Un club d'impression 3D pour filles à Cincinnati, dans l'Ohio, aide à mettre en évidence les opportunités STEM pour les étudiants.
Additifs GE dévouement à l'éducation aide les étudiants de tous âges à accéder à l’impression 3D. Jessica Hughes de École Hyde Park est une enseignante qui se consacre elle-même à cette même mission. L'une des premières participantes au programme d'éducation additive (AEP), travaillant avec des imprimantes 3D dans sa classe dans le cadre du programme depuis son lancement en 2017.
Cependant, très tôt, Hughes a remarqué quelque chose : les garçons de ses classes avaient déjà été exposés et expérimentés dans le domaine de l'impression 3D. Les filles avaient du rattrapage à faire. Cette disparité n'est pas du tout rare dans l'impression 3D ou d'autres domaines STEM, et de nombreux des initiatives voient le jour pour remédier à ce problème dès le plus jeune âge. Hughes a donc créé un Girls 3D Print Club pour encourager les filles à se familiariser avec les imprimantes 3D.
Hughes a partagé davantage de ses expériences de travail avec l'impression 3D via AEP au cours des deux dernières années dans une séance de questions-réponses. Additifs GE a partagé avec nous.
Quels ont été les points forts de votre participation au programme ?
«Pour moi, la meilleure partie a été d'avoir accès au programme proposé par GE Additive via Polar Cloud. Lorsque j’ai commencé à enseigner les STEM il y a presque trois ans, j’avais dans ma chambre ces imprimantes 3D dont je ne savais pas quoi faire. J'ai décidé de me lancer et d'essayer, mais je me demandais comment enseigner efficacement aux enfants et comment connecter les technologies additives aux problèmes du monde réel, qu'ils pourraient comprendre et auxquels ils pourraient s'identifier.
J'ai reçu la subvention GE AEP et j'ai eu accès au programme STEAMTrax sur le Polar Cloud et c'est à ce moment-là que tout a cliqué. Nous avons commencé avec l'unité « Bricolage avec des turbines » et mes étudiants m'ont époustouflé, non seulement par leurs conceptions innovantes, mais aussi par leurs recherches et leur compréhension des énergies alternatives et de leur impact sur l'environnement.
Utilisant des compétences en conception CAO et en impression 3D, ce programme encourage les étudiants à aborder un problème de manière systématique. Ils commencent par identifier un besoin, visualiser des solutions et générer des idées. Ils envoient leurs créations à l’imprimeur, puis évaluent et améliorent leurs créations. Ils collaborent activement, résolvent des problèmes et surmontent les obstacles tout en suivant les étapes du processus de conception technique. C’est ce qu’est le STEM.
Pourriez-vous expliquer comment vous avez intégré l'impression additive et 3D dans vos plans de cours et dans l'enseignement STEM plus large à l'école ?
« Mes étudiants commencent à apprendre les bases de la conception CAO et comment la fabrication additive change la façon dont les industries fabriquent des pièces pour tout, des avions aux maisons en passant par les organes humains. À partir de là, nous apprenons comment fonctionnent les imprimantes 3D, ce qu'est le prototypage et pourquoi il est nécessaire dans le processus de conception. Ensuite, nous relevons quelques défis simples.
La conception et l'impression 3D d'objets tels que des citrouilles-lanternes, des baguettes à bulles, des porte-serviettes et des labyrinthes en marbre leur permettent de passer de l'abstrait au concret à l'aide de la conception CAO tout en apprenant à manipuler les paramètres d'impression dans le nuage polaire.
Après les vacances d’hiver, nous commençons à appliquer les compétences que nous avons acquises à des problèmes du monde réel. Nous passons également de l’impression d’un seul produit à celle de pièces détachées. C'est là qu'intervient le programme STEAMTrax.
Cependant, mes élèves utilisent également ce qu'ils ont appris pour concevoir et imprimer des éléments pour leurs cours de base. Ils ont créé des modèles des pyramides de l'Égypte ancienne pour un projet de cours d'études sociales, des dés pour des jeux mathématiques, des modèles de cellules pour la science et une scène de livre pour un rapport de lecture en lecture. Lorsqu’il s’agit d’enseigner de manière additive aux enfants, les possibilités sont infinies.
Comment avez-vous exploité la communauté AEP ? À quoi peuvent s’attendre les nouvelles écoles, comment doivent-elles s’impliquer ?
« Le groupe AEP sur Facebook a été un formidable ajout cette année. J'ai aimé entendre d'autres écoles parler de ce qu'elles enseignent et voir des projets d'étudiants du monde entier.
Avoir un endroit pour partager des idées, obtenir des commentaires, résoudre des problèmes et évoluer en tant qu'enseignant a été très bénéfique. J'ai découvert de nouveaux projets tels que le projet de rajeunissement des récifs coralliens en cours en Floride, où les enfants peuvent imprimer en 3D des modèles de coraux et les donner pour les installer dans l'océan Atlantique.
Mes élèves sont tellement excités de participer. Les membres du groupe sont très solidaires et accueillants. C’est un endroit idéal pour collaborer et apprendre des autres éducateurs du programme.
Quelle est la partie la plus complexe que les élèves ont imprimée… et la plus étrange ?
« La partie la plus complexe que j'ai fait imprimer par un étudiant était le corps d'un drone. Nous avons acheté un kit de drone pour notre club de drones parascolaire et avons décidé d'essayer de concevoir, d'imprimer en 3D et d'assembler un drone que nous pourrions piloter. Les pièces du drone devaient être montées avec précision. Cela a rendu difficile pour les étudiants d’imprimer un modèle précis.
Comme l'a déclaré l'un d'eux : « Mme. Hughes, je ne pensais pas qu'il y aurait autant de mathématiques dans ce club. Mais ça va. Je n'abandonne pas. J'aime les maths.'
Ils ont finalement réussi à installer les pièces et nous avons fait voler le drone pendant trois secondes avant qu'il ne s'écrase au sol et ne se brise en 17 morceaux. Ils ont dit qu'ils voulaient voir s'il y avait du filament en caoutchouc pour la prochaine fois.
L’empreinte la plus étrange que nous ayons jamais eue était celle d’un appareil à condiments qui ne laissait aucune goutte de condiment derrière lui. On l'appelait le « Maître Mayo ».
C'est l'idée originale de l'une des étudiantes de mon club d'impression 3D réservé aux filles, parrainé par Greater Cincinnati STEM Collaborative, lors de notre défi de l'inventeur.
Les étudiants ont été mis au défi de proposer une invention qui résout un problème auquel eux-mêmes ou quelqu'un qu'ils connaissent sont confrontés au quotidien. Cet enfant était gêné par la quantité de mayonnaise qui restait dans la bouteille lorsqu'elle arrêtait de couler du bec.
Elle a effectué environ 14 itérations et a travaillé très dur, mais la mayonnaise n'a jamais coopéré avec son appareil. Ce fut un processus difficile pour elle et elle a pleuré, mais elle a beaucoup appris sur l'échec et sur la façon de considérer chaque faux pas comme une expérience d'apprentissage et d'en tirer profit. Je n’ai aucun doute qu’elle redessinera un jour les contenants de condiments pour une grande entreprise.
Comment avez-vous grandi en tant qu’éducateur ?
« Apprendre l'impression 3D avec des élèves du primaire m'a donné plus de confiance pour essayer de nouvelles choses. J'ai commencé ce voyage il y a trois ans, ne sachant absolument rien de la fabrication additive, de la conception CAO et de l'impression 3D.
Mes étudiants et moi avons grandi ensemble en apprenant la persévérance et la résolution de problèmes grâce à la conception et à l'impression 3D.
Plutôt que de diriger des cours et de proposer du contenu, je suis devenu un facilitateur de créateurs.
C'est génial de voir leurs visages s'illuminer lorsqu'ils créent quelque chose à partir de rien, puis de voir cela se produire sous leurs yeux. C’est tellement stimulant pour eux et pour moi.
Je veux continuer à enseigner d'une manière qui enflamme l'imagination de mes élèves et leur permet d'exprimer leurs idées de manière significative. Ce voyage a été incroyable pour moi et mes étudiants.
Quelle est la prochaine étape pour l’école de Hyde Park ?
« L’année prochaine, nous prévoyons d’élargir notre programme pour inclure certains de nos plus jeunes étudiants. Ils voient les imprimantes 3D en action tous les jours et veulent aussi apprendre à fabriquer des objets.
Ils me posent tout le temps des questions sur le fonctionnement des imprimantes et sur ce qu’elles impriment. Ils demandent souvent quand ils auront la possibilité d’imprimer quelque chose en 3D. J'adorerais leur faire découvrir la magie plus tôt.
Ils sont si enthousiastes et ont une si grande capacité à s’adapter très rapidement aux nouvelles technologies. Je sais qu’ils feront des choses incroyables s’ils en ont l’occasion.
Au-delà du STEAM Lab, nous souhaitons trouver davantage d'opportunités pour nos étudiants d'utiliser ce qu'ils ont appris pour contribuer à avoir un impact sur leur monde. Des projets tels que « Bricoler des turbines », « Créer des barrières côtières » et « Construire des structures résistantes aux tremblements de terre » ont permis à mes étudiants de se considérer comme des résolveurs de problèmes.
Nous voulons que cela continue car apprendre aux jeunes à se considérer comme des créateurs les aide à développer le sentiment qu’ils peuvent changer le monde. À quel point cela est cool?"
AEP se concentre entièrement sur les écoles primaires et secondaires – niveaux scolaires où ils ont déjà installé des imprimantes 3D dans plus de 600 écoles – pour la prochaine itération. Il accepte encore les candidatures pendant encore quelques jours ; la date limite est le lundi 1er avril.
