעשייה. הדפסה בתלת מימד רלוונטית להרבה מאוד תחומים, מתעשיית הבידור ועד לתכשיטים. דוח של Grand View Research מצא כי שוק ההדפסה בתלת ממד מוערך ב-11.58 מיליארד דולר ב-2019 והוא צפוי לגדול בשיעור שנתי מצטבר העולה על 14% מ-2020 עד 2027. בעולם, נמסרו ב-2018 כ-1.4 מיליון מדפסות תלת ממד, ומספר זה צפוי להגיע ל-8 מיליון יחידות עד 2027.
גידול זה בשימוש במדפסות תלת ממד מניע ביקוש למיומנויות עיצוב בתלת ממד בקרב סטודנטים לעיצוב גרפי. הדפסה בתלת ממד מתאפשרת על ידי מעצבים הבונים מודלים. עם הגידול בביקוש למוצרים מותאמים לפי דרישה, עיצוב מודלים לפי דרישה הופך לחשוב יותר מתמיד. עבודות במחקר ופיתוח כרוכות כבר בידע בתחום ההדפסה בתלת ממד. ייצור מוצרי צריכה דורש ניתוח רב ואנשי מחקר ופיתוח יכולים להבין כיצד להפחית עלויות ולשפר את היעילות באמצעות טכנולוגיות כגון הדפסה בתלת ממד. מידול אדריכלי ובנייה מראה גם צורך רב להדפסה בתלת ממד כיוון שתחומים אלה נסמכים במידה רבה על אבי-טיפוס.
כאשר סטודנטים לומדים על הדפסה בתלת מימד במוסדות הלימוד, המוכנות שלהם לעבודה בהמשך משתפרת. וסולל את הדרך לתפקידים יצירתיים יותר בסיום הלימודים.
חיזוק מעורבות דיגיטלית
בעולם ההופך יותר ויותר דיגיטלי, סטודנטים צריכים ללמוד כיצד להשתמש בטכנולוגיה דיגיטלית לטובתם. טכנולוגיה דיגיטלית מקבלת לעתים שם רע על שהיא מסיטה את דעתם מהלימוד, אך שימוש נכון בה, יכול לסייע לסטודנט ללמוד כיצד להשתלב בעולם באופן המעשיר אותו. אין זה חשוב באיזו תעשייה עובדים, מקום העבודה הפך למודרני יותר בכל שטח, החל מסטודיו לאמנות עד לאולם הייצור. על ידי שילוב הדפסה בתלת מימד בתוכנית הלימוד, אנשי החינוך יכולים לעודד את הסטודנטים להבין טוב יותר מהלך עבודה דיגיטלית. הדפסה בתלת ממד כרוכה ביותר ממדפסת תלת ממד: סטודנטים העוסקים בהדפסה בתלת ממד חייבים להבין את כל התהליך, מתכנון באמצעות CAD עד לשלב שאחרי הייצור.
לדוגמה, סטודנטים יכולים ללמוד את מהלך עבודת הפוטוגרמטריה, המדע העוסק בהפקת מדידות מדויקות מצילומים. הפוטוגרמטריה נוטלת סט צילומים חופפים של חפץ מסוים, מבנה, אדם או סביבה, והופכת אותם למודל תלת ממד באמצעות שימוש באלגוריתמים של מחשב.
היכנסו להשתתפות בוובינר
צפו בוובינר בנושא:
כיצד לבחור את החומר המתאים
להדפסה בתלת ממד?
קראו את המאמר
מגוון חומרי הדפסה הנדסיים, אינסוף פתרונות להדפסת מוצרים.
כל מה שמהנדסים צריכים לדעת !
שיפור מיומנויות בפתרון בעיות
הדפסה בתלת ממד פותרת בעיות במציאות. לדוגמה, ההדפסה בתלת ממד היוותה פתרון לטיפול במחסור בציוד מגן אישי בזמן מגפת הקורונה. אותו הגיון קיים גם בכיתה. ללא ספק, הדפסה בתלת ממד דורשת מהסטודנטים להשתמש במיומנויות פתרון הבעיות שלהם. כאשר סטודנט מתחיל לעסוק בפרויקט הדפסה בתלת ממד, הוא עומד מול מספר שאלות מפתח, כגון:
1. לְמה ישמש החלק שהדפסתי בתלת ממד?
2. מה צריכים להיות השיקולים בעיצוב המודל, בבחירת החומר להדפסה, ובגימור החלק?
3. כיצד אני יכול להתאים את תהליך ההדפסה בתלת ממד כך שהוא יהיה יעיל?
אלה רק מספר שאלות, אך הן דורשות חשיבה ביקורתית על הפרויקט בו הם עוסקים. הסטודנטים צריכים להיות מסוגלים לעבור מרעיון מופשט לחפץ מודפס בתלת ממד מתוך הבנה כיצד מושגים אלה מתקשרים האחד לשני. כאשר מייצרים אב-טיפוס, הם צריכים להיות מסוגלים לבחון ולהעריך את מידת הצלחת העיצוב בהשגת המטרה שלהם מעבר לתפקודיות גרידא. הדפסה בתלת ממד מעודדת סטודנטים לטפל בבעיה באופן לוגי ושיטתי אך גם מעודדת חשיבה יצירתית.
מינוף חשיבה עיצובית
חשיבה עיצובית היא יותר מביטוי רווח. המושג מוגדר כ"תהליך חוזר בו אנו שואפים להבין את המשתמש, לחלוק על הנחות, ולהגדיר מחדש בעיות, בניסיון לזהות אסטרטגיות ופתרונות חלופיות אשר אינן מזוהות מיד באמצעות דרגת ההבנה הראשונית שלנו". יותר ממגמה חולפת, חשיבה עיצובית כאן כדי להישאר, וחברות גדולות, כמו אפל וגוגל, מאמצות גישה זו.
כיצד הדפסה בתלת ממד מסייעת בחשיבה עיצובית?
שיתוף פעולה הנו רכיב מפתח בחשיבה עיצובית, והדפסה בתלת ממד יכולה לעודד שיתוף פעולה בין עמיתים כאשר המורה קובע פרויקטים קבוצתיים. בפרויקטים קבוצתיים להדפסה בתלת ממד, הסטודנטים לומדים מנקודת המבט ומסגנון העבודה של האחר. חזרתיות הנו היבט מפתח נוסף בחשיבה עיצובית. הדפסה בתלת ממד מעודדת סטודנטים בשיפור העיצוב שלהם בהתבסס על תוצאות קודמות ועל משוב.
מסקנה
הדפסה בתלת ממד הנה טכנולוגיה רבת פנים היכולה להפיק את המיטב בסטודנט. מורים בכל המקצועות והרמות האקדמיים יכולים לגרום לחוויית לימוד בעלת מעורבות ולתוצאות לימוד גדולים יותר עבור הסטודנט על ידי שילוב הדפסה בתלת ממד. החל מהצתת דמיון הסטודנטים עד ללימוד האופן בו מושגים שונים מיושמים במציאות, הדפסה בתלת ממד הנה בעלת ערך שלא יסולא בפז.
למידע נוסף על הדפסה בתלת מימד בתחום החינוך, בקר בעמוד המשאבים בחינוך שלנו.
מקור המאמר: Formlabs
עריכה: גיא ירוס. מהנדס אפליקציה הדפסה בתלת ממד. סיסטמטיקס
