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Comment débuter en impression 3D pour l'enseigner

L'impression 3D a pris de l'ampleur ces dernières années. Les progrès de l'industrie de l'impression 3D ont rendu beaucoup plus intuitive une technologie autrefois inabordable pour les enseignants et les élèves. L'impression 3D a transformé un grand nombre de secteurs très divers, notamment l'ingénierie, la production industrielle, la dentisterie, la santé, les loisirs, la joaillerie, l'audiologie et l'enseignement. Et maintenant, il est temps que les écoles adoptent l'impression 3D pour que les élèves d'aujourd'hui puissent devenir les innovateurs de demain. En plus de les aider à être prêts à travailler, l'impression 3D est un outil d'ensignement incroyablement utile qui encourage la créativité. 

Comment les enseignants de différents niveaux peuvent-ils se lancer dans l'impression 3D en classe ? Cet article du blog abordera ce qui suit :

  • Pourquoi les classes ont besoin de l'impression 3D.

  • Comment introduire l'impression 3D en classe.

Avantages de l'impression 3D en classe

Les classes doivent se moderniser. Cela signifie doter les étudiants de ressources de base comme des ordinateurs portables modernes et des outils audiovisuels comme des projecteurs et des tableaux intelligents. Au lieu d'interdire la technologie en classe, les enseignants devraient permettre aux élèves d'apprendre à l'aide de la technologie. Les imprimantes 3D peuvent ne pas sembler basiques, mais elles se sont révélées être des outils fondamentaux. L'utilisation d'imprimantes 3D à des fins éducatives a récemment suscité beaucoup d'intérêt. Selon un rapport du ministère de l'éducation, « les imprimantes 3D ont un potentiel important en tant que ressource pédagogique et peuvent avoir un impact positif sur l'engagement et l'apprentissage des élèves. » 

L'impression 3D rend l'apprentissage actif, offrant aux étudiants une expérience pratique et donnant vie à leurs projets de CAO. En plus de lire des livres et de prendre des notes sur les conférences, les étudiants peuvent appliquer des concepts académiques à l'impression 3D, les aidant à mieux absorber les informations. Ceci est extrêmement utile pour les apprenants tactiles. Par exemple, dans les cours d'anatomie humaine, les élèves peuvent imprimer des os et des organes pour mieux comprendre le corps humain. Grâce à l'impression 3D, les élèves acquièrent également des compétences analytiques : ils interprètent la taille, la forme, le mouvement et les relations entre les objets.

De plus, l'impression 3D aide à la compréhension du monde réel. Grâce à l'apprentissage par la pratique, les élèves peuvent voir l'impact possible des pièces qu'ils ont imprimées en 3D dans le monde réel. Les enseignants jouent un rôle important en aidant les élèves à comprendre l'impact de l'impression 3D dans la vie quotidienne.

L'impression 3D en classe a des applications qui s'étendent au-delà des matières STEM (science, technologie, ingénierie et mathématiques). Les imprimantes 3D sont des outils créatifs qui débrident l'imagination. Il n'y a pratiquement aucune limite à ce que les élèves peuvent imprimer. Les étudiants sans compétences CAO peuvent créer des objets 3D en réalité virtuelle puis les imprimer.

Comment introduire l'impression 3D en classe

Découvrez l'impression 3D avec l'aide de Formlabs

Comment les enseignants peuvent-ils introduire l'impression 3D en classe ? Ils devront apprendre eux-mêmes. Même si l’apprentissage est progressif, les ressources de Formlabs peuvent aider les enseignants à démarrer. Nos parcours d'apprentissage fournissent toutes les informations dont vous avez besoin, adaptées aux besoins de votre secteur. Vous acquerrez des connaissances de base en matière de numérisation et de conception, de préparation d'impression, d'impression et de post-traitement. Seront examinés en particulier les sujets suivants :

  • Déballage de l'appareil, impression et post-traitement.

  • Concevoir des modèles 3D imprimables.

  • Conseils pour la mise en œuvre et exemples de programmes d'enseignement.

Concevoir un programme d'enseignement avec impression 3D

L'étape suivante consiste à concevoir un programme qui intègre l'impression 3D. L'impression 3D convient à tous les niveaux d'enseignement : Les écoles primaires et secondaires, les lycées et écoles techniques, ainsi que l'enseignement supérieur.

Établissements scolaires primaires et secondaires

Certaines écoles ont déjà introduit l'impression 3D avec succès dans leur programme. Par exemple, l'Université de Floride a lancé un programme pour les élèves du secondaire appelé iDigFossils, qui utilise des fossiles imprimés en 3D. iDigFossils fait rentrer les musées dans les classes de collège et de lycée. Les enseignants ont conçu des activités qui ont permis aux élèves de découvrir les fossiles du point de vue de l'évolution, de la biologie et du changement climatique. Les chercheurs du programme travaillent également sur des applications informatiques qui peuvent permettre aux étudiants d'examiner des images 3D par couche. Les enseignants des écoles primaires et secondaires doivent évaluer comment l’impression 3D peut s’intégrer au mieux aux matières qu’ils enseignent. L'impression 3D concerne principalement la conception et la fabrication. Les enseignants peuvent appliquer l'impression 3D à un large éventail de sujets et d'activités : recréer des bâtiments historiques, réaliser des squelettes humains et des organes internes, mettre en place des expériences mathématiques et fabriquer des bijoux, pour ne citer que quelques exemples. 

Établissements techniques

Les établissements techniques exploitent également l'impression 3D. À la Morrison Tech, les étudiants apprennent en faisant, et l'impression 3D est un élément essentiel de cette philosophie d'enseignement. Presque tous les cours d’ingénierie de la Morrison Tech incluent l’impression 3D et les projets sur lesquels les étudiants travaillent pour résoudre des problèmes du monde réel. Les élèves apprennent à imprimer en 3D en développement de produits et en prototypage : ils ont créé des pièces fonctionnelles comme des engrenages qui sont polymérisées avec l'appareil Form Cure de Formlabs. Les écoles techniques comme la Morrison Tech intègrent l'impression 3D à leur programme pour aider les étudiants à s'habituer à des emplois qui l'utiliseront beaucoup.

Enseignement supérieur

L'impression 3D est devenue de plus en plus courante dans l'enseignement supérieur. Selon une étude Deloitte, voici les principaux besoins relatifs à l'impression 3D dans l'enseignement supérieur :

  • Une compréhension multidisciplinaire des principaux domaines de la fabrication additive (domaines de connaissances connexes : science des matériaux, conception, ingénierie, etc.).

  • Une meilleure connaissance de la conception, en particulier des compétences spécifiques à la conception pour la fabrication additive (DFAM).

  • Un état d'esprit plus ouvert, plus créatif et innovant.

  • Une meilleure compréhension des liens entre la fabrication additive et les procédés de fabrication existants, pas seulement la fabrication additive.

  • Un état d'esprit commercial pour comprendre la rentabilisation de la fabrication additive.

Les collèges et universités cherchant à intégrer l'impression 3D devraient évaluer leurs programmes d'enseignement et la façon dont l'impression 3D peut y être introduite. La clé de la mise en œuvre de programmes d'impression 3D réussis passe par une approche multidisciplinaire qui met l'accent sur l'apprentissage empirique.

À UMass Lowell, cela s'est traduit par la modernisation des programmes de sculpture et de conception 3D pour les faire entrer dans le XXIe siècle. Le Professeur Yuko Oda utilise l'impression 3D pour moderniser les cours de conception 3D, de sculpture, de modélisation 3D et d'animation à l'université avec de très bons résultats. 

Rédiger un plan de cours pour l'impression 3D

Les enseignants de toutes les matières peuvent intégrer sans problème l'impression 3D dans leurs plans de cours. Avec des programmes comme Pinshape et Thingiverse, les étudiants peuvent accéder à un grand choix de fichiers prêts à imprimer. Des programmes de CAO faciles à utiliser comme Tinkercad permettent aux étudiants de concevoir leurs propres impressions. Avec ces sources disponibles gratuitement, les enseignants peuvent élever le niveau de leurs cours avec l'impression 3D. 

Science

Les enseignants peuvent par exemple intégrer l'impression 3D dans un programme d'enseignement scientifique en sciences de la terre. Les élèves peuvent imprimer des couches de la terre, les assembler et les peindre. En imprimant les couches eux-mêmes, ils peuvent mieux se familiariser avec la structure de la terre. Les étudiants peuvent également imprimer des modèles moléculaires 3D pour la chimie.

Ingénierie

En ingénierie, les étudiants peuvent construire leurs propres structures en imprimant en 3D des pièces séparées. Par exemple, ils peuvent créer une horloge imprimée en 3D qui fonctionne.

Mathématique

L'impression 3D est très bien adaptée aux cours de géométrie. Les élèves peuvent imprimer en 3D toutes sortes de formes, de la plus simple à la plus complexe. Ils peuvent également se familiariser avec des modèles. Le projet Tessellation Escher encourage les élèves à imprimer des formes de tessellation, puis à les assembler. Les étudiants peuvent également créer des modèles à l'échelle pour les aider à comprendre les rapports et les proportions.

Architecture

L'impression 3D peut aider les étudiants en architecture à concevoir et à construire des prototypes de bâtiments. En imprimant en 3D différents composants d'un bâtiment, les élèves peuvent mieux comprendre comment leur conception peut prendre vie.

Art

Les possibilités de l'impression 3D en art sont infinies. Les étudiants peuvent fabriquer en 3D des flocons de neige, des instruments de musique et plus encore.

Histoire

Les étudiants peuvent recréer des monuments et des bâtiments historiques en les imprimant en 3D. Ils peuvent par exemple imprimer des édifices aztèques et mayas.

Conclusion

Ajouter l'impression 3D peut sembler un luxe à première vue, mais elle est déjà devenue un outil d'éducation multidisciplinaire technologique essentiel. Cette technologie incroyablement polyvalente qu'est l'impression 3D a de nombreuses applications, à de multiples niveaux et domaines de l'enseignement. Pour que les élèves d'aujourd'hui deviennent les innovateurs de demain, les enseignants doivent se lancer dans l'impression 3D en classe.


En savoir plus sur l'impression 3D pour la classe avec notre livre blanc FDM ou SLA : comparer les deux types d'imprimantes 3D les plus populaires pour l'enseignement