揭秘：3D打印如何與中小學教育有機結合

3D打印技術，被普遍認為是第三次工業(yè)革命重要標志之一，由于它可在短時間、簡工藝程序下制作出結構復雜、尺寸精細、性能特殊的藝術模型、零部件等，所以它如雨后春筍般的應用在工業(yè)制造、生物醫(yī)療、建筑工程、科學研究等領域中。打印汽車，打印骨骼，打印房子……關于這項技術的神奇應用時常見諸報端網絡，走進課堂，3D打印技術又會帶來什么？

今年2月，國家工信部出臺《國家增材制造產業(yè)發(fā)展推進計劃（2015-2016年）》，指出要加快3D打印技術在兒童創(chuàng)新教育中的應用：“組織實施學校增材制造技術普及工程，在學校配置增材制造設備及教學軟件，開設增材制造知識的教育培訓課程，培養(yǎng)學生創(chuàng)新設計的興趣、愛好、意識，在具備條件的企業(yè)設立增材制造實習基地，鼓勵開展教學實踐�！�

發(fā)達國家的3D打印技術早已進入教育領域。在美國，幾乎所有的大中小學已經開設了3D打印的課程。通過對青少年進行3D打印創(chuàng)新意識、技術手段的培養(yǎng)，3D打印成為“美國智造”的有力手段，成為中美制造業(yè)競爭的重要砝碼。

我國3D打印在教育領域的應用雖然還處于起步階段，但隨著3D打印機在我國逐步降低門檻和應用領域的擴大，這部神奇的及技巧再度受到大眾關注。目前3D打印機已經被引入一些中小學及高�？蒲袡C構，尤其在基礎教育領域已開始投入教學。

走在創(chuàng)新最前端的深圳，早已開始探索3D打印與教學的結合實踐。南山實驗小學，南山外國語學校，育才二中，蛇口學校，月亮灣小學，麗湖中學，同樂學校，珠光小學，深圳小學，明德實驗學校等等，均已加入3D創(chuàng)客聯(lián)盟，在新的技術革命下大膽創(chuàng)新，嘗試開設3D打印課程，豐富中小學階段信息技術學科的內容，激發(fā)學生的創(chuàng)造力和培養(yǎng)思考能力。

由于3D打印技術能實現(xiàn)虛擬世界與實體世界的有機結合，3D打印機進校園將使得學生在創(chuàng)新能力和動手實踐能力上得到訓練，將學生的創(chuàng)意、想象變?yōu)楝F(xiàn)實，將極大發(fā)展學生動手和動腦的能力，從而實現(xiàn)學校培養(yǎng)方式的變革。我們預計，未來3-5年，國內基礎教育、高中教育甚至高等教育領域中對3D打印課程的需求將大量出現(xiàn)，它將作為一門實踐3D打印技術的新穎課程脫穎而出。

3D打印將顛覆傳統(tǒng)教育方式

事實證明，一些在傳統(tǒng)教育中表現(xiàn)不好的學生，主要是因為所學的課程理論性太強，沒有興趣，死記抽象概念讓學生通過了考試，但考試過后就很快忘記了，3D 打印機可以讓枯燥的課程變得生動起來，它是一種同時擁有視覺和觸覺的學習方式，具有很強的誘惑力，在觸覺學習中，學生不是在黑板或顯示器上簡單地看文字或圖形，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，使學生不再遺忘所學的課程。

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

3D打印如何與中小學教育有機結合？

1、開設3D打印選修課，普及3D打印技術。在課堂上設立簡單的3D打印課程，介紹3D打印技術本身。專門針對中小學生，選擇一些簡單的模型作為課程教育工具，比如下面這樣的簡單模型，成型時間控制在一小時以內：

2、以老師為目標對象的教學工具打印，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構來幫助學生觀察和學習；

化學課，3D打印的復雜分子結構更便于學生學習觀察；

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生理解歷史真相；

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

3、指導學生學習三維建模。

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

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

5、設立3D創(chuàng)意實驗室或體驗基地，為學生提供一個感受尖端科技、寓教于樂的DIY體驗中心。

學生們可以通過參觀3D打印工廠了解除課堂桌面級打印機以外更高級的工業(yè)級3D打印機工作原理，提高對創(chuàng)新技術的認知，并通過自己親手實踐來打印屬于自己的個性化創(chuàng)意作品。

但是，目前3D打印引進校園還存在以下瓶頸：

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

2、目前國內針對學生的教材不完整，教育方案不夠系統(tǒng)化；

3、配套設備比較昂貴；

4、目前3D打印技術在建模等軟件操作方面有一定的技術壁壘，對學生學習有一定的難度。

正因為如此，3D打印除基本教育服務外，又將衍生出更多的產業(yè)市場：
1、3D打印教育培訓：培養(yǎng)優(yōu)秀3D打印人才，給學校提供師資資源；

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

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

3D打印對教育的促進并不是單向的，反過來，向教育領域的滲透又能推動3D打印技術的進化。

無論是網絡化遠程生產，或是智能化制造，前提都是技術的支撐，目前3D打印在開模和工藝品制造等個性化需求領域的應用尚可，但要想更廣泛實用，還需要技術的成熟。

技術如果想有所突破，首先得有一大批感興趣的人，學生無疑是最好的群體。這個時期學生群體的好奇心、創(chuàng)造力最強，通過逐漸對技術進行研究，提出自己的想法和創(chuàng)意，再加上不斷發(fā)展技術的力量，這必將反哺3D打印產業(yè)，促進3D打印技術的進一步發(fā)展。

無論是3D打印對教育的促進，還是教育對3D產業(yè)發(fā)展的反哺，都讓我們看到3D打印這項創(chuàng)新技術強勁的生命力和巨大發(fā)展前景，在信息技術瞬息萬變，前沿科技層出不窮的當下，“激發(fā)創(chuàng)造力、重在體驗性”是教育領域信息技術課程改革的核心理念，讓學生在新的體驗中培養(yǎng)創(chuàng)造力和享受學習的樂趣，必將點燃“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，不過目前國內的3D打印，都沒有一個具體的標準和規(guī)范，在未來的幾年內，希望國家能給予生產商和相關培訓公司一個統(tǒng)一的標準。相信這樣才能推動我國的3D教育事業(yè)