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3D列印技術用於視障學生課堂上的介紹, 研究結果, 研究方法, 摘要 (作者探討如何將 3D 列印技術用於教學上,使視障學生能夠在歷史課上完整地獲得…
3D列印技術用於視障學生課堂上的介紹
研究結果
這些其他方法使用盲文圖案或通過使用複雜圖案或不同紋理的織物繪製每個區域來描述邊界。相比之下,3D 教學材料可以輕鬆配置為基於塑料輪廓的不同高度來表徵地圖,如圖 1 所示。
3D 列印技術的優勢之一是能夠為具有不同視覺條件和敏銳度、學習能力和認知能力的視障學生創建定製材料(
因此,我們首先根據學生的識別能力與老師討論物體的最佳尺寸和細節層次。因此,大多數 3D 列印對像都被簡化為僅突出顯示核心特徵。例如,政治地圖應該清楚地顯示領土邊界,以描繪朝鮮半島上存在的王朝之間的關係,但通過其他方法製作的現有觸覺圖形僅限於突出地區之間的關係。
同樣,3D 列印可以使用各種製造選項來翻譯壁畫、繪畫或獨特的圖案比如壓花技術。
3D 列印還可以縮小大型原始文物。當紀念碑很大時,學生無法在現場理解它。
顯示了 3D 列印的石窟庵佛教石窟,該石窟被分開以顯示其內部和外部結構。石窟庵的內部建築通向長方形的前廳,狹窄的走廊,最後是圓形的主廳,裡面供奉著高362多厘米的佛像。
顯示了原始照片和 3D 列印的韓國火箭發射器 Hwacha。它包含 100-200 個可同時發射火箭的圓柱形孔。學生們使用 3D 列印的 Hwacha 和木棍了解了它的機制。
展示了韓國雨量計 Cheugugi。 3D Cheugugi 的建造是為了展示它的不同層是如何通過渠道連接起來的,以防止降雨溢出。通過這些3D物體,學生們能夠更好地了解和欣賞韓國的歷史文化。
需要注意的是,由於列印材料和方法的限制,3D列印無法有效地表示所有圖像。儘管材料發展迅速,但常用的材料仍局限於塑料、粉末、樹脂或金屬。此外,尖銳或薄的結構由於機械強度不足而難以列印且容易斷裂。因此,我們從設計階段就仔細考慮了材料和結構特性以及易於生產。
研究方法
老師同時提供動手操作指導學生理解形狀的特徵及其含義。學生還用手獨立探索3D素材,讓他們適當地感受歷史圖片、地圖或文物。
使用了三種不同類型的 3D 列印方法:
(1) 熔融沈積建模 (FDM);
(2) 三維列印(3DP);
(3) 數字光處理 (DLP)。
韓國科學技術研究院 (KIST) 3D 列印組的研究人員為首爾國立盲人學校提供了觸覺教學材料和 3D 列印機製作的可調整大小的盲文,如圖 1 所示。
3D 列印過程涉及多個階段,如圖 2 所示。所有 3D 列印技術都基於使用計算機輔助設計 (CAD) 信息來描述要列印的對象的幾何形狀和尺寸。
這個程序大大地強化了課堂的教授內容,因為它澄清了對文本描述的潛在誤解。
由此產生的含義是,3D 教學材料有益且更適合幫助視障學生成功理解課堂上教授的內容。
CAD 數據被轉換轉換為 STL (STereoLithography) 文件格式,該文件格式具有 3D 表面幾何的廣泛三角形協調 (Chen, Ng, & Wang, 1999)。
摘要
作者探討如何將 3D 列印技術用於教學上,使視障學生能夠在歷史課上完整地獲得高品質的教學。
韓國科學技術研究院 (KIST) 3D 列印小組的研究人員為首爾國立盲人學校提供了觸覺教學材料和 3D 列印機製作的可調整大小的盲文。
老師同時提供的動手指導,引導學生了解形狀的特徵及其含義。學生用手獨立探索3D素材,讓他們適當地感受歷史圖片、地圖或文物。
這個程序大大地加強了課堂的教授,因為它能澄清了對文本描述的潛在誤解。
由此產生的影響是: 3D 教學材料有益且更適合幫助視障學生成功地理解課堂上教授的內容。
3D教材直接激發了學生的想像力,增強了他們的理解力和記憶力。通過讓學生不斷接觸材料,在課堂上保持學生的興趣也很有效。調查結果顯示,教師和學生發現了潛在的改進領域,包括:
(1) 確定材料的最佳尺寸和細節,以減少對實際形狀的誤解;
(2) 提高表面光潔度和耐久性;
(3) 開發具有不同觸感的更多樣化和更安全的材料。
結論
本研究調查了 3D 列印技術在製作觸覺教學材料方面的有效性,以高質量內容為視障學生作全面的訪問。 在首爾國立盲人學校就讀的一組五年級學生的歷史課中使用了三種類型的 3D 列印。 雖然結果表明 3-D 列印技術可以適用於其他內容領域,但作者指出仍需要改進(設計和成本、製造時間的長度以及用於構建不同 3D 對象的材料有限)才能使該技術更廣泛地應用。