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3D 列印啟迪學生創意思維 專訪城市大學教育發展及精進教育處

3D 打印已成為商界的新寵,事實上有關技術早在部分特定專業範疇得到應用,在大學亦已引入多年。但隨著技術快將全面普及應用到非專業範疇,不少大學都著手把它引入課程中。早前 Unwire.pro 就訪問了香港城市大學的教育發展及精進教育處,看一下城大怎樣應用 3D 打印到教學之上。

城大教育發展及精進教育處處長鄭淑嫻教授表示,GE 課程引入 3D 打印,是希望用嶄新方式讓學生創意得以實體化呈現。
城大教育發展及精進教育處處長鄭淑嫻教授表示,GE 課程引入 3D 打印,是希望用嶄新方式讓學生創意得以實體化呈現。

啟發思維助學生自行探索新知

城市大學自 2012 年開設了精進教育課程(Gateway Education),為所有一年級大學生的必修通識科課程。城市大學教育發展及精進教育處處長鄭淑嫻教授表示,城大精進教育的特色是跨學科研習,鼓勵學生涉獵主修科目以外的多個學科,從而拓闊視野、啟發思維,以助學生日後自主學習、探索新知。而負責任教的導師也來自不同學系,務求更實踐跨學科研習目標。

為配合 GE 課程的設計,精進教育處更設立了「精進教育實驗室」(GE Lab)。這個實驗室耗資 400 萬港幣,專門為本科生而設,配置了多台不同技術的 3D 打印機(如 FDM 及紙張耗材)、3D 掃描儀器等先進設備,以支持 GE 課程的互動教學。

精進教育課程的科目廣泛,涵蓋語言、藝術與人文、社會及商業組織、科學及科技等範疇。四年制的本科學生必須於 120 個學分中修讀 30 個學分的精進教育課程。由於是所有學生都必須選修精進教育課程,因此學生們來自不同的主修科目領域,在分組研習時往往會激盪出超出想像的創意。而引入 3D 打印到課程中,更是讓這些創意能具體展現出來,不再只是空中樓閣。

 

引入 3D 列印到非專業課程中

城大高級教育發展主任趙必豪博士指出,3D 打印並非今天才引進大學校園,例如建築、設計和生物科學等工程學系早已在多年前已率先用於教學用途上。這些學系各自都添置了 3D 打印機多年,用於一些專業範圍的應用,例如建築及土木工程學系就用於把建築模型實體化出來;機械及生物醫學工程學系甚至會利用納米打印來研究細胞組織。

但是否 3D 打印就只能應用在這些項目上?城大精進教育課程並不認為如此,因此在不少課程引入 3D 打印來協助啟發思維。趙必豪博士透露這是首次把 3D 打印引進到非專業課程中,單是精進教育實驗室就已在開設的兩年間,添置了四台 3D 打印機,讓非專業範疇課程的學生,也有機會接觸到這種新科技。

城大高級教育發展主任趙必豪博士指出,GE Lab 為精進課程的學生提供接觸 3D 打印的機會,任何學生都能申請使用。
城大高級教育發展主任趙必豪博士指出,GE Lab 為精進課程的學生提供接觸 3D 打印的機會,任何學生都能申請使用。

 

趙博士表示,由於 GE 課程只有不足兩年歷史,加上不是必定要老師在設計課程時加入有關 3D 打印的部分,因此目前200 多個 GE 課程中,只有約數個有把 3D 打印納入到課程中。但他表示有很多教授對此感到興趣,向 GE Lab 查詢並一起研究設計新課程,學生對相關課程亦有濃烈興趣。

為學校添置 3D 打印機之投資如此龐大,趙傳士認為除了從性能,輸出品的精細度等技術層面之元素去考慮外,製造商之歷史及聲譽,以至其於香港所特許之分銷商所提供的售後服務,包括 3D 打印機起首的各種設定、及後的技術支援、維修及機件保養服務等,均是非常必要的配套。

除從性能、輸出品的精細度等技術層面之元素去考慮外,製造商之歷史及聲譽,以至其於香港所特許之分銷商所提供的售後服務,包括 3D 打印機起首的各種設定、及後的技術支援、維修及機件保養服務等,均是非常必要的配套。
除從性能、輸出品的精細度等技術層面之元素去考慮外,製造商之歷史及聲譽,以至其於香港所特許之分銷商所提供的售後服務,包括 3D 打印機起首的各種設定、及後的技術支援、維修及機件保養服務等,均是非常必要的配套。

 

非要掌握技術而是邏輯思維

鄭淑嫻教授表示,城大精進教育引入 3D 打印到課程中,並非把它視為一種「職業技能」的技術培訓,而是借助一種工具,達到一些之前的教學方式做不到的事,用一種更嶄新方式讓學生的創意得以實體化呈現。而在課程設計中也不會特意「一定要有 3D 打印元素」,因為它只是一種教學「工具」,而非「目的」。

很多人誤解 3D 打印在教學上的用途,只限於印刷一件實體物件作為教材那麼簡單。學生交功課時也許會用打印機把電子文件變成實體文件,但原則上並無因此而令功課的內容增值。但是如果把一些本來很抽象的概念,能夠用 3D 打印來實體化,那就令整個想法變得更具體,而非只是空中樓閣。

 

讓學生自行摸索訓練思維

為協助學生克服問題,在課程開始前會有一些基本的培訓,包括 3D 模型設計、3D 打印機的操作等。而 GE Lab 亦挑選部分學生重點培訓,再由他們協助其他同學解決問題。鄭教授表示,學生在最初接觸時都會遇上困難,這些困難並非源自於「不懂操作」,而是對把抽象概念「由零到有」的過程感到棘手。

就像書法先由臨摹開始學起,學習3D 打印也由下載網上的設計圖,再自行修改開始,逐漸掌握設計的邏輯思維,最後成功由零到有的設計出原創的 3D 模型。「在不斷摸索的過程中,城大期望學生不是學習到如何操作 3D 打印那麼簡單,而是邏輯和創意思維的訓練,因此追求的也不是成品如何漂亮,而是學習過程中要學懂怎樣解決問題。」她說。

這是一座記錄了學生跳舞的藝術作品,流線外觀其實是手腳擺動時的軌跡。
這是一座記錄了學生跳舞的藝術作品,流線外觀其實是手腳擺動時的軌跡。

 

讓天馬行空想法得以呈現

創造個人智能家居(Creating Your Smart Home)是其中一個有引入 3D 打印的 GE 課程。負責該課程的機械及生物醫學工程學系助理教授賴偉超博士表示,課程內容一方面講解智能家居發展與技術,另一方面鼓勵學生自由創作,設計出一個心目中的智能家居產品。產品原型未必需要在課堂中實現,但就希望在過程中讓學生思考,如何用現代科技改善生活。

由於課程設合精進課程,因此著重的不止於其可行性,更重要的是啟發性。由於分組學生來自不同學系,因此不會受到其專業領域的思維局限,能讓不同的思考方式互相激盪,設計的功課也新穎。而產品不僅要考慮如何設計、如何改善生活,還需要思考如何投入市場。

這些不同的專業領域的學生,在研習過程中可以吸收到本科以外的其他技能和想法,而 3D 列印則作為最後一步,把他們的想法具體呈現。由於智能家居未必是真的有一具傢俱,也可以是智能義肢,以至其他不能實體化的概念,因此功課的成績也不是只看 3D 打印的完成度,而是設計本身有否反映學生對改善生活的看法。

賴偉超博士表示希望在過程中讓學生思考,如何用現代科技改善生活,3D 打印只是一種工具去實踐概念。
賴偉超博士表示希望在過程中讓學生思考,如何用現代科技改善生活,3D 打印只是一種工具去實踐概念。

 

視象傳達課程具現抽象概念

視象傳達(Visual Expression and Communication)是另一個引入了 3D 打印的課程。負責的馮惠敏導師表示,最初得悉 GE Lab 成立並引入 3D 打印到課程中時,便開始構思如何把它引入到視象傳達課程。本身是建築及土木工程學系一級導師的她,比其他老師更懂得 3D 打印技術,因此在引入到視象傳達課程時就更得心應手。

視象傳達課程本身是比較抽象的課程,希望令學生能把抽象概念,以實體化的方式來表達。學生在第一堂時就會分組,並模擬自己是一家非牟利團體(NGO),再設計一些紀念品給公眾以表達這 NGO 希望推廣的信念。本來課程只讓學生想出概念再畫圖表達,但這其實未完成「實體化」的最後一步,加入 3D 打印後就能做到。

馮惠敏導師表示,視象傳達課程本身是比較抽象的課程,希望令學生能把抽象概念,以實體化的方式來表達。
馮惠敏導師表示,視象傳達課程本身是比較抽象的課程,希望令學生能把抽象概念,以實體化的方式來表達。

 

馮惠敏導師表示,學生因為來自不同學系,因此在分組研習的過程中會分擔不同的角色,有人負責設計概念,也有人負責畫出 3D 模型,在過程中互補不足,相互啟發團隊成員的潛能,而這也是 GE 課程和引入 3D 打印的目的。她透露大多學生都能出色地完成課程,但相比功課的完成度,學生能否突破思維框框才是最重要的。

這款是視象傳達課程其中一個出色的作品,透過打印一個人體模型再放入紙盒中,表達無家者的無力感。而內附的假報紙其實是該模擬 NGO 的捐款表格。
這款是視象傳達課程其中一個出色的作品,透過打印一個人體模型再放入紙盒中,表達無家者的無力感。而內附的假報紙其實是該模擬 NGO 的捐款表格。

 

別將大學教育視為「職業培圳」

隨着「334學制」的實施,不僅高中學校教育更著重推行通才教育,大學教育也必須在專科研習外,加入更多全人教育,提升學生的創意思維,使學生畢業後的出路亦更為廣闊。城市大學推出「精進教育」,並為配合相關課程而部署教學設施,均有助提升學生在職場上的競爭力。

學生未來若能活用 3D 打印技術,無可否認將擁有絕對的競爭優勢,但鄭淑嫻教授表示,城大精進教育引入 3D 打印到課程中,並非把它視為一種「職業技能」的技術培訓。她同意未來 3D 打印技術會成為一種普遍的職業技能,就像今天懂得使用電腦那麼普遍,但大學可從來沒有課程去教學生怎用電腦。

她認為 3D 打印對大學而言是很好的一種工具,而在前述的各種 GE 課程中,也著眼學生思考怎樣去運用工具去表達想法,中間的學習過程才是最重要的。GE 課程歷史不長,不管是教授或學生都在摸索怎樣用 3D 打印來提高教學質素,她相信城大在未來會有更多 GE 課程引入 3D 打印。

鄭淑嫻教授認為 3D 打印對大學而言是很好的一種工具,在 GE 課程中也著眼學生思考怎樣去運用工具去表達想法,中間的學習過程才是最重要的。
鄭淑嫻教授認為 3D 打印對大學而言是很好的一種工具,在 GE 課程中也著眼學生思考怎樣去運用工具去表達想法,中間的學習過程才是最重要的。

 

理光香港大力支持

MakerBot 香港特許代理商理光香港(Ricoh Hong Kong)全力支持香港城市大學推廣及普及 3D 打印技術及相關知識,特此向城市大學精進教育處「精進教育實驗室」(GE Lab),捐贈一部 MakerBot Z18 3D 打印機,連同 12 個月免費保養、維修及支援服務。

「3D 打印於未來一、兩年,在很多不同領域將會帶來很大的改變,我們的本地人才必須意識到這個革命的迫近,並盡快學習當中技術,否則我們很有機會會落後他人,包括我們在直接經濟競爭伙伴新加坡、上海、台灣、韓國等。城市大學的前瞻性及推動的決心及誠意,絕對值得我們支持。」香港理光常務董事嚴創基說。

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MakerBot 香港特許代理商理光香港向城市大學精進教育處 GE Lab,捐贈一部 MakerBot Z18 3D 打印機,連同 12 個月免費保養、維修及支援服務,以鼓勵大學推廣及普及 3D 打印技術及相關知識。

 

Tags :ricoh啟迪
Boris Lee

The authorBoris Lee

Unwire Pro 資深編輯,在企業 IT 科技報道範疇有十多年經驗。近年專注報導香港初創企業、本地資訊科技業界發展。

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