教育创新 – 在巴基斯坦现代教育体系中纳入3D打印技术 – 以巴基斯坦教育机构为例外文翻译资料

 2023-01-03 12:31:59

教育创新 - 在巴基斯坦现代教育体系中纳入3D打印技术 - 以巴基斯坦教育机构为例

Kainat Waseem Hasnain Alam Kazmi博士 Ovais Hussain Qureshi

1.PDD学生 - 穆罕默德阿里真纳大学，巴基斯坦卡拉奇

2.巴基斯坦卡拉奇Muhammad Ali Jinnah大学教授

3.CEO - Viscous公司巴基斯坦

摘要

在这项研究中，巴基斯坦的传统教育体系与国际现代教育体系相比，采用3D打印技术进行了分析。此外，这项技术如何改变当前的教育体系及其未来方面。该研究采用半结构化访谈的方式，邀请教师，学生和3D打印服务提供商了解将该原型技术纳入巴基斯坦教育系统。采用内容分析技术对数据进行分析，并将逐字文本用于讨论突发性主题。调查结果表明，教师和学生学生们真的很有动力，并且相信原型技术将在不久的将来带来巴基斯坦教育系统的另一场革命，就像电脑一样。他们非常依赖现代学习技术，以切实的形式呈现创新理念。他们受到这项技术在他们当前实践中的影响，并提到初级和基础教育应该适应这种技术，以创造更好的理解创新思维。本文将3D打印技术的关键贡献作为国家发展的一个因素。这项研究对于原型开发和定制领域的教育工作者，研究人员和个人的工作是非常重要的，也有益于他们的工作，他们希望看到该领域的发展和演变，以及那些为未来研究而忙碌的个人。

关键词：3D打印技术，原型，传统教育系统，巴基斯坦。

  1. 介绍

三维打印 - 增材制造的虚拟设计;将数字3D模型转变为固体物体。 然而，在过去的十年中，3D打印已经开始在全球范围内演变成教育系统，但是在3D打印技术的发展中，大多数STEM（科学，技术和工程与数学）研究所继续累积，特别是在发展中国家 布朗和赫斯特，2011）像巴基斯坦。本研究的重点是探索革命性教育时代3D打印技术的当前和未来的应用范围。

近几年来，3D打印的开始已经实现并且随着几乎所有领域开发新技术的步伐迅速增长（Anderson，Reder＆Simon 1998）。在巴基斯坦，3D打印技术的发展及其在多个领域的应用对于社会的利益往往受到各种用户的限制。在全球范围内，大规模3D打印被用于授权教育工作者和学习者，以创建更有效的学习方式，并在教室中使用3D打印模型更好地执行（Bhatia 2015）。本研究概述了巴基斯坦教育环境中当前使用的3D打印技术，并讨论了同一领域的许多例子（特别是在工程和医学领域）。

这项研究描述了目前在全球和巴基斯坦使用的3D打印工艺和技术的重要性和应用。 此外，本研究探讨了3D打印假体和模型在当前教育系统中的意义。英国的许多研究中心和团体目前正在探索高等教育领域，积极利用设计和艺术背景下的3D打印技术（Walter＆Devies，2010）。这些研究中心包括Autonomatic，Falmouth，RCA Rapidform，珠宝业创新中心和西英格兰3D打印实验室大学; 高级研究中心。

问题陈述：

教育机构被认为是国家发展的中坚力量，并且在世界范围内扮演着负责创新的重要唯一因素。巴基斯坦目前的教育周期已经发现，在传统教学方法的帮助下生产的毕业生（没有互动式课堂学习）在国家发展的背景下被认为是无效的结果。这项研究探讨了使用现代工具在3D打印教育系统中获得有用的产品（Liebert，2014）的毕业生。

目标：

  • 确定巴基斯坦教育系统中新兴的3D打印和原型制造领域的重要性。
  • 对获得的数据进行批判性分析，以促进巴基斯坦的社会，经济，商业和教育体系。
  • 研究增材制造/ 3D打印的重要特征及其在学习模式中最佳利用的意义。
  • 评估传统与现代教育世界中包含3D打印因素的影响。

研究意义：

积层制造为制造和工程设计提供了新的范例，这些范例必须在经济，地理，地缘政治，环境，人口和安全方面具有深远意义（Williams，2011）。密切关注计算机技术，全球网络和互联网，我们可以预测积层制造的未来将对全球经济产生影响（Campbell，2011）。扩展了工程，科学，技术和数学设计（Brown，2014）中3D打印原型应用的最常用技术领域。它在教育领域有着广泛的应用，为教师提供三维模型的支持，他们可以在课堂上使用这些模型，特别是在阐明难以理解的概念，通过展示绘画对象的图画来抓住学生兴趣，让他们亲自动手学习迷你模特（工程，建筑和医学学生）以及为课堂活动提供更大的交互式空间（Kharbach，2015）。

  1. 相关文献
  2. 教育背景:在创新的背景下

教育机构通过创新在国家发展中发挥着至关重要的作用，但区域创新体系与大学创新的方法和过程之间存在差距（Kitagawa，2010）。在欧洲国家，三重螺旋公式；遵循大学 - 产业 - 政府来建立关系，并在一个国家同步未来的成功和发展活动。教育机构培养毕业生以满足主导劳动力市场的需求，而不是创新/发明（Simon，1968）。大多数机构认为教育机构是区域和地方发展国家的主要来源，但这些学院为了他们的利益而开发利益。为了符合该地区的发展标准（西蒙，1968年），大学必须建立一种机制来建立大学院校之间的创新体系。Lipson和Kurman（2013）发现，由于成本，时间和持续时间的限制，新兴技术的消除导致创新爆发。3D打印技术已经消除了成本障碍，因为它使用便携式设备改造了传统的固定机器，同时减少了距离障碍（Luna，2013）。

  1. 工程学校的创新

教育应该像现代文明世界一样保持活力。它必须与现代世界成为报纸一样。 工程学校在培养创造性思维方面起着关键作用，他们需要努力发现，掌握，激发经验和创造力。这些学校应该鼓励学生建立自己的不可能性，为社会的更新和持续发展创造责任感，但不会牺牲人的价值（Simone，1996，第83页）。作为发明和创新的技术变革正好适用于工程领域。另外，由于发明在任何国家的经济增长中都起着至关重要的作用，工程师们认为它是任何国家的发展媒介。今天的世界正在技术上转变，但在社会上支离破碎，虚拟世界有能力让人们接触，就像虚拟世界有传递信息、降低学习成本和提供改变的能力。同时需要满足企业家和创新者的未来主义。技术使第二人生教育在较短的时间跨度中最为常见(Ondrejka, 2008)。这个想法导致了业余爱好者到业余教育的概念;人们在这个世界上花费太多时间直接或间接地相互教育，同时学习。居民学习也是清除学习的原因和动机而非“技能和钻取”任务的策略。它提供了社交学习模式，点对点学习。与其他模式不同，如果一个居民想知道如何制造汽车或如何驾驶汽车，另一位居民将教他如何做（Lee＆Busch，2005）。

  1. 3D打印 - 带来创新理念的工具

技术 - 对所有领域的前几十年的人类生活产生重大影响。这是破坏性的，但通过探索新的机会以多种方式改善生活。3D打印技术或增材制造（AM）是这些技术之一（Bhatia，2015）。一些社会声称它是指传统制造业，但实际上3D技术革新了设计以实现社会，地缘政治，人口和经济环境（Baumol，2004）。

3D打印使主流的工业家可以创建定制产品和实惠的价格。在今天的现代化过程中，人们不希望产品相同;实业家专注于通过不付任何额外费用来满足个人需求。3D打印产品具有不同的成本标准，这就是为什么它通常更昂贵。批量制造在任何经济体中都具有成本效益，但不提供定制化，复杂性，个性化，需求和设计，因此它在许多行业占据主导地位，因为它提供了全新的强大产品类别。3D打印将有助于实现自力更生，以农村为基础的分散经济繁荣，从而导致工业革命的边缘（Schofer，2016）。

3D打印和增材制造;这两个都是高峰期的虚高期望。3D打印机和设备的价格下降，各种辅助材料及其准确性的提高，设备关键专利的到期（Hamza，2015）为各种使用3D技术的行业创新和应用这一新兴技术创造了新的印刷背景（Rehfeld，2015）。

  1. 教育部门和3D打印的巨大变化

3D打印技术是创新者，发明家和有远见者制作他们提出的设计的绝佳机会。这项技术在多个领域以及制造商空间，大学和小学中产生巨大影响（Kraseentien，2014），但由于对实习者的知识和理解的减少，发展缓慢。教育中的3D打印是把学生从电脑屏幕上拿出来的东西进行检查和实际曝光的问题。它可用于多种教育领域，如工程，建筑，历史，图形，地理，汽车，烹饪，生物，化学，数学（2013年用于教育的10种3D打印方式）。全球普遍认为高等中等教育提供了更高薪的工作机会（Butterworth，2011）。3D打印技术在高中教育中的意义成为触觉学习辅助的流行媒介（Buehlor和Hurst，2015）。这种新兴的技术为学生提供了有形的学习模式，以帮助他们自由表达兴趣，灵活的参与和表达方式（Meyer，2002; Kane，2015）。

  1. 教育中3D打印的新时代

今天，全球的教育系统遵循DIY方法，它允许学生遵循自己动手的现象，以探索他们的创新灭绝。DIY类型的学习将3D打印技术融入教育系统，以建立儿童对制造技术的兴趣，互动和参与。通过在降低成本的设计中提供定制化，鼓励近期现代科技在STEM领域的参与（Brown＆Hurst，2011）。来自STEM领域的学生可能不得不打印他们自己的工具套件或零件以添加到当前的商业套件中，并且他们可能必须打印定制礼品，纪念品，珠宝，博物馆和其他创意东西（Eisenberg，2013）。3D打印技术也使辅助技术更容易，但对于没有教学的儿童来说，采用这些技术会带来挑战（Hurst，2011）。

  1. 未来之路

该技术成为发达国家几乎每个年龄段的基本教育基石。这种转变并不容易，因为教育机构和社区文化未能接受这种变化，并且被认为已经过时，并使得掌握社区（Ondrejka，2008）的学习成本必须在多元文化过程中产生变化。社区和企业需要成为其中的一部分，并且要超越世界加速的指数曲线才能赶上进步。易于使用的技术的不断发展已经涌现出营销人员，管理人员和企业的国际市场（Hoy，2013），在将整个世界变为孤独，个性化，内向和安静的工作方面带来了有益的普遍生活差异（Eisenberg，2013年）。

  1. 研究方法

本研究基于定性研究方法，通过三维印刷技术探索教育系统的创新性。这种方法已被多个国家广泛使用和接受，以探索研究假设的结果（Mohamed and Perry，2015）;菲尔德amp;力量,2009。样本人口包括巴基斯坦大学谁选择使用3D打印技术。数据是通过教员收集的; 以前的研究员，使用3D打印服务的学生和3D打印服务提供商公司; 选择Viscous.co＆location，因为它包含使用3D打印服务的STEM机构数量。 为了收集数据，已经向受访者发送了正式的邀请函，邀请他们在方便的日期和时间接受采访，并且传达了研究人员访问受访者的时间（Guest，Bunce＆Johnson，2006）。本研究采用半结构化访谈技术。根据Malterud，Siersmaand Guassora（2015）的说法，目标技术需要大约五到八（5-8）名受访者拥有不同的经历，并且可以在访谈中提供足够的信息。这是基于访谈的研究，并于2016年11月至12月进行了7次访谈。招募来自大学教师和学生，前任研究员（曾在该领域工作过）和首席执行官Viscous Corporation，Bioniks巴基斯坦和机器人实验室专业人员的受访者。半结构式访谈由六个指导问题组成。每个研究参与者询问每个问题后，访问者保持沉默的问题已经提出了一套设计好的问题。所有受访者都保证，他们提供的信息将在未来严格保密。在采访传导后，听录音会产生研究结果，并使用名为“oTranscribe”的网络应用程序。 内容分析技术一直在分析通过访谈获得的数据。这是通过比较答案完成的，然后将每个问题与每个答复者的观点进行总结。 汇总的数据将在下一节（Haron，2016）。

  1. 分析和结果

七位受访者就巴基斯坦教育体系中的3D技术进行了采访; 3D打印机和印刷服务提供商，博士和硕士学位教师和原型实验室。 表1列出了完整的背景和他们的概况。在这些受访者中，每个人都获得了专业知识并掌握了3D打印技术领域的经验。 所有受访者都是男性; 三个分别来自伊斯兰堡和古杰拉特的卡拉奇两家公司，另外两家公司在巴基斯坦全国开展业务。 早些时候我们已经确信，所有受访者都应该达到标准，并且有足够的知识来就这个主题发表自己的看法。

表1

关于受访者的兴趣和经验，他们的观点非常具有可比性，但是根据他们在这段时间内遇到的情况在各种课程中进行了交流。伴随的反应概述了他们作为变革创造者的观点：

我们正在努力恢复人们的教育，工业和想象力，如果您有任何想象力，我们可以将其转化为有形的形式。（被访者1号）

这是一种革命性的教育技术。（被访者3号）

然而，人们已经以未来的方式阐述了这种变化，并且仍然期待进一步的提升。

我一次又一次地看到，在一个不断变化和不断发展的社会中，作为科学家和工程师，我们必须领先于现在的状况和我们未来的计划。 （受访人第6号）

受访者表现出复杂的感受; 他们对这个领域的工作充满希望，积极和满意，成为巴基斯坦现行教育体系的变革

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