Case study

Tạo mô hình Robot Subs, Phát minh mới về phương pháp đào tạo STEM với MakerBot

Làm thế nào mà đội robotic tại trường trung học Carl Hayden sử dụng máy in 3D để mở rộng ranh giới của việc đào tạo bằng phương pháp STEM – đào tạo thành thạo kĩ năng tới mức chuyên gia, nhằm đảm bảo bắt kịp với sự thay đổi nhanh chóng của thế giới.

Các đội robotic của trường trung học chưa bao giờ được biết tới rộng rãi, và có lẽ không có đội nào có thể ấn tượng hơn hay nổi tiếng như đội ngũ tài năng của học sinh lớp 9 đến lớp 12 ở Phoenix, AZ, nhóm đã tạo nên Falcon Robotics. Họ được dẫn dắt bởi huấn luyện viên, người truyền cảm hứng-Faridodin “Fredi” Lajvardi (Lah-jeh-var-dee), giáo viên Khoa học Hàng Hải tại Trường Trung học Carl Hayden, Falcon Robotics đã làm nên tên tuổi vào năm 2004 khi họ thi đấu với tư cách là những người yếu thế hơn so với các trường trung học và đại học để giành chiến thắng cho chức vô địch quốc gia.

Ngôi trường này đã làm cho cộng đồng STEM hoàn toàn bất ngờ, và câu chuyện về nàng lọ lem Cinderella của họ đã được biết đến trên khắp các đầu báo, tạp chí như ABC Nightline, tạp chí Wired và thậm chí là bộ phim Spare Parts năm 2015. Sau 13 năm, hiện nay Falcon Robotics là một nhà tiên phong trong dòng sản phẩm titan First Robotics.Và đã đặt những bước chân đầu tiên của mình trong các cuộc đua tàu ngầm robot như RoboSub, được tài trợ bởi Văn phòng nghiên cứu Hải quân và AUVSI.

“Falcon Robotics hoạt động gần như một công ty con” Huấn luyện viên Fredi giải thích.“ Các nhóm khác nhau hợp tác để thiết kế những thứ như phần mềm điều hướng hoặc hệ thống đẩy và giải quyết các vấn đề nhỏ, sau đó các nhóm họp lại với nhau để giải quyết các thử thách lớn hơn của cuộc thi”. Với khả năng truy cập vào các máy in 3D MakerBot đáng tin cậy và trực quan trong khu vực sản xuất, các nhóm có thể học thêm được các kỹ năng mới trong quá trình tạo mẫu nhanh robots với tốc độ chóng mặt.

Trước kia lớp học chỉ làm các kệ phụ kiện, nhưng hiện nay lớp học Robotics đang tiến hành tạo mẫu nhanh mô hình tàu ngầm.

Phân chia thành đội ngũ thiết kế 3D, cơ khí, phần mềm và đội marketing, câu lạc bộ được trang bị một phòng máy vi tính và một khu sản xuất bao gồm máy CNC và ba máy in 3D MakerBot. Qua các năm, họ tiếp tục xây dựng lại robosub, HABOOB( theo tiếng Ả-Rập gọi là bão cát), và cải thiện khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ dưới nước, khả năng tự lái khác nhau.

Trước khi họ sử dụng máy in 3D, các chi tiết của robot phải được làm từ vật liệu kim loại tại một cửa hàng địa phương hoặc thuê ngoài dịch vụ in 3D. Cách này cũng có thể được, tuy nhiên việc thuê ngoài để làm chi tiết trên phần mềm thiết kế của mình, không làm cho sinh viên có được độ trải nghiệm thực tế, quyền sở hữu và những phản hồi cần thiết. Thêm vào đó, gia công kim loại, cũng như thuê ngoài in 3D rất tốn kém, mất hàng tuần và không thể tùy chỉnh thiết kế qua các lần điều chỉnh lặp lại.

Một khi sinh viên có thể làm được những chi tiết ngay tại xưởng, họ sẽ rất ngạc nhiên bới tính dễ dàng và nhanh chóng mà máy in MakerBot có thể tạo ra các vật thể vật lý thật. Ghi nhận sự thay đổi đó ảnh hưởng đến kết quả học tập của nhóm như thế nào, Fredi giải thích rằng: “Việc giảm thời gian và kỹ năng cần thiết để tạo ra đồ vật làm tăng chu kì học tập của học sinh. Họ có thể thay đổi ngay lập tức và sửa đổi thiết kế hoăc thử nghiệm với những thách thức mới”.

Tốc độ là điều rất quan trọng trong các cuộc đua về kỹ thuật, cũng giống như cuộc thi robotics, và việc sử dụng máy in 3D MakerBot cho phép Falcon Robotics chỉ ra được những lỗi từ sớm, học hỏi từ những sai lầm đó và khắc phục chúng một cách nhanh chóng trên cùng một quá trình, điều này giúp cho các dự án nghiên cứu phát triển sản phẩm R&D thành công trong các ngành công nghiệp từ ngành hàng không vũ trụ cho tới thiết kế các sản phẩm tiêu dùng. Việc sử dụng đầy đủ tính năng của MakerBot giúp đẩy nhanh quá trình tạo mẫu và chu trình thiết kế cùng với đó, là một cách giúp tăng tốc quá trình học tập của sinh viên.

Mục tiêu là giải quyết vấn đề, máy in 3D là công cụ và Rô-Bốt chỉ là trung gian

Mô hình HABOOB là phương tiện cho nhiều phương thức học tập khác nhau và cũng là mục tiêu của phương pháp học “STEM”.Thiết kế một thiết bị phóng ngư lôi hiệu quả, đó không chỉ là đào tạo cho một ngành nghề cụ thể, mà đó còn là đào tạo cho bất kỳ ngành nghề hay lĩnh vực nào. Hệ thống 3D CAD tham gia vào thiết kế một quả ngư lôi, tính chất vật lý chỉ ra được trọng tâm và sức nổi của quả ngư lôi, nhưng bài học thực sự ở đây là biết cách làm thế nào để tiếp cận một vấn đề và làm cách nào dẫn dắt được sự kiên trì, các kỹ năng và nguồn lực của bạn đi theo đúng hướng cho đến khi bạn giải quyết được vấn đề. Fredi lưu ý rằng: “Các kỹ năng phân tích và việc xây dựng các mối quan hệ, mà các em học được trong quá trình tham gia câu lạc bộ là thứ sẽ đưa họ đến với thành công trong bất kỳ công việc, cũng như trong bất kỳ ngành nghề nào”.

Máy in 3D là công cụ tuyệt vời giúp cải thiện việc học của sinh viên và giúp hé lộ tiềm năng của họ như những nhà sáng chế rất năng động. Trước hết, ngư lôi của đội Falcon không đủ tương xứng với động lực yếu kém và cơ chế phóng không đáng tin cậy. Bằng cách sử dụng nhiều loại máy in MakerBot, họ có khả năng thử nghiệm, tinh chỉnh thiết kế chỉ trong vòng một tuần lễ mà đáng lẽ ra thách thức này phải giải quyết mất hơn một tháng.

Nhóm máy in 3D không những nói về tiềm năng không giới hạn của nó mà còn nói về một hệ thống cách thức ứng dụng rộng rãi.Từ việc ứng dụng trong mạng lưới thiết bị điện tử nội bộ trên tàu đến các bộ phận bên ngoài cần hỗ trợ năng lượng và động cơ.HABOOB được thiết kế để có thể dễ dàng sửa đổi khi mà Falcon bị thách thức vào năm tới, họ có thể in 3D các bộ phận cho phù hợp mà không cần một cuộc đại trùng tu hoàn toàn.

Một phần mềm trực quan cùng với phần cứng đáng tin cậy là điều cần thiết cho một nhà sản xuất và đặc biệt quan trọng đối với một nhóm người nằm dưới tầm ngắm để xây dựng tàu ngầm. MakerBot đang dẫn đầu bằng cách đổi mới quá trình học từ kinh nghiệm trước đó diễn ra ngắn hơn và sự trôi chảy trong công việc dễ dàng hơn, tất cả những điều này cần thiết cho trường học để có thể tiến hành và nhận được đầy đủ giá trị mà máy in 3D mang lại.

Với MakerBot, Trong lớp học như học sinh nhưng sẽ thực hiện công việc như một chuyên gia.

Thật dễ rơi vào hoảng sợ khi là một kĩ sư phải giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong việc thiết kế xe tự lái, nhưng khi những kỹ sư là học sinh lớp 10 ở trường trung học, thì điều đó thật sự là điều ấn tượng.

Với các giải pháp mà MakerBot đem lại, Falcon Robotics có thể học nhanh hơn, nâng cao kỹ năng STEM của họ, và học các kỹ năng giải quyết vấn đề rộng hơn, tất cả nhằm khắc phục kỹ thuật và trình độ tạo mẫu nhanh chuyên nghiệp.

MakerBot tự hào có thể tạo ra các sản phẩm cho phép đội ngũ tài năng có thể biến những ý tưởng thành những đổi mới mà không sợ bị thất bại. Cho dù bạn ở trong một đội ngũ robotics của trường trung học hay một giáo viên muốn tạo cảm hứng cho sinh viên của mình, MakerBot sẽ luôn có giải pháp cho bạn.

TAGS :

MakerBot Máy in 3D Máy in 3D MakerBot Phương pháp giáo dục STEM Robosubs STEM

Bình luận của bạn

Tin tức