多维度帮助学生和教师领导方式

“在过去，我们会与学生讨论如何使用工厂制作原型。 学习曲线相当陡峭且耗时。 使用Dimension 3D打印机，生成模型的速度更快，更容易。 该技术使学生能够专注于设计和工程概念。“

– Ken Cox, Teacher, Sand Creek High School

科罗拉多州是该国任何一个州平均海拔最高的地方，以其山地景观，世界一流的滑雪胜地，丰富的林地和狩猎和捕鱼河流而闻名。 科罗拉多州也因其在教育方面的领导地位而闻名，拥有全国中学生和高中生平均考试成绩最高的一些。 科罗拉多州的成功在某种程度上可归功于其参与诸如项目引领方式（PLTW）等创新举措，该项目是全国领先的工程前中学和高中项目。

PLTW是一项国家计划，旨在帮助学生在工程和工程技术课程中取得成功，使他们了解工程和设计学科的各个方面。 该计划成立于1997年，相信在学习发展的早期阶段向学生介绍工程学将增加拥有工程学位的大专院校毕业生人数，并有助于阻止进入该领域的优质工程师短缺。

将技术工具融入课程

在科罗拉多州学校系统中教授的PLTW课程为学生提供了开始理解工程和设计基础概念的工具。 学生，通常在大一或大二的时候，从入门课程开始，如“工程设计入门”，以及最高级别的顶级课程“工程设计与开发”的进展。在PLTW之前，教师花了很多钱 他们的时间教授工具技术，如工具，以及其他传统的金属和木材店活动。

“这些类型的技能在某个时间点非常有用，但在今天的工作场所，重点更多的是利用与计算机相关的技能来完成工作，”雷曼说。 “我们开始从在店铺中花费时间转向使用技术工具，这使得我们可以更专注于教学设计和功能。”

科罗拉多州在45个州的参与学校中，作为密西西比河以西的第一个州实施该计划。 今天，科罗拉多州科罗拉多斯普林斯市PLTW的国家主任比尔·雷曼说，科罗拉多州有33所中学和高中使用部分PLTW课程。

其中一个工具是快速原型设计。 在他在科罗拉多斯普林斯的PLTW课程中，雷曼使用当地的快速原型制作服务局来建立由学生开发的模型。 雷曼兄弟利用服务提供商开设的第一门课程是新生级的“工程原理”。

雷曼说：“这些模型一般都很粗糙，并没有完全传达学生的设计意图。” “我知道有更好的方法为学生生成模型，但内部快速原型机的价格高于学区所能承受的价格。”

Dimension 3D打印解决方案

在研究了其他技术选项之后，雷曼兄弟聚集了科罗拉多斯普林斯PLTW的老师，观看了Dimension®BST768 3D打印机的演示。 Dimension BST 768是一个联网的桌面建模系统，可以从底部向上，一次一层地构建具有耐用ABS塑料的功能性3D模型。

雷曼兄弟和他的同事们给我留下了深刻的印象。 “看过演示后，我知道Dimension 3D打印机将成为一种优秀的内部工具，可以将学生的设计理念付诸实践，”雷曼说。 “与昂贵的高端快速原型系统相比，3D打印机的价格也降到了非常合理的水平。 我们几乎不能不这样做。“

“Dimension 3D打印机不仅让孩子们触摸，感受并将模型与他们的设计理念相互联系，而且还帮助学生将这些学校之外发生的事情联系起来。 我们对打印机如何成为我们教学过程的无缝部分感到非常满意。“

— Bill Lehman State Director of PLTW Colorado Springs, CO

“学生们没有看到类似的东西。 我的政府同样印象深刻。 为了证明打印机可以做什么，我们为辅导员打印了铅笔盒，旁边刻有“PLTW”作为提醒，向学生宣传该计划。“

— Vanessa Stratton PLTW Teacher Mitchell High School

激发学生对工程学的兴趣

Dimension 3D打印机由Catalyst™软件提供支持，该软件可在使用Windows NT，2000或XP的计算机上运行。 学生使用计算机辅助设计（CAD）程序（如Auto Desk Inventor）创建设计，Catalyst软件导入STL文件并自动切片和定向模型，创建任何必要的支撑结构并绘制精确的沉积路径。 3D打印机要遵循。 它就像将文本文档发送到传统的桌面打印机一样简单。 Coronado高中的PLTW老师Bryce McLean发现打印机非常顺利地融入他的课程。

McLean利用该打印机在他的“航空航天工程”课程中获益匪浅，将其作为激励学生创造最佳设计的动力。 “在课堂上，学生们设计一个翼型并将其放置在风洞中以测试各种空气动力学特性。 我将项目变成了一个竞赛，并打印了一个3D模型，该模型被认为是课堂上最有效的设计。 学生真的进入了它，“麦克莱恩说。 “打印机使我们能够更加一致地匹配学生的设计规格，并生成符合其精确标准的模型。 我实际上向孩子们展示了一段视频，描述了旧机器技术，让他们了解技术的发展程度。“

用真实世界的技术为明天的工程师做好准备

总体而言，Dimension 3D打印机不仅使PLTW计划的学生受益，而且还使科罗拉多斯普林斯学区的教育工作者受益。

“教师喜欢打印机，因为它们不是课程的重点。 他们可以用另一种有用的工具来传达课程的教育内容，“雷曼说。 “打印机非常易于使用。 训练非常直接。“

PLTW计划中的教师经常邀请当地企业的发言人提供有关其工程经验的信息，以及关于在该领域取得成功所需技能的真实世界观点。 Lehman表示，所有参观者都对学校使用3D打印技术印象深刻。

“通过Dimension 3D打印机，我们可以让孩子们掌握在他们手中的有形物品，这比在电脑屏幕或纸张上查看设计更能加速学习过程。”

— Byrce McLean PLTW Teacher Coronado High School