3D 打印技術(shù)在校園的應(yīng)用

徐嘉貞 臺州學(xué)院

引言

自2016 年教育部提出“在有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在各種新的教學(xué)模式中的應(yīng)用”后，STEAM 教育正式進入群眾的視野。在時代的發(fā)展下，教育局限在理論研究遠遠不夠，課程創(chuàng)新給中小學(xué)校園提出了一個又一個難題，而在3D 技術(shù)發(fā)展的前提下，這些難題在一定程度上得到了解決。3D 技術(shù)融入教育，不僅僅是滿足實踐課程的需要，更能融入各學(xué)科，解決常規(guī)課堂的局限性。

1 3D 技術(shù)進校園的需求分析

3D 打印教育的教育對象以青少年為主，面對這一群體，新鮮好玩的3D 教育課程模式、自主動手制作DIY 等會引發(fā)學(xué)生極大的興趣。在2016 年二胎政策落地后，青少年的市場越來越好，給孩子良好的教育已經(jīng)成為了許多家長迫切的需求。隨著時代的不斷進步，從小培養(yǎng)孩子們的創(chuàng)造力和藝術(shù)創(chuàng)作能力逐漸成為青少年教育的核心，再加上國家對青少年科技創(chuàng)新的逐步重視和相關(guān)政策的扶持，吸引著家長的投資。通過發(fā)放問卷和走訪調(diào)查等形式發(fā)現(xiàn)，94.74%的家長贊成3D 打印技術(shù)融入教學(xué)，大部分教師認為3D 打印技術(shù)進校園是個不錯的想法，目前也有一些中小學(xué)已經(jīng)引進了3D 打印筆，但3D 打印筆對編程思維有些局限性，3D 打印技術(shù)進校園恰好滿足學(xué)校實踐操作課程的需要。

2 3D 技術(shù)在教育行業(yè)的發(fā)展動態(tài)

在教育領(lǐng)域中，3D 打印技術(shù)的價值和應(yīng)用已經(jīng)引起了國內(nèi)外政府和組織的重視，上海、廣東、青島等地區(qū)已經(jīng)將3D 打印技術(shù)引進教育領(lǐng)域，并針對其教育價值進行了系統(tǒng)研究，得出了一些教育成果。先進地區(qū)的青少年活動中心已經(jīng)配備了3D 打印機和掃描儀，同時定期邀請技術(shù)專家進行講解教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計產(chǎn)品。國外對于3D打印的技術(shù)研究較早，美國在20 世紀初就以項目的方式在高中階段推進3D 打印技術(shù)；英國在“人類的學(xué)習(xí)可以通過制造和分享的過程產(chǎn)生”的教育理念下，教育部等機構(gòu)同3D 打印機廠商協(xié)調(diào)合作，為校園內(nèi)的3D 打印教育提供技術(shù)支撐。

3 3D 技術(shù)進校園的可能存在的問題及解決途徑

3D 打印技術(shù)在教育行業(yè)可以說是新興技術(shù)，它的教育標(biāo)準(zhǔn)并沒有完全建立，流通在各個地區(qū)和學(xué)校的3D 打印機的質(zhì)量也參差不齊。從教學(xué)質(zhì)量上看，3D 打印相關(guān)的實踐課程，其質(zhì)量、安全、教育適用性等方面都沒辦法得到保障；從教育資源來看，不論是課程理論、教學(xué)案例還是授課老師，都十分匱乏；從教育資金來看，3D 打印軟件及其相關(guān)實驗室的配套設(shè)施費用需求大，部分學(xué)校配備能力不足，沒辦法滿足發(fā)展需要。

從教學(xué)質(zhì)量上來看，關(guān)注國家相應(yīng)的政策方針，在長期合作的情況下保證3D 打印機的售后保障工作，分年級、分班級試點教學(xué)；從教育資源上來看，學(xué)?？梢越Y(jié)合當(dāng)?shù)厍嗌倌陮m和科技場館，自主培養(yǎng)教師團隊，編寫教材；從教育資金來看，借助國家對3D 打印等科技創(chuàng)新行業(yè)的重視和鼓勵，迎頭而上，借助政策向政府爭取場地支持。

4 3D 打印技術(shù)進校園的應(yīng)用

3D 打印教育是3D 技術(shù)和教育的結(jié)合體，注重的是人才創(chuàng)新及學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。學(xué)生主動地動手完成自己感興趣的項目，創(chuàng)造新事物，獲得新技能。這與現(xiàn)下推行的“做中學(xué)，玩中學(xué)”的理念相吻合，引發(fā)了越來越多教育者的思考和共鳴。在校園內(nèi)，3D 打印技術(shù)不僅是綜合實踐課程的選擇之一，也能輔助學(xué)生在學(xué)習(xí)中找到興趣，通過自己動手、動腦來獲取學(xué)科知識。

4.1 與地理學(xué)科相結(jié)合

學(xué)生可以通過信息技術(shù)課堂上學(xué)到的3D 建模，設(shè)計出地理模型，如山脈、地形等。教師把這一技術(shù)應(yīng)用到地理課上，有利于把枯燥的知識點轉(zhuǎn)換成時間活動，直觀地加深地理記憶，升華課本知識。

4.2 與美術(shù)學(xué)科相結(jié)合

美術(shù)主要培養(yǎng)的是學(xué)生學(xué)生的鑒賞、創(chuàng)造、聯(lián)想等能力。3D 打印技術(shù)與美術(shù)學(xué)科相結(jié)合，通過美術(shù)創(chuàng)意及3D 技術(shù)，將紙上的作品用3D 建模做出來，再打印出來，可以創(chuàng)造出更精美的作品。又或是涂色、描繪這樣簡單的描色工具。也會讓美術(shù)作品更具價值。

4.3 與數(shù)學(xué)學(xué)科相結(jié)合

數(shù)學(xué)中立體幾何屬于抽象的知識，讓學(xué)生自己動手操作模型，把抽象的東西變成實實在在的無題，很多問題就會迎刃而解。像對稱軸、坐標(biāo)系等等知識也會相對清晰。

5 結(jié)語

由于兒童好奇心的趨勢，3D 打印技術(shù)在校園中的應(yīng)用遠不止于此，學(xué)生可以突破限制，為教育的發(fā)展提供無限可能。盡管3D 技術(shù)在教育行業(yè)還存在著一些問題，但在經(jīng)濟發(fā)展，教育學(xué)科門類日趨發(fā)展的今天，普及教育已經(jīng)成為人們的共識，如今人們更加相信知識的力量。人們尤其是家長群體在這個經(jīng)濟科技快速發(fā)展的時代中更加希望自己的孩子擁有極大的創(chuàng)造能力和動手操作能力，這種改變將會使人們更加容易接受3D技術(shù)教育課堂，為該教育模式提供的便利條件。