学习Carl Hayden高中机器人团队如何借助3D打印技术来推进STEM的学习——掌握一项能够确保在未来快速发展的社会中立足的技能。

QQ截图20170512141159
高中机器人团队从未如此的受欢迎过,也许再也没有比一群才华横溢的9 – 12年级学生团队在美国亚利桑那州的菲尼克斯组成Falcon机器人更令人印象深刻或众所周知了。2004年,在启蒙教练Faridodin “Fredi” Lajvardi(Carl Hayden高中的海洋科技老师)的带领下,Falcon机器人团队作为劣势者同来自其它高中和大学的团体比赛中获得一个国家冠军而一举成名。

falconrobotics2
学校震惊了STEM机构,他们的传奇故事也在ABC晚间报道,无线杂志上广泛覆盖,甚至出现在2015年的电影Spare Parts《拼凑梦想》。13年之后,Falcon机器人团队已经将他们的方向延伸到机器人潜艇比赛,比如:RoboSub,由美国海军研究局和无人机系统协会主办。

“Falcon 机器人团队的运营模式有点类似一个小型公司”教练Fredi解释说。“不同的团队协作来设计东西,像导引软体或推进系统,解决一些较小问题,然后将他们综合起来来解决设定比赛中出现的更大的挑战。”提供可靠和直观的MakerBot 3D打印机在他们不断壮大的创客空间中,团队成员能够在进行原型创作的过程中以极快的速度学习到新技能。

falconrobotics3

手工艺课使用MakerBot制作香料架——现在机器人课上制作无人驾驶潜艇原型。

分为3D设计、机械、软件和市场团队,俱乐部配备有计算机实验室和makerspace运动数控机和3台MakerBot 3D打印机。一年又一年,他们不断迭代他们的robosub,HABOOBA(阿拉伯语沙尘暴),提高他们执行不同的自制水下任务的能力。

解决问题是目标,3D打印是工具,机器人仅仅只是一个媒介。

在使用3D打印机之前,他们大部分的机器人部件都是从当地的机械工厂或外部3D打印服务机构生产制造。外部机构生产他们设计的零部件虽然合适,但却没办法提高学生们的实践经验、所有权,以及需求反馈。另外,外部3D打印机的费用非常昂贵,需要几周时间,学生不能及时的对不同的原型设计进行修改。

falconrobotics6
一旦学生们可以在实验室中打印零部件,他们很快就发现借助MakerBot 3D打印机将设计变成实物是多么简单和快速的事情。Fredi在评论这一变化如何影响团队的学习结果时阐述说:“节省的时间和技能来创建模型增加了学生的学习周期,他们可以直接再次设计修改或进入新的挑战。”

QQ截图20170512143452
速度对于工程冲刺如机器人比赛来讲至关重要,借助MakerBot 3D打印机能够确保Falcon机器人能够及早发现设计中的问题,在错误中汲取教训,快速进行改进-相同的流程使得项目研发成功的从航天到消费产品设计行业转型。充分利用MakerBot 3D打印机加速原型和设计周期,以同样的方式促进学生的学习。