A lo largo del tiempo, la perspectiva de los educadores sobre el papel activo de los estudiantes en el aula ha cambiado significativamente. La experiencia ha demostrado que la participación activa de los estudiantes en su propio aprendizaje fomenta un aprendizaje significativo.
Este artículo tiene como objetivo presentar diversas experiencias de aplicación de la tecnología de impresión 3D en el desarrollo de sesiones de clase innovadoras, mostrando su impacto positivo en el proceso educativo.
La impresión 3D en el ámbito educativo está ganando protagonismo porque permite crear modelos tangibles y realistas que facilitan una enseñanza interactiva e inmersiva. Recursos como las maquetas impresas ayudan a comprender conceptos complejos, como estructuras espaciales y formas tridimensionales.
Los estudiantes pueden materializar sus ideas mediante la creación rápida de prototipos, lo que fomenta la creatividad y el pensamiento innovador. Esta herramienta no solo desarrolla habilidades como la organización, la creatividad y el razonamiento lógico, sino que también mejora la interacción de los estudiantes con la tecnología, permitiéndoles ser los protagonistas de su aprendizaje.
Actualmente se cuenta con una gran cantidad de recursos para complementar el uso de impresión 3D en las sesiones de clase.
Figura 1:
Elementos del sistema de diseño 3D
El uso de la impresión 3D en escuelas a nivel global
Existen escuelas en España en las que se ha implementado el proyecto llamado ‘MAESTROS 3D’ que involucra a alumnos de 5º de Primaria y Educación Compensatoria, la experiencia incluyó la enseñanza del programa de diseño Tinkercad y el uso del repositorio de piezas en línea Thingiverse.
A partir de ahí, se les propuso a los estudiantes diseñar desde un llavero hasta un objeto para el Día de la Madre. La motivación de los estudiantes y la dedicación de los docentes ha sido máxima.
Los alumnos explicaron a sus compañeros de otros niveles cómo manejar los programas y se involucró a las familias para continuar con los diseños en casa. Todos los estudiantes visitaron la sala de impresión, la explicación del proceso de diseño e impresión la realizaron estudiantes seleccionados.
La experiencia incluía que antes de realizar cada diseño, los alumnos completen una hoja donde indican: título, fases/pasos constructivos, figuras geométricas utilizadas y su transformación, otras figuras y trucos empleados, problemas espaciales y comentarios finales. (Educación 3.0, 2018)
Asimismo, se conoce la experiencia de otras escuelas españolas donde la impresión 3D se ha integrado en todas las asignaturas gracias a la iniciativa de los docentes. Los resultados han sido positivos, observándose una mejor retención de conocimientos y un aumento de la curiosidad técnica y científica en los estudiantes.
Una alianza entre Samsung y Makerbot ha proporcionado esta tecnología a varios centros educativos en España. Esta iniciativa busca combatir el abandono escolar y el desempleo juvenil, fomentando el desarrollo de ideas innovadoras y preparando a los estudiantes para el futuro laboral.
Se conoce también que los gobiernos de Singapur y Tokio están implementando impresoras 3D en escuelas primarias para promover el pensamiento tecnológico. En Suiza, un proyecto en Steffisburg permitió a estudiantes de 14 y 15 años diseñar e imprimir su propia ciudad, mejorando la motivación y reduciendo el absentismo escolar.
En Montevideo, estudiantes de 4º año crearon materiales de Biología en 3D para un compañero con discapacidad visual, fomentando la inclusión y el aprendizaje colaborativo.
China, Estados Unidos, Inglaterra, Australia y Corea del Sur también están adoptando la impresión 3D en la educación para impulsar la creatividad, la educación STEM y la autoexploración de los estudiantes, Agudo(2022)
Propuestas de actividades a desarrollar integrando impresión 3D
Según Agudo (2022) estas actividades pueden ser trabajadas en clase con el apoyo de tecnología de impresión 3D:
Lengua y literatura:
| Primaria: -Hacer un diseño siguiendo las instrucciones escritas u orales. -Crear letreros y carteles en Braille. -Hacer carteles con los nombres de las plantas, huerto o árboles existentes en el centro. -Idear campañas solidarias en las que vendan productos ideados por ellos. | Secundaria: -Hacer una obra teatral con objetos creados e impresos en 3D. -Crear pictogramas para alumnado con discapacidad visual. -Crear objetos que ayuden a personas con problemas de psicomotricidad fina. -Crear o replicar juguetes educativos para alumnado de cursos inferiores. |
Matemáticas:
| Primaria: -Diseñar e imprimir polígonos, figuras geométricas. -Imprimir números romanos y trabajar con ellos -Imprimir materiales para trabajar las operaciones básicas, así como fracciones, números decimales, porcentajes, etc. -Imprimir reglas representativas de las distintas unidades de medida. -Imprimir monedas y trabajar con ellas el concepto del dinero. -Diseñar e imprimir gráficos. | Secundaria: -Figuras geométricas -Representación de ángulos, aristas. -Diseño e impresión de gráficas. -Representar el teorema de Tales. -Trabajar la geometría del espacio. |
Música:
| Primaria: -Buscar instrumentos en internet para imprimir. | Secundaria: -Buscar o recrear instrumentos de las diferentes familias musicales. -Imprimir las notas de una melodía. -Crear una banda de música con instrumentos creados e impresos por ellos. |
Educación plástica (Arte)
| Primaria: -Diseñar/buscar e imprimir objetos para los distintos días temáticos. Hacer un dibujo libre y replicarlo en 3D. Diseñar e imprimir un puzzle. | Secundaria: -Diseñar e imprimir un logo, explicando qué elementos lo forman y por qué. -Crear un cómic con elementos diseñados en 3D. -Crear y diseñar figuras abstractas y luego pintarlas. |
Educación Física (para ambos niveles):
-Crear los trofeos y medallas de un evento deportivo
-Investigar sobre juegos tradicionales y replicarlos.
-Replicar campos de distintos deportes.
Inglés:
| Primaria: -Hacer un diseño sencillo siguiendo instrucciones escritas u orales. -Diseñar e imprimir la bandera de un país en el que se hable ese idioma. | Secundaria: -Diseñar objetos siguiendo las instrucciones escritas u orales en ese idioma. -Imprimir objetos característicos de ese país. |
Sociales, Geografía e Historia:
| Primaria: -Diseñar e imprimir relieves o mapas, así como los ríos y cadenas montañosas. -Imprimir los distintos elementos climáticos. | Secundaria: -Crear/diseñar/imprimir mapas (Europa, América). -Partes de un volcán. -Objetos representativos de las diferentes etapas históricas. -Obras arquitectónicas y esculturas. |
Naturales Biología y geología:
| Primaria: -Buscar animales e imprimirlos -Representar, mediante el diseño o búsqueda de modelos: Los planetas Las fases de la luna Eclipses Alimentos Plantas y/o árboles -El cuerpo humano, y sus aparatos y sistemas -Imprimir alimentos y clasificarlos dentro de la pirámide alimenticia -Recreación de ecosistemas (hábitat, plantas, seres vivos, etc.) | Secundaria: -Crear/diseñar/imprimir: La Tierra El sistema solar Satélites Células animales y vegetales Virus, bacterias Etapas del embrión Fósiles Piedras preciosas Moléculas, ADN Anatomía y órganos humanos Ecosistemas Pirámide de la alimentación Insignias para donantes de sangre, órganos, médula. |
Física y química:
| Primaria: -Impresión de cambios de estado. -Apoyo a la explicación de diferentes fenómenos y teorías. | Secundaria: -Crear objetos móviles para el estudio de la velocidad. -Crear y diseñar maquetas de elementos químicos. -Representar la tabla periódica. -Copa de Pitágoras. -Diseñar e imprimir moléculas. |
Propuestas de experiencias educativas por niveles:
En nivel inicial:
Los niños de este nivel aprenden principalmente a través del juego, que es fundamental para su desarrollo cognitivo, social y emocional, por tal motivo se debe proporcionar la oportunidad de explorar, manipular y experimentar con objetos concretos es esencial para su aprendizaje.
Existen diversos recursos didácticos para la primera infancia que contribuyen al desarrollo integral de los niños. (Moreno,2015, como se cita en Vallejo, 2023), algunos ejemplos incluyen:
Material manipulativo: Objetos como bloques de construcción, rompecabezas y figuras geométricas que ayudan a desarrollar habilidades motoras finas, coordinación óculo-manual y comprensión espacial.
Juegos educativos: Diseñados para propósitos educativos, pueden ser digitales o físicos y promueven el pensamiento lógico, habilidades matemáticas, memoria y trabajo en equipo.
Libros y material audiovisual: Libros ilustrados y videos educativos que desarrollan habilidades lingüísticas, cognitivas y emocionales, estimulando la imaginación y el vocabulario.
Instrumentos musicales: Fomentan el desarrollo auditivo-musical, la coordinación motora y la expresión emocional a través de la exploración de ritmos y melodías.
Material sensorial: Recursos que estimulan los sentidos a través de experiencias táctiles y auditivas, como arena cinética y plastilina, ayudando a desarrollar habilidades motoras y concentración.
Como propuesta para el trabajo con los más pequeños Vallejo (2023) nos propone la creación de alguno de estos objetos:
Rompecabezas, que pueden ayudar a desarrollar habilidades cognitivas coordinación óculo- visual y resolución de problemas.
Bloques de construcción, para fomentar la creatividad en el juego imaginativo los niños pueden apilar y combinar estos bloques para construir diversas estructuras figuras y juguetes educativos.
Figuras y juguetes educativos, imprimir figuras de animales letras alfabeto números y otros juguetes educativos pueden hacer que el aprendizaje sea más interactivo y divertido.
Cuentos y personajes, crear personajes de cuentos o protagonistas de libros pueden mejorar la experiencia de la lectura y permitir a los niños interactuar con los personajes de una manera tangible tangible.
Instrumentos musicales, imprimir instrumentos musicales simples como maracas o flautas pueden introducir a los niños en el mundo de la música y el ritmo
Mapas y formas geográficas, imprimir mapas en relieve o forma geográficas pueden ayudar a los niños a explorar y comprender el mundo que les rodea plantillas de dibujo
Plantillas de dibujo, crear plantillas en 3D con ayuda de diversas aplicaciones puedo ayudar a los niños a mejorar sus habilidades de dibujo y pintura.
En el nivel primario:
Aeromodelado y matemáticas
Compartimos la experiencia llevada a cabo en un club de Matemática de la Scuola Italiana (Madrid, España) donde se realizó el proyecto llamado «Aeromodelismo y Matemáticas» con alumnos de diferentes grados de educación primaria, con apoyo de impresoras 3d como hardware y Tinkercad como software base.
Este proyecto introdujo a los alumnos a la impresión 3D aplicando matemáticas en un contexto real a través de la modelización de aeroplanos. Bajo la supervisión de un docente, las clases combinaban teoría y práctica, construyendo aeroplanos y aprendiendo a usar un simulador de vuelo.
Sin instrucciones de montaje, los estudiantes debían observar las piezas, planificar la secuencia de montaje, documentar los pasos y herramientas necesarias, y verificar el montaje final. Este enfoque fomentó la observación detallada, la planificación y la capacidad de corregir errores, resultando en una experiencia educativa motivadora (Nolla et al, 2021)
Edificios famosos:
Este proyecto comprende el diseño de modelos de edificios emblemáticos como la Torre de Pisa, el Empire State y la Torre Eiffel, utilizando medidas reales e información de internet para crear estos modelos, comenzando con versiones simplificadas y agregando detalles más realistas progresivamente.
Los estudiantes evaluaron cada paso con imágenes reales de los edificios, realizando modificaciones para mejorar la precisión.El proyecto involucró aspectos matemáticos importantes, como el manejo de proporciones y el diseño detallado de las distintas partes de los edificios.
Un desafío surgió al imprimir la Torre Eiffel y el Empire State con el mismo tamaño, lo que llevó a los alumnos a reajustar la escala de sus modelos, considerando que el Empire State es 80 metros más alto (Nolla et al, 2021).
Modelado de Robot 3D
La propuesta de un proyecto multidisciplinar cuyo objetivo es el uso de un programa de modelado 3D (Tinkercad) para el diseño de un robot, el cual ha sido generado utilizando figuras geométricas y cuyo fin es la protección del medio ambiente. Este proyecto fue trabajado con estudiantes de primaria y comprende la integración de las áreas de ciencia y tecnología, matemática, ciencias de la computación y educación física (Miaulatec, 2024)
Nivel Secundario:
Diseño de Dados y carcasa de celular:
En este proyecto se propuso a los estudiantes generar un dado para cualquier juego de mesa conectando conocimientos de física y probabilidad, este fue un ejercicio breve, pues era el paso previo para la propuesta del desarrollo de una carcasa de celular.
En este segundo proyecto la propuesta fue que se diseñe una caja o empaque que se adapte a las características del celular propio de cada estudiante con el fin de explorar las herramientas básicas y comenzar a desarrollar la lógica de uso de un programa de diseño 3D (Beltran, 2019).
Estructuras, sistemas mecánicos y eléctricos
Este proyecto de innovación educativa aplicará la impresión 3D en el aprendizaje basado en proyectos para aumentar la motivación del alumnado y facilitar la comprensión de los mecanismos, mejorando así el proceso de enseñanza y aprendizaje.
Denominado «Estructuras, sistemas mecánicos y eléctricos» de la asignatura de Tecnología en 3º del nivel trabajará contenidos relacionados con máquinas y movimientos incluyendo un pequeño sistema eléctrico.
Las competencias a desarrollar en los estudiantes comprenden: la competencia en comunicación lingüística mediante debates, exposiciones orales, trabajo cooperativo y la redacción de una memoria escrita, la competencia matemática llevando a los estudiantes a aplicar el razonamiento matemático, la competencia digital se integrará con el uso de TIC, donde los alumnos aprenderán a seleccionar críticamente la información web y a trabajar de forma colaborativa, además de competencias relacionadas a ciencia y tecnología (Samarra,2020).
Si se desea obtener más información sobre los proyectos nombrados en este artículo pueden recurrir a las fuentes bibliográficas.
Conclusiones:
La integración de la impresión 3D en el ámbito educativo ha demostrado ser una herramienta poderosa para mejorar la enseñanza y el aprendizaje en diversas disciplinas.
A nivel internacional, países como Singapur, Japón, China, Estados Unidos, Inglaterra y Australia están adoptando la impresión 3D en sus sistemas educativos para impulsar la educación STEM y promover el aprendizaje autodirigido. Proyectos en Suiza y Montevideo han mostrado cómo esta tecnología puede mejorar la motivación, reducir el absentismo escolar y fomentar la inclusión y el aprendizaje colaborativo.
Las experiencias presentadas en este artículo evidencian que la utilización de esta tecnología no solo aumenta la motivación de los estudiantes, sino que también facilita la comprensión de conceptos complejos y promueve el desarrollo de habilidades críticas como la creatividad, el pensamiento lógico y la resolución de problemas.
Asimismo los resultados observables de la implementación de estos proyectos nos muestran una mejor retención del conocimiento y un incremento en la curiosidad técnica y científica de los estudiantes.
En conclusión, la impresión 3D es una herramienta valiosa para el desarrollo integral de los estudiantes, permitiéndoles explorar, diseñar y materializar sus ideas. Su implementación en el aula transforma la experiencia educativa, preparando a los estudiantes para enfrentar los desafíos del futuro con habilidades prácticas e innovadoras.
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Bibliografía:
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