揭秘：3D打印如何與中小學(xué)教育有機(jī)結(jié)合

3D打印技術(shù),，被普遍認(rèn)為是第三次工業(yè)革命重要標(biāo)志之一,，由于它可在短時(shí)間、簡(jiǎn)工藝程序下制作出結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、尺寸精細(xì),、性能特殊的藝術(shù)模型、零部件等,，所以它如雨后春筍般的應(yīng)用在工業(yè)制造,、生物醫(yī)療、建筑工程,、科學(xué)研究等領(lǐng)域中,。打印汽車，打印骨骼,，打印房子……關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的神奇應(yīng)用時(shí)常見諸報(bào)端網(wǎng)絡(luò),，走進(jìn)課堂，3D打印技術(shù)又會(huì)帶來什么,？

今年2月,，國家工信部出臺(tái)《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015-2016年）》，指出要加快3D打印技術(shù)在兒童創(chuàng)新教育中的應(yīng)用：“組織實(shí)施學(xué)校增材制造技術(shù)普及工程,，在學(xué)校配置增材制造設(shè)備及教學(xué)軟件,，開設(shè)增材制造知識(shí)的教育培訓(xùn)課程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的興趣,、愛好,、意識(shí)，在具備條件的企業(yè)設(shè)立增材制造實(shí)習(xí)基地,，鼓勵(lì)開展教學(xué)實(shí)踐,。”

發(fā)達(dá)國家的3D打印技術(shù)早已進(jìn)入教育領(lǐng)域,。在美國,，幾乎所有的大中小學(xué)已經(jīng)開設(shè)了3D打印的課程。通過對(duì)青少年進(jìn)行3D打印創(chuàng)新意識(shí),、技術(shù)手段的培養(yǎng),，3D打印成為“美國智造”的有力手段，成為中美制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的重要砝碼,。

我國3D打印在教育領(lǐng)域的應(yīng)用雖然還處于起步階段,，但隨著3D打印機(jī)在我國逐步降低門檻和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,，這部神奇的及技巧再度受到大眾關(guān)注。目前3D打印機(jī)已經(jīng)被引入一些中小學(xué)及高�,？蒲袡C(jī)構(gòu),，尤其在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域已開始投入教學(xué)。

走在創(chuàng)新最前端的深圳,，早已開始探索3D打印與教學(xué)的結(jié)合實(shí)踐,。南山實(shí)驗(yàn)小學(xué)，南山外國語學(xué)校,，育才二中,，蛇口學(xué)校，月亮灣小學(xué),，麗湖中學(xué),，同樂學(xué)校，珠光小學(xué),，深圳小學(xué),，明德實(shí)驗(yàn)學(xué)校等等，均已加入3D創(chuàng)客聯(lián)盟,，在新的技術(shù)革命下大膽創(chuàng)新,，嘗試開設(shè)3D打印課程，豐富中小學(xué)階段信息技術(shù)學(xué)科的內(nèi)容,，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和培養(yǎng)思考能力,。

由于3D打印技術(shù)能實(shí)現(xiàn)虛擬世界與實(shí)體世界的有機(jī)結(jié)合，3D打印機(jī)進(jìn)校園將使得學(xué)生在創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐能力上得到訓(xùn)練,，將學(xué)生的創(chuàng)意,、想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，將極大發(fā)展學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦的能力,，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)校培養(yǎng)方式的變革,。我們預(yù)計(jì)，未來3-5年,，國內(nèi)基礎(chǔ)教育,、高中教育甚至高等教育領(lǐng)域中對(duì)3D打印課程的需求將大量出現(xiàn)，它將作為一門實(shí)踐3D打印技術(shù)的新穎課程脫穎而出,。

3D打印將顛覆傳統(tǒng)教育方式

事實(shí)證明,，一些在傳統(tǒng)教育中表現(xiàn)不好的學(xué)生,，主要是因?yàn)樗鶎W(xué)的課程理論性太強(qiáng),，沒有興趣，死記抽象概念讓學(xué)生通過了考試,，但考試過后就很快忘記了,，3D 打印機(jī)可以讓枯燥的課程變得生動(dòng)起來,，它是一種同時(shí)擁有視覺和觸覺的學(xué)習(xí)方式，具有很強(qiáng)的誘惑力,，在觸覺學(xué)習(xí)中,，學(xué)生不是在黑板或顯示器上簡(jiǎn)單地看文字或圖形，而是通過他們的觸覺抓住核心概念的三維模型,，這樣能夠吸收和消化知識(shí),，使學(xué)生不再遺忘所學(xué)的課程。

英國著名教師戴夫懷特曾經(jīng)說過：如果你能抓住學(xué)生的想象力,，你就能抓住他們的注意力,。

3D打印如何與中小學(xué)教育有機(jī)結(jié)合？

1,、開設(shè)3D打印選修課,，普及3D打印技術(shù)。在課堂上設(shè)立簡(jiǎn)單的3D打印課程,，介紹3D打印技術(shù)本身,。專門針對(duì)中小學(xué)生，選擇一些簡(jiǎn)單的模型作為課程教育工具,，比如下面這樣的簡(jiǎn)單模型,，成型時(shí)間控制在一小時(shí)以內(nèi)：

2、以老師為目標(biāo)對(duì)象的教學(xué)工具打印,，是老師們快速制作合適教具的絕佳方式,。
如：生物課，可以通過3D打印完整還原身體各器官的組織結(jié)構(gòu)來幫助學(xué)生觀察和學(xué)習(xí),；

化學(xué)課,，3D打印的復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)更便于學(xué)生學(xué)習(xí)觀察；

歷史課,，3D打印還原古代的文物和重要事件的器具來幫助學(xué)生理解歷史真相,；

地理課，可以通過3D打印打出獨(dú)特的地質(zhì)面貌,，來研究特殊的地形和人文知識(shí),，直觀而生動(dòng)，是老師們快速制作合適教具的絕佳方式,。

3,、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)三維建模。

目前市場(chǎng)上有很多簡(jiǎn)單易用的3D設(shè)計(jì)軟件都可引入課堂教學(xué),，例如以Autodesk公司出品的一系列設(shè)計(jì)軟件（例如Tinker CAD）,，都可以很容易讓中小學(xué)生上手開始做模型設(shè)計(jì)。學(xué)生親手設(shè)計(jì)出來的東西再通過3D打印機(jī)直接打印出來,，對(duì)于提高學(xué)生的興趣愛好想必是大有幫助,。

4,、組件小創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)，舉辦3D打印競(jìng)賽,、3D夏令營(yíng)等交流活動(dòng),。
像深圳“柴火空間”一樣，定期舉辦各種3D打印創(chuàng)客競(jìng)賽和主題交流活動(dòng),，為學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力提供無限的發(fā)揮空間,。

5、設(shè)立3D創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室或體驗(yàn)基地,，為學(xué)生提供一個(gè)感受尖端科技,、寓教于樂的DIY體驗(yàn)中心。

學(xué)生們可以通過參觀3D打印工廠了解除課堂桌面級(jí)打印機(jī)以外更高級(jí)的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)工作原理,，提高對(duì)創(chuàng)新技術(shù)的認(rèn)知,，并通過自己親手實(shí)踐來打印屬于自己的個(gè)性化創(chuàng)意作品。

但是,，目前3D打印引進(jìn)校園還存在以下瓶頸：

1,、3D打印目前處于初步發(fā)展階段，國內(nèi)相關(guān)人才較少,，造成學(xué)校該課程的師資力量緊張,；

2、目前國內(nèi)針對(duì)學(xué)生的教材不完整,，教育方案不夠系統(tǒng)化,；

3、配套設(shè)備比較昂貴,；

4,、目前3D打印技術(shù)在建模等軟件操作方面有一定的技術(shù)壁壘，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)有一定的難度,。

正因?yàn)槿绱耍?D打印除基本教育服務(wù)外,，又將衍生出更多的產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)：
1、3D打印教育培訓(xùn)：培養(yǎng)優(yōu)秀3D打印人才,，給學(xué)校提供師資資源,；

2、基礎(chǔ)型3D打印設(shè)備：著重研發(fā)基礎(chǔ)型3D打印桌面機(jī),，降低成本,，致力于做適合學(xué)校大批量采購的打印機(jī)；

3,、研發(fā)或優(yōu)化配套軟件：讓3D打印建模軟件變得簡(jiǎn)單,，易于操作，逐漸向“傻瓜式”操作指南看齊，力爭(zhēng)開發(fā)出孩子們一學(xué)就會(huì)的配套軟件,。

3D打印對(duì)教育的促進(jìn)并不是單向的，反過來,，向教育領(lǐng)域的滲透又能推動(dòng)3D打印技術(shù)的進(jìn)化,。

無論是網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程生產(chǎn)，或是智能化制造,，前提都是技術(shù)的支撐,，目前3D打印在開模和工藝品制造等個(gè)性化需求領(lǐng)域的應(yīng)用尚可，但要想更廣泛實(shí)用,，還需要技術(shù)的成熟,。

技術(shù)如果想有所突破，首先得有一大批感興趣的人,，學(xué)生無疑是最好的群體,。這個(gè)時(shí)期學(xué)生群體的好奇心、創(chuàng)造力最強(qiáng),，通過逐漸對(duì)技術(shù)進(jìn)行研究,，提出自己的想法和創(chuàng)意，再加上不斷發(fā)展技術(shù)的力量,，這必將反哺3D打印產(chǎn)業(yè),，促進(jìn)3D打印技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

無論是3D打印對(duì)教育的促進(jìn),，還是教育對(duì)3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展的反哺,，都讓我們看到3D打印這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)強(qiáng)勁的生命力和巨大發(fā)展前景，在信息技術(shù)瞬息萬變,，前沿科技層出不窮的當(dāng)下,，“激發(fā)創(chuàng)造力、重在體驗(yàn)性”是教育領(lǐng)域信息技術(shù)課程改革的核心理念,，讓學(xué)生在新的體驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)造力和享受學(xué)習(xí)的樂趣,，必將點(diǎn)燃“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的未來之光,。
來源：廣田研究院

說的很好,，不過目前國內(nèi)的3D打印,，都沒有一個(gè)具體的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在未來的幾年內(nèi),，希望國家能給予生產(chǎn)商和相關(guān)培訓(xùn)公司一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),。相信這樣才能推動(dòng)我國的3D教育事業(yè)