Thiết kế 3D và công nghệ chế tạo đang làm thay đổi tất cả

Một học sinh tiểu học ngày nay sớm muộn cũng sẽ tốt nghiệp đại học và bước chân vào thế giới thực vào của năm 2030, nhưng thế giới lúc đó sẽ thay đổi rất nhiều so với thế giới mà chúng ta đang sống ngày nay.

Ảnh minh họa - nguồn: internet.Ảnh minh họa - nguồn: internet.

Các chuyên gia và nhà phân tích đã dự đoán như sau: Dân số thế giới sẽ đạt đến mốc 8 tỉ người và 60% sẽ sống ở các vùng đô thị. Điều này thể hiện rõ tầm quan trọng của quy hoạch đô thị, thiết kế vững chắc và quản lí nguồn tai nguyên thiên nhiên. Số lượng cơ sở hạ tầng mà chúng ta sẽ xây dụng trong vòng 30 năm tới sẽ bằng số mà chúng ta đã xây trong 4.000 năm. Những dự án cơ sở hạ tầng về hương tiện giao thông phức tạp, nước, năng lượng, và đất đai sẽ là những thách thức lớn, cần đến những kĩ sư có chuyên môn về dân sự, điện và cơ khí. Sự phát triển in 3D và rô bốt sẽ thay đổi toàn bộ mô hình làm việc và đẩy mạnh thị trường hoàn toàn mới về các nhà sản xuất vĩ mô trên toàn thế giới. Điều này kêu gọi sự xuất hiện của những nhà sáng chế và những người dẫn đầu sáng tạo, cũng chính là những người sẽ thành công trong bối cảnh sản xuất mới này.

Những bước tiến trong việc tiếp cận thiết kế 3D và công nghệ chế tạo đang làm thay đổi tất cả những gì về thiết kế, kĩ thuật và giải trí mà chúng ta đã từng được biết. Sự phát triển của điện thoại di động và điện toán đám mây cũng giúp cho việc thiết kế có thể diễn ra ở mọi lúc mọi nơi.

Tuy nhiên, quá trình mà chúng ta chứng kiến về công nghệ trong thế giới thương mại cũng cần phải tìm con đường riêng để có thể đến được với các lớp học ngày nay.

Một cuộc cách mạng đang được tiến hành và những thiết kế có tầm ảnh hưởng sẽ trở nên cực kì quan trọng cho hành tinh của chúng ta. Những học sinh của ngày hôm nay sẽ tạo nên những nền công nghiệp của ngày mai, và nếu chỉ cải tạo chương trình giảng dạy thì không đủ cho những học sinh của thế kỉ 21 chuẩn bị những kĩ năng mà chúng cần để phát triển trong một môi trường quốc tế mới bằng việc tìm những cách sáng tạo và mới lạ để giải quyết các vấn đề thông qua việc áp dụng công nghệ và phương pháp mới.

John Dewey, một nhà triết học và một người ủng hộ cải cách giáo dục, từng nói rằng: “Nếu chúng ta dạy học sinh ngày nay những gì chúng ta dạy những học sinh ngày trước, chúng ta đã đánh cắp ngày mai của chúng”. Những gì chúng ta cần làm đó là tạo nên một nền văn hóa học tập và giảng dạy mới trong trường học và lớp học.

Tư duy thiết kế bao gồm một quá trình tìm hiểu, lên ý tưởng và thực hiện, với sự phản chiếu giữa từng công đoạn. Khi tư duy được kết hợp với việc sử dụng những công nghệ tân tiến trong lớp học, chúng ta có thể thiết kế một loại hình tiếp cận với học tập mới cùng với những nguồn gốc căn bản của kĩ thuật số ngày hôm nay, và đồng thời khuyến khích phát triển kĩ năng giải quyết vấn đề và hợp tác phản chiếu thế giới ngày nay.

Điều này sẽ giúp biến các giáo viên từ một người giảng bài đứng trên bục giảng trở thành một người hướng dẫn ở bên cạnh học sinh, và học sinh sẽ được dạy để thu nạp kiến thức và phát triển thành ý tưởng của mình trước khi phát triển lên một mức cao hơn.

Không bao giờ là muộn để bắt đầu. Bằng việc loại bỏ đi những rào cản về phần mềm quy mô quốc gia, chúng ta đã được chứng kiến nhiều giáo viên làm những điều tuyệt vời với học sinh của mình bằng việc sử dụng các phần mềm trong lớp học.

Lấy ví dụ của một giáo viên lớp 8 từ trường trung học Swanson ở Arlington, Virgina, Hoa Kỳ. Những học sinh trong lớp học công nghệ này được sử dụng Autodesk Fusion 360 để thiết kế một thiết bị giả lập cho một thành viên trong cộng động, người mà không thể sử dụng tay của mình để giao tiếp thông quá màn hình cảm ứng của máy tính.

Điều này cũng có nghĩa là chúng phải hiểu về gốc rễ của vấn đề, chế tạo và tiếp tục cải tiến bằng việc lặp lại những mô hình kĩ thuật số của họ, sau đó thử nghiệm bằng cách tạo nên nguyên mẫu cho thiết kế của chúng bằng cách sử dụng máy in 3D. Vì phần mềm này chạy trên điện toán đám mây, nên học sinh có thể làm bài tập này ở nhà. Nếu những học sinh này đã thiết kế sẵn những thiết bị giả lập có thể sử dụng được từ lớp 8, thử tưởng tượng xem chúng có thể tạo ra những gì khi mà chúng nâng cao khả năng và kĩ năng về phần mềm và tư duy thiết kế của mình.

Một ví dụ khác chúng ta cũng đã thấy trong một chương trình học cao hơn đến từ chương trình của Đại học nha khoa Harvey Mudd, nơi mà một nhóm các sinh viên được tiếp cận với một vấn để mở - làm thế nào để phòng chống nguồn nước bị tái ô nhiễm ở các nước đang phát triển như Cameroon và Uganda.

Trong quá trình tìm hiểu, những sinh viên này nhận ra là mặc dù con người đã tiếp cận được với nguồn nước sạch và tinh khiết, nhưng việc tái ô nhiễm nước là một vấn đề rất thật. Những sinh viên này đã sử dụng SketchBook và Fusion 360 của Autodesk để tạo nên một sản phẩm đính kèm với giá thành thấp, có thể gắn vào những bình đựng nước thường dùng để đưa nước đến các hộ gia đình, nhờ đó ngăn chặn việc nguồn nước bị ô nhiễm trở lại. Tiện ích của việc sử dụng giải pháp thiết kế dựa trên điện toán đám mây cùng nghĩa với việc các nhóm có khả năng liên hệ và kết nối với các kĩ sư từ các đất nước đang phát triển này và hợp tác trong việc thiết kế nguyên mẫu, mà giúp giải quyết vấn đề toàn cầu về tái ô nhiễm nguồn nước.

Quá trình hình thành tư duy thiết kế trong lớp học còn nhiều hơn chỉ là sản phẩm đầu ra. Bằng cách kết hợp nét văn hóa mới trong học tập với việc sử dụng công nghệ tiên tiến, chúng ta đang trang bị cho thế hệ tương lai những kĩ năng tư duy cap cấp hơn trong việc tìm ra các giải pháp thiết kế cho những thách thức lớn của thế giới.

(Tom Joseph, Giám đốc cấp cao, Nhóm Giáo dục tại Autodesk)