Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

ห้องแล็บในห้องเรียน

บทความนี้ปรากฏตัวครั้งแรกใน ยี่ห้อ: เล่มที่ 41

แม้จะมีหลายพันล้านลงทุนในเทคโนโลยีการศึกษาในโรงเรียนในแต่ละปีการศึกษาวิจัยควบคุมไม่กี่สามารถบันทึกกำไรที่ปรับขนาดได้ในการเรียนรู้ เทคโนโลยีใหม่ไม่ได้แปลเป็นการเรียนรู้ที่ได้รับการพัฒนาโดยอัตโนมัติ เครื่องพิมพ์เดสก์ท็อป 3 มิติมีราคาไม่แพงพอที่จะนำไปใช้ในโรงเรียนซึ่งได้รับการสนับสนุนจากคนนับพันได้รับการอำนวยความสะดวกจากโครงการที่มีผู้เข้าร่วมจำนวนมากเช่น Donors Select และ Kickstarter

ในปี 2010 ฮอดลิปสันผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการสร้างสรรค์เครื่องจักรของมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ได้ท้าทายกลุ่มนักการศึกษาในการประชุมสุดยอดผู้นำเทคโนโลยีแห่งชาติเพื่อวางแผนการเปิดตัวเครื่องพิมพ์ 3 มิติสู่โรงเรียนถามว่า“ ถ้าคุณสามารถย้อนเวลานาฬิกาและแนะนำไมโครคอมพิวเตอร์ในโรงเรียน อีกครั้งคุณจะทำอะไรที่แตกต่างออกไป?”

สิ่งที่ Lipson ถามคือ: จะนำเทคโนโลยีฉุกเฉินมาใช้เพื่อสร้างโอกาสใหม่สำหรับการเรียนรู้ที่มีประสิทธิภาพและมีส่วนร่วมในโรงเรียนได้อย่างไร ในฐานะอาจารย์และคณาจารย์ที่มหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียเราตอบสนองร่วมมือกับโรงเรียนในท้องถิ่นเพื่อจัดตั้งห้องปฏิบัติการออกแบบ K-12 มันจะเป็นเตียงทดสอบสำหรับการพัฒนาหลักสูตรบนพื้นฐานของการประดิษฐ์ดิจิตอลรวมถึงการพิมพ์ 3 มิติ

นักเรียนโรงเรียน Lab ตรวจสอบการพิมพ์ 3 มิติ

ผลลัพธ์ที่มีแนวโน้มนำไปสู่การร่วมทุนระหว่างระบบโรงเรียน Charlottesville และ Albemarle และมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียจัดตั้งขึ้นโดยได้รับการสนับสนุนจากทุนวิทยาศาสตร์แห่งชาติมูลนิธิเครือจักรภพแห่งเวอร์จิเนียและรัฐบาลท้องถิ่น โรงเรียนมัธยมสองแห่งคือ Buford Engineering Design Academy และ Sutherland Engineering Design Academy เปิดตัวเมื่อต้นปีการศึกษา 2556-2557

เหลือบของห้องเรียนโรงเรียนในแล็บเผยให้เห็นนักเรียนที่ทำงานในโครงการในกลุ่มเล็ก ๆ ด้วยเครื่องพิมพ์ 3D เรียงตามผนัง - หนึ่งสำหรับนักเรียนทุกสี่ เทคโนโลยีการผลิตอื่น ๆ เช่นเครื่องตัดตายที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์, ลิ้นชักของส่วนประกอบไมโครอิเล็กทรอนิกส์, เซ็นเซอร์, มอเตอร์และแอคทูเอเตอร์, สถานีบัดกรี, เครื่องมือช่างและแม้แต่เครื่องตัดเลเซอร์และเครื่อง CNC พร้อมใช้งาน โครงการนักศึกษาเปิดกว้างเพื่อรวมการออกแบบทางวิศวกรรมเข้ากับการสอนวิทยาศาสตร์

นักเรียนโรงเรียน Lab ใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างสัญญาณโทรเลข Morse-Vail ขึ้นมาใหม่

มันอยู่ที่นี่ด้วยความช่วยเหลือของภัณฑารักษ์จากพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์อเมริกันแห่งชาติของสมิ ธ โซเนียนที่นักเรียนจากโรงเรียนแล็บสองคนคือเจนและเนทได้สร้างสถานีโทรเลขและมอร์ส - เวลขึ้นใหม่ พวกเขาใช้คำอธิบายของอุปกรณ์ของอัลเฟรดเวล 1845 ในการออกแบบรุ่นที่ทันสมัยโดยใช้เทคโนโลยีการผลิตดิจิตอล

งานของผู้ผลิตเช่นซามูเอลมอร์ส, เบนจามินแฟรงคลิน, โจเซฟเฮนรีและอเล็กซานเดอร์เกรแฮมเบลล์ให้ความสว่างแก่กระบวนการประดิษฐ์และนวัตกรรม การค้นพบเชื้อของพวกเขาสามารถเข้าถึงได้ง่ายขึ้นและง่ายขึ้นสำหรับผู้เริ่มหัดเข้าใจมากกว่าเทคนิคที่ทันสมัยหลายอย่าง หน้าที่ของระบบไฟฟ้าในยุคนี้มีส่วนประกอบที่จับต้องได้ซึ่งสามารถแยกแยะและเข้าใจได้ ในช่วงปีแรก ๆ ของสำนักงานสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกาการส่งแบบจำลองการทำงานเพื่อใช้เป็นหลักฐานพิสูจน์แนวคิดสำหรับสิทธิบัตร รูปแบบสิทธิบัตรเหล่านี้มีอยู่ในสมิ ธ โซเนียน

สิทธิบัตรรุ่นมอเตอร์ 1854 หน้าสิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา # 10480

1885 การสืบพันธุ์

ดังนั้นสถาบันสมิ ธ โซเนียนจึงร่วมมือกับ Lab School เพื่อสร้างสิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญสำหรับผู้ผลิตรายย่อยอย่าง Jenn และ Nate เพื่อทำวิศวกรรมย้อนกลับ เครื่องมือสำรวจ 3 มิติของสมิ ธ โซเนียน (http://3d.si.edu) ช่วยให้นักเรียนสามารถวัดทุกมุมและวิเคราะห์ส่วนต่าง ๆ ของวัตถุได้ เมื่อสิ่งประดิษฐ์ของโรงเรียนในแล็บ - จากโทรเลขไปจนถึงมอเตอร์ไฟฟ้าของ Charles Page และอื่น ๆ ได้รับการแปลงเป็นดิจิทัลเว็บไซต์จะให้ไฟล์ 3 มิติและสื่อสนับสนุนเพื่อช่วยให้โรงเรียนอื่น ๆ ทำซ้ำกระบวนการ

เป้าหมายไม่ใช่แบบจำลองทางกายภาพที่แน่นอน แต่เป็นการตีความอุปกรณ์ใหม่โดยใช้เทคโนโลยีการผลิตที่ทันสมัย การสแกนสามมิติของสิ่งประดิษฐ์เป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบของนักเรียนเองทำให้พวกเขาสามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่เป็นเอกลักษณ์ของตนเอง

การฟื้นฟูช่วยให้ Jenn และ Nate เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม พวกเขาประยุกต์ใช้หลักการที่เรียนรู้ในชั้นเรียนวิทยาศาสตร์กับการออกแบบการถ่ายทอดทางโทรเลขเพื่อตรวจสอบว่ากระแสไฟฟ้าในขดลวดปฐมภูมิจำเป็นต้องเปิดใช้งานวงจรที่สอง

พวกเขาสนุกกับกระบวนการของการสำรวจทางวิทยาศาสตร์และการค้นพบ พวกเขาเรียนรู้ตรงข้ามกับสิ่งที่พวกเขาคิดว่ามีหลายสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ไม่รู้จักหรือเข้าใจ พวกเขาเห็นว่าเวลและมอร์สประสบปัญหาขนานกันทั้งด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ในวิทยาศาสตร์: ทั้งนักวิทยาศาสตร์ (ในปี 1840) และนักเรียน (ในปี 2014) เข้าใจคุณสมบัติของการผลิตไฟฟ้าอย่างเต็มที่ ในด้านวิศวกรรม: ทั้งนักประดิษฐ์และนักเรียนมีปัญหาในการสร้างรีเลย์ที่เชื่อถือได้ด้วยการเชื่อมต่อแบบสามจุด

ตัวอย่างของงานศิลปะที่สร้างขึ้นด้วยสติกเกอร์วงจร

นายทหารฝ่ายเสนาธิการของนักเรียนจากโรงเรียนปฏิบัติการได้เข้าร่วมใน Engineering Design Academy ช่วงฤดูร้อนนี้ วิศวกรนักเรียนได้เรียนรู้เกี่ยวกับรีเลย์โทรเลขเครื่องยนต์โซลินอยด์และมอเตอร์เชิงเส้น ทีมถูกท้าทายในการออกแบบและสร้างซีเควนเซอร์โทนสีระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่มีความสามารถในการเล่นและนักเรียนรวมรีเลย์โซเลนอยด์และมอเตอร์เชิงเส้นเพื่อสร้างซีเควนเซอร์ไฟฟ้าที่ทำซ้ำเสียงระฆังของบิ๊กเบนในกรุงลอนดอนและนำเสนอสิ่งประดิษฐ์ . ในอนาคตสิ่งประดิษฐ์ที่เป็นแบบอย่างจะถูกจัดแสดงในพิพิธภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และวัตถุที่เคลื่อนย้ายได้ในแต่ละโรงเรียน

การทำงานกับสิ่งประดิษฐ์ทางไฟฟ้านี้ทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับสิ่งประดิษฐ์ที่รวมเทคโนโลยีที่ทันสมัย ตัวอย่างเช่นภาพจิตรกรรมฝาผนังเชิงโต้ตอบได้รับการออกแบบสำหรับแต่ละโรงเรียนที่จะรวมสติกเกอร์วงจร - เปลือกและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับการประดิษฐ์วงจร - เพื่อสร้างเครื่องเพลงระบบเครื่องกลไฟฟ้าของนักเรียน

โรงเรียนในแล็บได้ส่งผลกระทบต่อทิศทางการศึกษาของนักเรียนอย่างน้อยสองคนแล้ว: เจนตัดสินใจที่จะเป็นวิศวกรชีวการแพทย์และเนทได้เลือกที่จะให้ความสำคัญกับวิศวกรรมเครื่องกล

อย่างไรก็ตามประเด็นก็คือไม่ใช่ว่านักเรียนทุกคนควรเลือกอาชีพด้านวิศวกรรม เป้าหมายคือเพื่อให้แน่ใจว่านักเรียนทุกคนสามารถสำรวจเทคโนโลยีการผลิตเดสก์ท็อป เช่นเดียวกับเครื่องมืออื่น ๆ พวกเขาสามารถนำไปใช้ในรูปแบบมากมายที่เสริมสร้างชีวิตของเด็กและทำให้การเรียนรู้มีส่วนร่วมมากขึ้น

ในขณะที่โรงเรียนในแล็บเข้าสู่ปีที่สองของพวกเขาเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงจึงถูกนำมารวมเข้าไว้ในหลักสูตรวิทยาศาสตร์กายภาพ นักเรียนกำลังสร้างสิ่งประดิษฐ์ของตัวเองและแบ่งปันผลงานของพวกเขาผ่าน FabNet เครือข่ายโรงเรียนที่ร่วมมือกันในการสร้างวิธีการสอนและการเรียนรู้ร่วมกันในพื้นที่ที่ใช้ร่วมกันนี้

หุ้น

แสดงความคิดเห็น