La tecnología de diseño e impresión 3D ha revolucionado diversos sectores incluyendo la educación. Esta herramienta permite transformar conceptos abstractos en modelos tangibles, enriqueciendo el aprendizaje de los estudiantes.
La implementación de esta tecnología tiene el potencial de fomentar habilidades como la creatividad, el pensamiento crítico y la resolución de problemas. Sin embargo, para garantizar su éxito, es fundamental contar con una planificación adecuada, recursos tecnológicos y formación docente.
La Situación de la Impresión 3D en las Escuelas en la Actualidad
En la actualidad, la adopción de la impresión 3D en las escuelas está creciendo. Cada vez más instituciones incorporan esta tecnología en sus aulas como parte de la integración del enfoque educativo STEAM.
Esto destaca la importancia de diseñar estrategias para democratizar el acceso a la impresión 3D en la educación, puesto que, su acceso sigue siendo desigual. Mientras que algunas escuelas cuentan con laboratorios bien equipados y programas de capacitación, otras enfrentan barreras como presupuestos limitados y falta de formación docente.
Un análisis que brinde mayor información sobre esta problemática la puedes revisar en un apartado dentro de este artículo: La Impresión 3D en la Educación: Un Recurso Innovador para el Aprendizaje
Terminología asociada la impresión 3D
Muchos términos nuevos se relacionan con la impresión 3D y su implementación en la currícula escolar. En algunos casos estos términos guardan relación directa con esta propuesta y otros simplemente la complementan. Nombraremos algunos de ellos:
1. STEAM
El enfoque STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics o Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Arte, Matemáticas traducido al español) es una metodología educativa que integra de manera interdisciplinaria cinco áreas clave del conocimiento. Más que una simple unión de disciplinas, STEAM propone un aprendizaje activo y contextualizado, donde la creatividad y la colaboración son fundamentales.
El objetivo principal de este enfoque es preparar a los estudiantes para los desafíos del siglo XXI, desarrollando competencias que trascienden el aula, como el pensamiento crítico, la resolución de problemas y la capacidad de innovación.
Características de este enfoque:
Es un modelo de integración multidisciplinar, STEAM fomenta una visión holística del aprendizaje al conectar ciencias exactas con las artes y la tecnología. Los proyectos se diseñan para resolver problemas reales desde diversas perspectivas, enriqueciendo la experiencia educativa y promoviendo la creatividad.
Está basado en metodologías activas y prácticas, Los “laboratorios maker», la experimentación práctica y aprendizaje basado en proyectos son pilares de esta metodología. Los estudiantes no solo adquieren conocimientos teóricos, sino que los aplican al diseñar prototipos, desarrollar modelos funcionales y aprender mediante el error.
Buscar desarrollar competencias clave, STEAM no solo enseña contenido, sino que también fortalece habilidades como la programación, el diseño digital, la colaboración y la comunicación efectiva. Estas competencias son esenciales para afrontar los retos de la tecnología y las ciencias actuales.
Es un modelo de Innovación pedagógica, bajo este enfoque se incorporan tecnologías emergentes, como la realidad aumentada, la realidad virtual y la robótica educativa, para generar experiencias más dinámicas. Esto hace que el aprendizaje sea más atractivo y conectado con las tendencias tecnológicas globales.
Es un ejemplo de evaluación transformadora, la evaluación se centra en el proceso más que en el resultado, valorando portafolios digitales, proyectos colaborativos y competencias prácticas. Esto permite una visión integral del progreso del estudiante.
Todo este movimiento genera un impacto a nivel del sistema educativo que requiere una reforma si la comparamos con el enfoque de la educación tradicional:
En Infraestructura, la creación de “espacios maker” y la adaptación de aulas tradicionales a entornos STEAM han renovado las dinámicas educativas.
En el perfil de la formación docente, STEAM impulsa la actualización constante de los educadores, dotándolos de herramientas pedagógicas y digitales innovadoras.
En los contenidos curriculares, se promueve la flexibilidad curricular, integrando proyectos transversales y tecnologías emergentes para preparar a los estudiantes para un futuro tecnológico.
En síntesis, el enfoque STEAM representa un cambio paradigmático en la enseñanza de las ciencias y la tecnología. Conecta conocimientos, fomenta la creatividad y empodera tanto a docentes como a estudiantes para explorar, crear y transformar el mundo que los rodea.Si deseas conocer algunos proyectos basados en el enfoque STEAM y asociados al uso de la impresión 3D puedes revisar este enlace: https://miaulatec.com/articulos/experiencias-educativas-en-el-uso-de-la-impresion-3d-en-el-aula/
2. Los Makerspaces o Espacios Maker
Un makerspace es un entorno colaborativo diseñado para fomentar la creatividad, la experimentación y el aprendizaje práctico, ofreciendo acceso a herramientas, materiales y conocimientos que permiten diseñar y construir objetos o artefactos innovadores.
La incorporación de la impresión 3D en estos espacios ha potenciado su impacto educativo, convirtiéndose en una herramienta clave para transformar ideas en prototipos tangibles.En el ámbito educativo, los makerspaces han revolucionado el aprendizaje al integrar tecnologías emergentes, como la impresión 3D, en proyectos que combinan teoría y práctica.
Esta tecnología permite a los estudiantes materializar conceptos abstractos, desarrollar soluciones reales y trabajar en proyectos interdisciplinarios, promoviendo habilidades esenciales como el pensamiento crítico, la creatividad y la resolución de problemas.
Además, los makerspaces con impresión 3D fomentan la cultura del «hazlo tú mismo» (DIY) y el aprendizaje autodirigido, invitando a los participantes a explorar ideas propias, colaborar con otros y aplicar metodologías activas, como el aprendizaje basado en proyectos.
Este enfoque no solo enriquece el proceso educativo, sino que también impulsa la innovación y el emprendimiento, preparando a los estudiantes para enfrentar los retos tecnológicos del futuro.
En resumen, la integración de la impresión 3D en los makerspaces representa una poderosa herramienta pedagógica que combina creatividad, tecnología y aprendizaje práctico, ofreciendo a los educandos una experiencia educativa transformadora y alineada con las demandas del siglo XXI.
3. Los Fab Labs
Un Fab Lab (acrónimo de Fabrication Laboratory) es un espacio de fabricación digital que permite la producción de objetos físicos a escala personal o local mediante herramientas controladas por ordenador, como impresoras 3D y cortadoras láser. Estos laboratorios facilitan la materialización de ideas en prototipos tangibles, promoviendo la creatividad y la innovación.
La integración de los Fab Labs en proyectos educativos ha revolucionado la enseñanza al incorporar tecnologías avanzadas en el currículo. Estos espacios fomentan metodologías activas, como el aprendizaje basado en proyectos, donde los estudiantes aplican conceptos teóricos en contextos prácticos, desarrollando habilidades esenciales del siglo XXI, como el pensamiento crítico, la resolución de problemas y la colaboración.
La diferencia entre los Makerspaces y los Fab Lab es que estos últimos no se encuentran ubicados en instituciones educativas, por lo general los encuentras en instituciones como universidades o centros de investigación.
Cuáles son las ventajas y Desventajas de implementar Tecnología de Impresión 3D
La implementación de esta tecnología trae consigo retos y beneficios a corta y gran escala, entre ellos podemos nombrar:
Ventajas
– La impresión 3D es un modelo de aprendizaje activo, permite a los estudiantes interactuar con modelos tridimensionales, facilitando la comprensión de conceptos complejos.
– Fomenta la creatividad en los estudiantes, los alumnos diseñan y crean prototipos, potenciando su capacidad de innovación.
– Prepara a los alumnos para el futuro, introduce a los estudiantes a tecnologías avanzadas, alineándose con las demandas laborales del siglo XXI.
– Se basa en un modelo de participación Multidisciplinar, integra áreas como matemáticas, arte, física y biología en proyectos prácticos.
– Es un modelo de Sostenibilidad, se pueden diseñar soluciones para problemas locales, como prototipos de herramientas o soluciones ambientales.
Desventajas
– Altos costos iniciales, la adquisición de impresoras y materiales representa una inversión significativa.
– Representa una “curva de aprendizaje”, tanto estudiantes como docentes necesitan capacitación específica.
– Se debe pensar en el mantenimiento, las impresoras requieren cuidado técnico regular, lo que puede ser un desafío para las escuelas.
– Se presentan limitaciones técnicas, algunos diseños pueden ser complejos para las capacidades de impresión disponibles en el ámbito escolar.
Si deseas conocer más sobre las ventajas y limitaciones de la implementación de esta propuesta puedes visitar el siguiente enlace: La Impresión 3D en la Educación: Un Recurso Innovador para el Aprendizaje – MiAulaTec.com
¿Cuáles son los requerimientos para implementar la tecnología de Impresión 3D en el aula?
A. Equipamiento
1. Impresora 3D: La elección del modelo de impresora va a depender del presupuesto de cada institución educativa, el costo de las impresoras 3d ha variado, ahora los precios son más accesibles, solo se sugiere tomar como referencia el tamaño de la cama de impresión (incluyendo la altura) y la velocidad de impresión.
Para poder entender la descripción de cada impresora debemos tener en cuenta lo siguiente:
– Tecnología: Aquí se detalla la tecnología en la que se basa la impresión, lo más común es que sea FDM (Modelado por Deposición Fundida) o de resina, siendo estás últimas más caras y con un proceso post impresión que demanda un grado mayor de expertise para el usuario.
Si deseas conocer más sobre los tipos de impresión que existen en el mercado puedes leer un apartado dentro de este artículo: La Impresión 3D en la Educación: Un Recurso Innovador para el Aprendizaje – MiAulaTec.com
– Área de impresión: Hace referencia al espacio físico del que dispone la impresora para generar su impresión, en el caso de esta imagen está indicado en milímetros. El tamaño del área de impresión (o la cama como también se le suele decir) influye en el precios del producto.
– Resolución de capa: La resolución de la capa se refiere al grosor de cada capa de material que se deposita durante el proceso de impresión. Se mide en micrones (µm) o milímetros (mm). Cuanto menor sea la resolución de la capa, más delgadas serán las capas y, por lo tanto, mayor será el nivel de detalle y la suavidad de la superficie del objeto impreso. Sin embargo, una mayor resolución también puede aumentar el tiempo de impresión.
– Velocidad: Hace referencia a la velocidad de la impresora, por lo general se mide en milímetros por segundo.
– Tipo de extrusor: El extrusor en una impresora 3D es una de las partes más cruciales del proceso de impresión. Su función principal es empujar y fundir el filamento de material (como plástico) y depositarlo capa por capa para crear el objeto 3D. Los tipos más comunes de extrusor son los directos, son esenciales para asegurar que el material se deposite de manera uniforme y precisa, lo que afecta directamente la calidad y la precisión del objeto impreso.
2. Filamento: El filamento para una impresora 3D es el material que se utiliza para crear los objetos impresos. Viene en forma de hilo delgado y continuo, generalmente enrollado en un carrete. Existen varios tipos de filamentos, cada uno con sus propias características y aplicaciones, los más comunes y económicos son los PLA y los PLA+.
Si deseas conocer más sobre los tipos de filamentos que existen en el mercado puedes puedes leer un apartado dentro de este artículo: La Impresión 3D en la Educación: Un Recurso Innovador para el Aprendizaje – MiAulaTec.com
3. Computadoras: Por lo general toda computadora en la actualidad tiene una configuración adecuada para el trabajo con este tipo de tecnología.
B.Software
Tinkercad: Tinkercad es una aplicación web gratuita que permite a los usuarios crear diseños digitales en 3D, circuitos electrónicos y bloques de código. Es una herramienta muy popular en el ámbito educativo y entre los aficionados al diseño, ya que es fácil de usar y no requiere descargas. Tinkercad es ideal para aprender y enseñar conceptos de diseño, electrónica y programación de una manera práctica y divertida.
Si deseas ver dos ejemplos de cómo se trabaja con esta aplicación puedes revisar estos dos videos:
Blender: Para proyectos más avanzados, Blender es un software de código abierto y gratuito para la creación de contenido 3D. Es muy popular entre artistas, diseñadores y animadores debido a su amplia gama de herramientas y capacidades. Con Blender, puedes modelar, esculpir, texturizar, animar, renderizar y editar videos, entre otras cosas.
Cura: Software de corte para preparar los diseños para impresión. Ultimaker Cura es un software gratuito y de código abierto para la impresión 3D. Es utilizado por millones de usuarios en todo el mundo debido a su facilidad de uso y sus potentes características. Con Cura, puedes preparar tus modelos 3D para imprimir con solo unos pocos clics, ajustando más de 400 configuraciones para obtener los mejores resultados.
C. Formación Docente:
La integración de esta tecnología demanda el compromiso de la institución educativa por la capacitación de sus docentes en Cursos en diseño y manejo de impresoras 3D y en el mantenimiento básico y resolución de problemas técnicos.
Por lo general las empresas que venden impresoras 3D y sus insumos cuentan con áreas de capacitación para el manejo de dicha tecnología de manera adecuada.
D. Espacio Físico:
Un laboratorio dedicado con buena ventilación y áreas seguras para operar las impresoras, una buena propuesta sería contar con un “makerspace”.
E: Presupuesto:
Planificación para cubrir costos iniciales, consumibles y mantenimiento. Se sobre entiende que la inversión inicial es significativamente mayor que los montos que demandan los insumos y el mantenimiento en los períodos posteriores a la instalación.
Algunas recomendaciones adicionales al implementar tecnologías de impresión 3D en el aula
Lo recomendable al momento de la implementación es establecer grupos de trabajo para desarrollar los proyectos interdisciplinarios utilizando algún software de diseño 3D, como Tinkercad (que permite trabajo colaborativo), para gestionar mejor la cola de impresión que se genera en torno a cada una de las impresoras.
Si deseas conocer un proyecto donde se utiliza la tecnología de impresión 3D, puedes revisar en este enlace la infografía del proyecto denominado “Un robot que ayude al planeta” : Dos proyectos para integrar el pensamiento computacional en el aula – MiAulaTec.com
Es importante saber gestionar los recursos disponibles, por ejemplo: tomar en cuenta que muchas impresiones se van a terminar desechando por diversos factores en especial si los docentes y alumnos son nuevos en el manejo de este tipo de tecnología.
Es una buena práctica capacitar a un docente en el mantenimiento de este tipo de dispositivos para que sea la persona a cargo de todas las impresoras disponibles en el aula.
Conclusiones
La Impresión 3D transforma la propuesta educativa, la tecnología de impresión 3D representa una herramienta pedagógica innovadora que trasciende la enseñanza tradicional. Permite a los estudiantes interactuar con modelos tridimensionales, transformando conceptos abstractos en tangibles y fomentando el aprendizaje activo.
El uso de esta tecnología está asociada al impacto del Enfoque STEAM, el enfoque STEAM y la impresión 3D están transformando el sistema educativo, promoviendo una evaluación basada en procesos, flexibilización curricular e innovación pedagógica. Estas herramientas empoderan a docentes y estudiantes para abordar proyectos interdisciplinarios con un impacto significativo en su aprendizaje y habilidades.
La impresión 3D genera beneficios y permite desarrollar competencias claves, la implementación de la impresión 3D en el aula desarrolla habilidades clave del siglo XXI, como la creatividad, el pensamiento crítico, la resolución de problemas y la colaboración. Además, prepara a los estudiantes para enfrentar un mundo laboral tecnológico y en constante evolución, conectando directamente la educación con las demandas de la sociedad actual.
Su implementación permite crear espacios de Aprendizaje Innovadores, la integración de tecnologías como la impresión 3D en makerspaces y Fab Labs enriquece la experiencia educativa. Estos entornos no solo fomentan la experimentación y la innovación, sino que también apoyan la cultura del «hazlo tú mismo» (DIY), donde los estudiantes pueden trabajar de manera autodirigida y desarrollar prototipos funcionales.
Esta tecnología presenta retos para su implementación, a pesar de sus ventajas, la adopción de la impresión 3D enfrenta desafíos significativos. Entre ellos destacan los altos costos iniciales, la necesidad de capacitación técnica para docentes, el mantenimiento de los equipos, y las limitaciones técnicas en ciertos diseños complejos. Estos aspectos requieren una planificación estratégica y un enfoque sostenible para garantizar su éxito.
Esta tecnología demanda requerimientos básicos para su implementación, integrar esta tecnología en el aula demanda una combinación de infraestructura, software y formación docente:
– Equipamiento: Impresoras 3D seguras y software intuitivo como Tinkercad.
– Espacios físicos: Laboratorios bien ventilados y diseñados para la operación segura.
– Formación docente: Capacitación técnica y pedagógica en el uso de la impresión 3D.
– Gestión de proyectos: Uso de metodologías colaborativas para maximizar la productividad y minimizar errores en los procesos de impresión.
– Se debe buscar un uso sostenible de esta tecnología, es crucial democratizar su acceso mediante estrategias como compartir recursos entre instituciones, capacitar a un docente responsable del mantenimiento, y promover la reutilización y reciclaje de materiales impresos. Estas medidas garantizan un uso sostenible y eficiente de los recursos disponibles.
En síntesis, la implementación de la impresión 3D en el aula no es solo una tendencia, sino un paso hacia una educación más práctica, inclusiva y orientada al futuro. Con una planificación adecuada y el compromiso de todos los actores educativos, esta tecnología puede marcar una diferencia significativa en el desarrollo de las competencias que los estudiantes necesitan para enfrentar los retos del siglo XXI.
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Muy completo el artículo con todas las consideraciones a tener en cuenta para implementar esta tecnología en el aula. Primordial que los docentes pierdan el miedo, abracen el error y se animen a experimentar con este y otros tantos recursos que potencien el aprendizaje de los sus estudiantes, la formación docente es la clave. Tinkercad es una excelente puerta de entrada para comenzar la exploración, aunque no cuenten aún con impresoras 3D en sus escuelas, esta plataforma es fundamental para aprender a diseñar y modelar, ya luego con esos resultados podrían «convencer» a la administración de la escuela de la necesidad de implementar espacios con este tipo de herramientas.