Lab i klasseværelset - 💡 Fix My Ideas

Lab i klasseværelset

Lab i klasseværelset


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Denne artikel blev først opført i Lave: Bind 41

På trods af de milliarder, der investeres i uddannelsesmæssige teknologier i skolerne hvert år, kan få kontrollerede forskningsundersøgelser dokumentere skalerbare gevinster i læring. Nye teknologier oversætter ikke automatisk til forbedret læring. Desktop 3D-printere er nu blevet overkommelige nok til at blive placeret i skoler, som erhverver dem af tusindvis, lettet af mængdeneffektive initiativer som Donors Select og Kickstarter.

I 2010 udfordrede Hod Lipson, direktør for Cornell University's Creative Machines Lab, en gruppe pædagoger på topmødet om teknologitildeling for at planlægge introduktion af 3D-printere til skoler og spørge: "Hvis du kunne spolere uret og introducere mikrocomputere i skolerne igen hvad kan du gøre anderledes?

Hvad Lipson spurgte er: Hvordan kan nye teknologier udnyttes for at skabe nye muligheder for effektiv og engagerende læring i skolerne? Som professorer og fakultet ved University of Virginia svarede vi, samarbejdede med lokale skoler for at etablere et K-12 Design Laboratory. Det skulle være en test seng til udvikling af læseplaner baseret på digital fremstilling, herunder 3D-udskrivning.

En Lab School-studerende undersøger et 3D-print pågår.

De lovende resultater førte til et joint venture mellem Charlottesville og Albemarle skolesystemer og University of Virginia, etableret med støtte fra tilskud fra National Science Foundation, Commonwealth of Virginia og lokale myndigheder. To mellemskoler, Buford Engineering Design Academy og Sutherland Engineering Design Academy, blev lanceret i begyndelsen af ​​skoleåret 2013-2014.

Et glimt af et Lab School-klasseværelse afslører, at eleverne arbejder på projekter i små grupper, med 3D-printere på vægge - en til hver fjerde elev. Andre fabrikationsteknologier, som f.eks. Computerstyrede dyseskærere, skuffer af mikroelektroniske komponenter, sensorer, motorer og aktuatorer, loddestationer, håndværktøj og endda laserskærere og CNC-maskiner er let tilgængelige. Elevprojekter er åbne for at indarbejde ingeniørdesign i videnskabsundervisning.

Lab School studerende brugte 3D-print til at rekonstruere Morse-Vail telegraferelæet.

Det var her, med hjælp fra kuratorer fra Smithsonian's National Museum of American History, at to labskoleelever, Jenn og Nate, rekonstruerede Morse-Vail-telegrafen og relæet. De brugte Alfred Vails 1845 beskrivelse af enheden til at designe en moderne version ved hjælp af digitale fabrikationsteknologier.

Arbejderne hos beslutningstagere som Samuel Morse, Benjamin Franklin, Joseph Henry og Alexander Graham Bell belyser opfindelsens og innovationsprocessen. Deres sædvanlige opdagelser er mere tilgængelige og lettere for begyndere at forstå end mange moderne teknikker. Funktionerne i de elektromekaniske systemer i denne æra har materielle komponenter, som kan dekonstrueres og forstås. I de første år af US patentkontoret var det nødvendigt at indsende en arbejdsmodel som bevis for konceptet for et patent. Et udvalg af disse patentmodeller er nu anbragt i Smithsonian.

Patentmodel af 1854 Page motor, US patent nr. 10480.

En 1885 reproduktion.

Så Smithsonian samarbejder med Lab School for at digitalisere nøgle opfindelser for unge beslutningstagere som Jenn og Nate at vende sig om. Smithsonian's 3D Explorer (http://3d.si.edu) giver eleverne mulighed for at måle alle vinkler og endda analysere tværsnit af objekter. Da Labskolens opfindelser - fra telegraf til Charles Page's tidlige elmotor og mere - bliver digitaliseret, vil webstedet give 3D-filer og understøttende materialer for at hjælpe andre skoler med at replikere processen.

Målet er ikke en præcis fysisk replika, men en genfortolkning af enheden ved hjælp af moderne produktionsteknologi. De tredimensionale scanninger af artefakterne er inspiration til elevernes eget design, så de kan skabe et produkt, der er helt unikt.

Rekonstruktionen hjalp Jenn og Nate med at forstå forholdet mellem videnskab og teknik. De anvendte de principper, de lærte i science class til design af det telegrafiske relæ for at bestemme, hvor meget strøm i primærspolen der var nødvendig for at aktivere sekundær kredsløb.

De nød processen med videnskabelig udforskning og opdagelse. De lærte, i modsætning til hvad de troede, at der er mange ting, forskere ikke kender eller forstår. De så, at Vail and Morse oplevede problemer parallelt med deres egne, både inden for videnskab og teknik. I videnskab: Hverken forskerne (i 1840) eller eleverne (i 2014) forstod fuldt ud elens egenskaber. I teknik: Både opfinderne og eleverne havde svært ved at fremstille et pålideligt relæ med en trepunktsforbindelse.

Et eksempel på illustrationer skabt med kredsløbsklister.

En pilotkadre af elever fra laboratorieskolen deltog i et Engineering Design Academy i sommer. De studerende ingeniører lærte om telegrafiske relæer, magnetventiler og lineære motorer. Teams blev udfordret til at designe og fremstille en elektromekanisk tone-sequencer, der kunne afspille en melodi, og eleverne kombinerede relæer, solenoider og lineære motorer for at skabe en elektromekanisk sequencer, der gengivet klokkene i Londons Big Ben og præsenterede deres opfindelse på Smithsonian . I fremtiden vil eksemplariske opfindelser blive fremvist i et museum for elektroniske og bevægelige objekter i hver skole.

Dette arbejde med elektromekaniske opfindelser tjener som springbræt til opfindelser, der omfatter moderne teknologier. For eksempel er der designet et interaktivt vægmaleri til hver skole, der vil inkorporere kredsløbsklister - skræl- og stavelektronik til fremstilling af kredsløb - for at genskabe elevernes elektromekaniske musikmaskine.

Labskolen har allerede påvirket uddannelsesretningerne for mindst to studerende: Jenn har besluttet at blive biomedicinsk ingeniør, og Nate har valgt at fokusere på maskinteknik.

Dog er det ikke meningen, at alle studerende skal vælge karriere inden for ingeniørvirksomhed; Målet er at sikre, at alle elever kan udforske desktop fabrication teknologier. Ligesom andre værktøjer kan de anvendes på utallige måder, der beriger børns liv og gør læringen mere engagerende.

Efterhånden som labskolerne indtaster deres andet år, bliver avancerede fremstillings teknologier indarbejdet i hele den fysiske læreplan. Studerende opretter deres egne opfindelser og deler deres arbejde gennem FabNet, et netværk af skoler, der samarbejder om at samle nye måder at undervise og lære i dette fælles rum.



Du Kan Være Interesseret

Unge producenter viser deres kreationer på New York Toy Fair

Unge producenter viser deres kreationer på New York Toy Fair


3D-print finder et sted i lege på New York Toy Fair

3D-print finder et sted i lege på New York Toy Fair


Der er en app til den legetøj på New York Toy Fair

Der er en app til den legetøj på New York Toy Fair


Ridiculously Cool DIY Millennium Falcon Purse

Ridiculously Cool DIY Millennium Falcon Purse






Seneste Indlæg