3D打印技術(shù)的教育創(chuàng)新初探

常 偉 （江蘇宿遷學(xué)院與傳媒學(xué)院 223699）

3D打印技術(shù)的教育創(chuàng)新初探

常 偉 （江蘇宿遷學(xué)院與傳媒學(xué)院 223699）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，3D打印技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。3D打印走進(jìn)教育課堂已經(jīng)成為一種常態(tài)，創(chuàng)新課堂教學(xué)模式，制作生動(dòng)有趣的教學(xué)課件，推動(dòng)3D打印技術(shù)的不斷深入改革。3D打印走進(jìn)課堂有利于提高學(xué)生的理解能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，目前，3D打印教育的應(yīng)用還沒(méi)有完全普及，老師應(yīng)該發(fā)揮領(lǐng)軍人的角色，深入開(kāi)展3D打印教育，推動(dòng)教育的不斷創(chuàng)新與完善。

3D打??；教育；創(chuàng)新

宿遷學(xué)院2016年?？蒲谢鹨话沩?xiàng)目：產(chǎn)品設(shè)計(jì)中3d打印技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐研究。項(xiàng)目號(hào)：2016KY14

3D打印技術(shù)是一種快速成型的新型技術(shù)，以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，使用類似塑料的可粘合材料，通過(guò)一層一層打印出來(lái)，從而構(gòu)成物體的一種技術(shù)。3D打印技術(shù)已經(jīng)深入影響到各行各業(yè)，未來(lái)3D技術(shù)的大規(guī)模發(fā)展與制作已經(jīng)完全有可能發(fā)生，在建筑設(shè)計(jì)、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、汽車、教育等領(lǐng)域都有所涉及。

隨著3D打印技術(shù)的持續(xù)推動(dòng)與完善，它在教育方面的使用越來(lái)越頻繁。3D打印教育的發(fā)展是教育的一種創(chuàng)新，為大家的學(xué)習(xí)提供了支持，為傳統(tǒng)教育的改革發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)。怎么將3D打印技術(shù)更加有效地使用到學(xué)習(xí)教育上，創(chuàng)新教育模式，還需要研究者更加深入的探究。

一、3D打印技術(shù)的原理與特點(diǎn)

（一）3D打印技術(shù)的原理

3D打印其實(shí)就是三維打印，簡(jiǎn)單理解就是按照設(shè)計(jì)好的空間模型，用粉末一層一層的堆積而成的一種技術(shù)。3D技術(shù)是建立在二維打印技術(shù)的基礎(chǔ)上，再增加一維，和多數(shù)普通打印機(jī)一樣，先在一個(gè)平面上將塑料或者金屬等粉狀材料打印出來(lái)一層，緊接著需要粘住這些可黏合的打印層，一層一層都粘起來(lái)。堆積好每一層的圖形和文字，一個(gè)三維物體就這樣完成了。這就和建筑師建造房屋是一樣的，堆積一層又一層的磚塊，無(wú)數(shù)個(gè)磚塊累積在一起，就形成一個(gè)立體的房屋了。

（二）特點(diǎn)分析

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，3D打印技術(shù)主要有以下特點(diǎn)：

3D打印技術(shù)可以不用除去邊角材料，材料的使用率得到了提升，這樣就大大的減少了浪費(fèi)，節(jié)省原材料，從而成本得到了很好的控制；還可以提高產(chǎn)品的精度和復(fù)雜程度，傳統(tǒng)方法制造不出來(lái)的、非常復(fù)雜的制件，3D打印技術(shù)都可以制作并且可以不再需要傳統(tǒng)的生產(chǎn)工具，就能直接把計(jì)算機(jī)上的任意形狀的三維CAD圖形制作成實(shí)物產(chǎn)品，它還非常有效地減少了產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間；3D打印不再需要固定的制造車間，減少了成本，也具有分布式生產(chǎn)的特點(diǎn)；3D打印能在極短的時(shí)間內(nèi)制作完成，讓研發(fā)人員實(shí)現(xiàn)了從平面圖到實(shí)體的質(zhì)的飛躍；當(dāng)然，它也能打印出成品，所以它極大地減少了組裝成本，在必要的時(shí)候甚至可以挑戰(zhàn)大規(guī)模生產(chǎn)方式。

二、3D打印技術(shù)的教育應(yīng)用

（一）3D打印教育應(yīng)用項(xiàng)目

在當(dāng)代社會(huì)，一些國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始探索、研究3D打印技術(shù)在教育方面的應(yīng)用。英國(guó)教育部在2012年至2013年之間，以21個(gè)學(xué)校為測(cè)試點(diǎn)，開(kāi)始研究3D打印技術(shù)在數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)課程、工程和物理等方面的應(yīng)用，探索3D打印技術(shù)在教育課堂的使用，開(kāi)始教育創(chuàng)新初探。該項(xiàng)目與英國(guó)物理學(xué)會(huì)、3D打印機(jī)廠商Makerbot以及全國(guó)數(shù)學(xué)創(chuàng)優(yōu)中心進(jìn)行合作，為參與的學(xué)校提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持，學(xué)校定期進(jìn)行成果反饋并且分享3D打印教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)。

3D打印技術(shù)在上海也走進(jìn)教學(xué)課堂，靜安區(qū)青少年活動(dòng)中心創(chuàng)意夢(mèng)工廠安裝打印機(jī)設(shè)備，老師講打印技術(shù)引進(jìn)課堂，使得課堂教學(xué)生動(dòng)有趣，學(xué)生獲得更加直觀、真實(shí)的體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新體驗(yàn)，3D打印技術(shù)進(jìn)入課堂已是大勢(shì)所趨。

（二）3D打印教與學(xué)的應(yīng)用

3D打印技術(shù)提供了媒體設(shè)備儀器，開(kāi)創(chuàng)新型的教與學(xué)的課堂模式。從教師、學(xué)習(xí)者和教育發(fā)展等角度進(jìn)行分析，3D有利于老師制作個(gè)性化課件、模型，學(xué)習(xí)者更加深入的理解，推動(dòng)教與學(xué)的發(fā)展。

事實(shí)證明，傳統(tǒng)教育的課程理論性太強(qiáng)，要求學(xué)生死記硬背，學(xué)生學(xué)習(xí)沒(méi)有積極性，失去學(xué)習(xí)的興趣，3D打印技術(shù)可以讓課堂教育更加生動(dòng)活潑，讓學(xué)習(xí)知識(shí)更加立體的展示出來(lái)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，它是一種視覺(jué)和觸覺(jué)并重的學(xué)習(xí)方式，具有很強(qiáng)的吸引力，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生不再是僅僅觀看黑板上的文字與圖形，而是可以通過(guò)3D打印技術(shù)展示三維模型，吸引學(xué)生的注意力，加深印象，使得學(xué)生更加透徹地學(xué)習(xí)知識(shí)，讓學(xué)習(xí)深入到腦海中，牢記知識(shí)點(diǎn)。英國(guó)教師懷特戴夫曾經(jīng)說(shuō)過(guò)這樣的一句話，假如你可以抓住學(xué)生的想象力，就能抓住學(xué)生的注意力。

教育只有不斷的與時(shí)俱進(jìn)，才能取得進(jìn)步。近兩三年，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的學(xué)校開(kāi)始將3D打印技術(shù)應(yīng)用于課堂，教師在3D打印技術(shù)的應(yīng)用中起到至關(guān)重要的作用，其一，老師是3D教育的使用者，需要用它制作教學(xué)課件，其二，教師要設(shè)計(jì)3D打印課堂，不僅僅要求老師自身需要較高的3D打印技術(shù)，還要幫助引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)。所以說(shuō)教師也是3D打印技術(shù)應(yīng)用于教育的一個(gè)主導(dǎo)因素。

3D打印技術(shù)引用到課堂，學(xué)生的親身體檢更加主觀、有趣，學(xué)生可以參與到課堂的各個(gè)環(huán)節(jié)，既可以不斷的提出問(wèn)題，也會(huì)在過(guò)程中不斷的解決問(wèn)題，而老師也在與學(xué)生探索問(wèn)題的過(guò)程中不斷成長(zhǎng)，老師與學(xué)生的關(guān)系更像是合作者。這樣的教育模式培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高了學(xué)生的參與能力，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

三、結(jié)語(yǔ)

3D打印應(yīng)用到教育領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)教育改革的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，能提高學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新能力，訓(xùn)練學(xué)習(xí)者的實(shí)踐動(dòng)手能力，基于3D打印的學(xué)習(xí)是一種極其有生動(dòng)且富有意義的教學(xué)方式，相信在未來(lái)越來(lái)越多的學(xué)校會(huì)使用3D技術(shù)，不僅僅是在教育領(lǐng)域，甚至未來(lái)會(huì)拓展到各個(gè)領(lǐng)域。

[1]趙中建.為了創(chuàng)新而教育[N].中國(guó)教育報(bào)，2012（07）.

[2]王飛躍,從社會(huì)計(jì)算到社會(huì)制造：一場(chǎng)即將來(lái)臨的產(chǎn)業(yè)革命[J].中國(guó)科學(xué)院院刊，2012（06）.

[3]（美）利普森，（美）庫(kù)曼著.賽迪研究院專家組譯，3D打印從想象到現(xiàn)實(shí)(M),中信出版社，2003（03）.

[4]李青,王青，3D打?。阂环N新興的學(xué)習(xí)技術(shù)(J),遠(yuǎn)程教育雜志，2013（06）.

[5]信息化2013地平線報(bào)告（高等教育版）(J),北京廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（02）.

常偉，男，1979年出生于安徽臨泉，中共黨員，江蘇宿遷學(xué)院與傳媒學(xué)院講師，江蘇裝飾裝修協(xié)會(huì)理事，南京師范學(xué)院藝術(shù)碩士，發(fā)表數(shù)篇核心論文及作品，