2016年7月4日

3D列印應用在科學教育的經驗分享

作者/陳麗淑、宋祚忠、葉佳承(國立海洋科技博物館展示教育組)

國立海洋科技博物館展示教育活動利用3D 印表機技術開發出科學教具,讓進館的學生能夠親自動手做,並透過實際操作過程更了解創客精神。
網站:http://goo.gl/0JghhH


海洋科學及科技推廣是國立海洋科技博物館(海科館)重要的任務之一。海科館主題館在2014年開幕時,創客(Maker)早已在國外風行多年,並且迅速傳入臺灣,相關周邊設備發展漸趨成熟,尤其是3D 列印技術。此項技術的快速發展,讓3D 列印價格開始大眾化,整個創客活動更加蓬勃發展。2015 年臺灣在數場大型創客研討會也讓各社教機構注意到這股風潮,瞭解創客精神對國內教育可能的影響。而教育部自2014 年由國民及學前教育署首度規劃辦理「Fab Truck 3D 列印校園巡迴推廣計畫」,建置一部3D 列印行動實驗室(Fab Truck),更於2015 年擴大為「全區Fab Truck 3D 列印校園巡迴推廣實施計畫」,在全臺灣高級中等學校中形成一股創新潮流,激發全國師生對3D 列印學習的風氣與興趣。

創客與海科館
由於創客的興起,海科館的研究人員開始從自身發揮創客精神,將3D 列印技術應用於博物館互動展項之調整,也成功把船舶與海洋工程廳「橋式起重機」互動展示機構改善,一路從概念生成、3D 模型機構繪製、數位模擬組裝、3D 模型試做及驗證、模型修改後再製到最後的測試安裝等⋯從頭到尾進行一連串的修正,雖然是一系列反覆修改微調整的過程,但因3D 列印機的即時性,現場發現問題,回到辦公室馬上修改再列印,隔天就可以再到現場安裝測試,大大的縮短了展示變更所需要的工作時間。

科學教具的開發

海科館並不滿足於這樣的改變,緊接著又進行博物館科學教具開發,目前已發展出「水下滑翔機」的教具,透過導入3D 印表機之技術,開發出適合中小學教師進行科學演示可使用之科學教具。基本上教具必須要達到改變機翼及砝碼位置,才可以展現「水下滑翔機」重心及機翼位置改變對「水下滑翔機」下沉及上浮軌跡的影響。整個教案是以探究式學習課程來引導學生思考,讓學生先預測重心改變的影響,接著進行實測後自行得到答案,最後學生自行組裝完成一架「水下滑翔機」,做完後測試再修正直到「水下滑翔機」可以正常沉下上浮。目前這些「水下滑翔機」的製作除了在海科館的海洋科學學習中心接受各學校來進行校外教學,另外也應用在全民科學週的闖關科學主題,普受學生的喜愛。......【更詳細的內容請見科學月刊第559期】


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