3D打印课程在中小学素质教育中的意义探析论文

3D打印课程在中小学素质教育中的意义探析论文（精选7篇）

3D打印课程在中小学素质教育中的意义探析论文 篇1

摘要：目前, 3D打印课程已在全国中小学中广泛开展。本文首先介绍了3D打印课程在中小学素质教育中的意义, 并以南通理工学院3D打印技术研究所开展中小学素质教育为例, 探讨了3D打印课程如何在中小学素质教育中进行应用。

关键词：3D打印; 素质教育; 中小学;

我国一直致力于中小学生的素质教育的探索和应用。素质教育的核心是人自身的创新, 中小学生在创新的活动中在获取知识的同时还能得到身心的深层变化, 也就是素质得到提升。3D打印, 又称为增材制造 (AM) , 作为第三次工业革命最具标志性的技术已广泛应用于工业、医学、航空航天、教育等行业。3D打印是一种以数字CAD模型为基础, 通常采用逐层堆积的方式将线材、粉末等材料直接制造出三维实体的技术。近年来, 3D打印课程在全国各地中小学中广泛的得到了开展, 越来越多的学校参与到将3D打印课程应用到中小学创新素质教育改革热潮中来。

3D打印课程在中小学素质教育中的意义探析论文 篇2

一、系统组成

图1为小组评价系统, 其中的任务模块由中心圆区向边缘依次为:主题任务、我的构思、需要的材料和资料、遇到的问题及解决方法、任务成功、我的拓展等。

二、应用实例

以笔者的一堂以“我爱音乐生活”为主题的3D打印课为例。

(1) 课程开始, 笔者将写有课程主题的“我的音乐生活”任务书放入小组系统中心圆中并分发到各小组。同时每位学生取一组任务模块。

(2) 打开任务书后, 各小组成员开始进行课程任务。首先进行“我的构思”环节。有的学生想到打两个底部封口的圆筒并用线连接, 一个唱一个听;有的想到打八音盒, 将八音盒模块放入其中;有的想到打印带平板手机支架功能的有源音箱;等等。这是学生们在进行创造性思考。进行简单的可行性认定后, 学生将“我的构思”模块放入小组系统中的对应位置并将构思写进报告。

(3) 在“需要的材料和资料”环节, 需要什么颜色的打印材料、预计需要多少材料、需要查找什么样的专业资料都由学生自己思考, 可以请教组员和教师。以“有源音箱”的构思为例:在可挑选的情况下选择作品颜色, 设计体积多大的音箱, 需要几个喇叭, 需要电池盒还是稳压电源, 如何进行线路的连接, 需要涉及什么电路知识等。这些可以通过自我设计、上网查找资料、与同学和教师讨论完成。完成这些准备工作后, 将“需要的材料和资料”任务模块放入对应位置, 并写入报告。

(4) 开始建模。在建模过程中, 首先是完成设计目标的建模。在打印前思考能否实现打印成品。因为在目前阶段, 由于材料、打印机功能等的限制, 并不一定能完美地打印出设计作品, 比如球体、超过一定临界角度的作品等。这些可以在小组论证后, 在教师的审核下完成。如果设计中出现不能打印作品的问题, 但能通过技术手段或调整打印顺序、改变拼接方式等方法解决, 将以上内容写入报告并将“遇到的问题及解决方法”模块放入对应位置。

(5) 顺利打印成功并配装有源音箱后, 将“任务成功”模块放入对应位置。

(6) 任务完成。此时, 进行过程反思并可由教师进行启发:一个喇叭声音略显单薄, 能否实现双喇叭?能否将灯光效果引入作品?比如利用声控?造型除了设计成鲸鱼式样还能设计成什么?等等。由学生完成拓展环节, 记入报告, 并将最后的“我的拓展”模块放入对应位置。教学第一步骤完成。

(7) 到达规定时间后, 进行小组讨论。就成功作品由制作者进行介绍, 其余学生进行点评, 从设计、制作、应用到拓展均进行详细论证, 并由制作者详细记录和整理。未完成该学习任务的学生将自己遇到的问题交由大家进行讨论, 集思广益, 设计出合理合适的作品方案, 并记录在案。

(8) 每小组选出一位学生携带自己的作品 (或未完成) 上讲台向全班进行宣讲。宣讲内容包括构思过程、需要的知识储备、设计过程及遇到的问题, 以及自己对于拓展内容的阐述。教学第二步骤完成。

(9) 教师收集小组系统数据 (个人完成任务情况, 包括几人全完成、未完成的在哪个步骤失败) 并进行汇总, 显示在班级评价系统中。这样, 小组详细数据、班级详细数据均通过系统直观呈现。简单点评后, 留存学生报告, 将班级评价系统及任务书放入圆桶中, 与上一次任务完成后的全班评价系统进行连接, 这样小组横向数据对比和班级历史数据对比可以立刻直观显示。完成教学任务评价后, 可在学生们的“我的拓展”模块中寻找共性内容进行整理挖掘, 继而采用课堂或课后兴趣任务的方式留至下一次的任务布置。完整的“多功能教学实时评价系统”应用过程结束。

三、系统作用

1. 直观显示教学相关数据

如何直观地显示教学相关的数据一直是教育教学中的重要探索方向。数据能准确反映教师教学、学生学习的情况, 以及共性问题、教学任务难易程度和适用性等, 这些在以往都会以一种很复杂的报表方式显示甚至是不能显示。而该系统的使用, 不但能直观反映各小组的数据情况, 甚至可以利用留存的以往课程评价系统对班级某一个阶段 (或全阶段) 学习进行有效数据分析, 并重点关注特定学生或大家的共性问题, 及时对应解决。

2.激发学生的兴趣和竞争意识

该系统通过自己设定任务步骤并进行自我考核的方式进行学习, 让学生真正成为学习的主人;能及时直观地反映学生的学习情况, 有利于通过直观的比较激发学生你追我赶的竞争意识。

3.强化团队合作意识

该系统的考核是以小组为单位的考核, 小组的完成情况一目了然。通过小组辩论方式可以拓展完成任务学生的思维宽度, 提升未完成任务学生的思维深度, 灵感大家找, 问题大家想。由小组成员共同选举代表向全班进行汇报, 充分体现了民主和集体智慧的结晶。

4.培养正确的思维方式

通过教师预先设定的主题任务、我的构思、需要的材料和资料、遇到的问题及解决方法、任务成功、我的拓展等步骤顺序解决学习任务, 培养学生正确的思维方式和习惯, 更可以根据教学任务的不同设计个性化的任务模块的内容和顺序, 并可根据模块的预定顺序进行逆向思维, 推导出新的主题任务 (拓展部分) , 学生的创新思维、逻辑思维、逆向思维、发散性思维等都可以得到培养和强化。

5.培养严谨的技术文档撰写基础

熟练撰写技术文档是需要从小培养的科学素养, 这反映了文档撰写者缜密的思维和严谨的态度。按照该系统的设计, 学生们每一个步骤的详细记录即可成为一篇合格的实践报告和计划方案, 根据任务的需要, 可以在任务模块中添加或删除, 形成形式多样、针对性强的文档资料。

6. 灵活掌握教学强度

根据以往课程评价系统的数据反映和任务的难易程度, 可以让学生全部或部分完成新的教学任务, 调整教学时间和评价要求, 使教学更加有针对性。

7.小组成员安排灵活多变

小组系统中可以根据各个学校不同班级人数和要求, 采用不同数量的设计。可应用在混合教学、兴趣班、俱乐部等不同场所, 使学生的归属感更强, 并可根据小组系统反映出的各组员受教情况灵活安排人员。

8.充分体现多元化评价

根据学生在系统中的直观表现和报告中的内容显示, 学生的个性化特点也得到展示。有些孩子强于设计, 有些孩子强于技术应用, 有些孩子在文字方面有特长, 有些孩子则在逆向思维中体现了优势。这些都为多元化评价提供了支撑, 如果将具有不同特点的孩子进行有机组合, 更能取得令人满意的成绩。

四、结束语

在3D打印课程教学中, 笔者采用该系统进行教学以来, 取得了满意的效果。数据的实物化、直观化, 使得课堂引导和讨论更加有效, 教学任务的制定更加具有针对性, 学生的实践报告越来越丰富和严谨, 每一次的任务完成都有显著的进步, 课堂评价体系也在不断完善和强化。随着3D打印技术等信息技术的不断发展, 如何不断发展和变革我们的课堂教学及评价手段以及数据化直观显示过程, 是我们需要持续重视和不断探究的重要课题, 与国际接轨培养具有全球视野的多元化科技人才是我们的共同责任。

参考文献

[1]严大虎, 姚晓慧.信息技术课堂有效教学策略探索[J].教学与管理.2011 (33) :151-152.

[2]王月圆, 杨萍.3D打印技术及其发展趋势[J].印刷杂志, 2013 (4) :10-12.

[3]游清治.第三次工业革命和3D打印技术[J].新疆有色金属, 2013 (1) :105-108.

[4]郭振华, 王清君, 郭应焕.3D打印技术与社会制造[J].宝鸡文理学院学报:自然科学版, 2013 (4) :64-70.

3D打印课程在中小学素质教育中的意义探析论文 篇3

在不久的将来，小学创新课程必然会因为3D打印技术的普及而展现出全新的形式。本文列举中国小学课外创新课程的发展现状，以厨艺课程结合低成本3D打印为出发点，设计出3D打印创意课，以展示北京服装学院小学项目的应用创新与实践成果。

关键词：

古北京 3D打印 食物DIY 儿童厨艺 小学课外活动

一 小学课外活动的发展现况

中国现有的小学课外活动课程大约涵盖了综合绘画、趣味数学、黏土制作、花卉种植、烹饪厨艺、音乐、体育等。以北京总学生人数为400多人的三里屯小学为例，参与课外活动课程的学生人数只有59.6%（图1，图2）。

在2015年，教育部将鼓励有条件的中小学按总课时的11%开设艺术类课外课程（xin，2014）。虽然政府鼓励学校开设课外课程，但在数量上还是不够多，从校外培训机构和校内开设的课程的对比显示，校外培训机构开设的课程在数量上远远高于各小学，而且普遍受到学生们和家长们的欢迎。以上数据显示小学课外课程缺乏的事实，也意味着它有着很大的发展空间。

1.1儿童3D打印成为儿童教育热议话题

最近，儿童3D打印作为课外活动课程成了一股热门而且备受关注的新闻。去年底，名为“南极熊3D打印网”的教育公司推出针对中小学的3D打印教材《神奇的3D打印》（图3），标志着中国儿童3D打印教育的开始，在3D打印还并不为很多人了解的中国，“南极熊3D打印网”作为“中国第一本3D打印入门教程”，为中小学科技教育注入了一股崭新活力（Phoenix，2014）。同年七月，一个名为Printeer的儿童3D打印机在美国众筹网站出现了，这台面向中小学的3D打印机的零部件可以透过本身机器打印让孩子们自己组装（图4），同时容许任何年级的孩子们参与制作，让孩子们接触3D打印的时候，从机器本身的组装开始学起（Krassenstein，2014）。

二 3D打印进入北京小学的课外活动

3D打印技术被誉为“第三次工业革命的重要生产工具”，在教育领域中的发展将会在未来几年中逐渐普及。新媒体联盟（New Media Consortium，NMC）在2013年地平线报告中，首次将3D打印技术列为教育领域未来4-5年内普及应用的创新型技术。当前3D打印不再是成人设计师的专有权利了，越来越多新闻显示，儿童3D打印教育正在逐步往科技馆、博物馆、学校等地开展（Pringle，2015）。美国的3D System公司于2014年实施了MAKE.DIGITAL计划，该计划提供集成了工具、软件和课程等各种资源的完整系统，从而逐步形成了成熟而健全的3D打印教育体系，使各个层次的学生和教育机构都能从中受益。诸如此类的丰富特色课程资源和产品，将3D打印以一种简单、有趣的方式带入小学课堂。

2.1小学课外活动课程引进3D打印技术

胡迪科普森（Hod Lipson）所写的《3D打印：从想象到现实2013》（Fabricated：The New World of 3D Printing 2013）一书中提到了“边学边做”的这个新的课程概念。3D打印技术进入小学课外活动课程具有很多优势，首先它可使课堂上原本所教授的内容变得新颖，让“一面学一面动手做”的课程成为可能，同时也有利于一些不同学科的知识进行整合，培养学生的综合素质，如设计能力，批判性思维，问题解决能力等，逐步上升到抽象的学习经验。

2.23D打印技术应用在北京的小学做了什么？

2014年12月北京市政府的“3D打印机播种计划”开始启动，各小学纷纷开设了3D打印体验课程，北京市目前已经有数十所小学配备了3D打印。中国3D打印创新教育工作组委会计划以北京大中小学为起点，捐赠10万台打印机，并且逐步扩张到全国范围（中国新闻网，2014）。（图5）

除此之外，民间的商业化打印课程也开始逐步往小学校园内推展，成为这波儿童3D打印教育的先驱，像苏必利尔儿童乐园，嗨屋3D打印体验店等相关的3D打印培训机构，已经在多所小学开设了3D打印工作坊课外活动课程。

2.3使用3D打印技术来辅助课外儿童厨艺课

如同“3D打印工作坊”，“儿童厨艺课”也是课外活动课程的一个新的方向，它让学生们认识各种食材、学会食品烹饪过程、了解食物营养搭配、并且透过食物设计与食物装点了解进食文化。北京这样的一线城市里，各种不同的私人教育机构也有着自己的儿童厨艺课，它们是“亲亲袋鼠儿童”、“北大学园幼儿园”、和“家盒子（Family Box）”等（图6）。家盒子（Family Box）作为定位幼儿与儿童全人教育教育的北京私人儿童教育机构，它的教育目的为了培养孩子的动手和自理能力与增进亲子关系，课程中安排了制作三明治、饼干、蛋挞、冰激凌等环节。让家长主动全程参与、承担家庭教育角色、借此培养儿童创意能力与社会感。

然而，目前中国常见的儿童厨艺课的教学目标和理念都仅专注于传统食物制作，尚未使用3D打印作为辅助教学手段。在美国，3D打印制作DIY食物也没有广泛的用于教学，但是已经有个人尝试使用3D打印来开展食物DIY。一个专注于3D打印创意的Barnacules Nerdgasm网站（图7），在上面有不少关于3D打印创意食物DIY的视频。主持人使用简单的软件制作出有趣好玩的数字模型（模具），然后使用3D打印机快速打印出来，制作出有趣的动物饼干。

三 “丁丁打印”在北京小学的实践

“丁丁打印”是一个以3D打印技术为基础的创新型课程品牌（图7），它是“北服小学工程”的众多课程之一，“北服小学工程”则是北京服装学院的老师们为北京市定点小学所开设的艺术课程、社团与课外活动课程。当前的“丁丁打印”重点放在3D打印DIY食物，在课程当中引导学生运用3D打印工具，制作出食品以及与进食相关的器具，把制作食品与进食的趣味性融入儿童的创造过程中，借此提高学生的学习参与度。

3.1课程设计理念

“丁丁打印”的课程设计理念是从食物与生活的关系出发，再融入3D打印技术。因此，与其说是学习，它更像是一个透过“食物”这个主题来传递生活方式的体验过程。课程进行中，老师将食物的储存（Food Storage）、制作（Food Production）、装点（Food Design）、食用（Food Consumption）等知识点平均分配，让学生们透过学习进行食物的创作。相较于一般3D打印课程，它的课程开始并不特别重视打印物件的设计，而是让学生们更多接触厨艺。这样特殊的课程设计，源于一个简单的思考点，那就是：“我们是否可以将课程的重心放在食物的创作（Create）而非3D打印的创建（Build）”？（图8）

3.2创作（Create）而非创建（Bulld）

在“丁丁打印”的课程尚未正式开展之前，我们曾经尝试使用Paintshop这款3D APP来辅助教学，当时孩子们透过APP设计完后打印出来的物件就只能有戒指、项链、和字体等选项。这些物件和生活的特定主题脱节。Paintshop就好似3D Max这样的建模软件，通用而且干燥，难以和食物产生密切关联，充其量它就是硬件厂商提供的一个创建（Build）模型的工具。

相反，“丁丁打印”的课程设计更希望重视孩子们的“创作（Create）”。如同米兰设计师Astrid Luglioz的作品，去年他在CASAfacile杂志上面发表一系列3D打印食器（Thimmesch，2014），其中的开胃菜台子（Appetizer Holder）设计精巧而且简单。Luglioz的关注点就是饮食与生活的关联，这点和“丁丁打印”的设想不谋而合，课程的学习重点不应该只有3D打印，更重要的是食物设计与生活的关联。

3.3课程安排

从2014年10月开始实施的课程，先后进行了三次，对象是北京市小学五年级学生。利用3D打印食物模具制作食物。在学习过程中，孩子们与家长一起参与制作，一起设计并打印出有趣好玩的小模型来装点自己的食物，分享自己的原创设计。让传统中国食物的制作课程变得充满趣味性和互动性，增强学生们的社交能力和团队协作能力。

不同于其他3D打印课程，“丁丁打印”具备四个创新点（图9），即：

1.亲子参与性（Parental Involvement）

2.娱乐性（Entertaining）

3.强调打印与生活的融合（Printing As Part of Our Life）

4.中国美食文化（Chinese Food Culture）

制作月饼（第—次课程）：（图10）

与中国传统节日中秋节相结合，将传统月饼重新演绎，制作出自己喜欢的不同月饼造型。在实际操作环节的创新点在于学生们可以在现有的3D打印制作出的月饼模具中，选择自己喜欢的模具来制作月饼，而非传统的月饼制作模具。在糕点老师的指导下，学生自己制作出不同口味的月饼，烘烤成型后献给现场参与课程的父母们品尝，并父母们体会了孩子的感恩和他们劳动的价值。（图11）

制作年糕（第二次课程）：

将中国食物文化重新演绎，制作出创意节气点心，让学生在学习3D新技术的同时更加深入地了解中国传统节气食物文化的精髓。实际操作环节的创新点在于学生不但可以利用手中的3D打印模具制作年糕，而且可以使自己喜欢的3D打印小模型与水果相结合，用综合材料的概念制作出创意年糕。本次课程的3D打印模具的组合与应用变得更加灵活多变，在教学中使学生们获得更多的创作可能性（图12）。

制作蛋糕（第三次课程）：

与翻糖蛋糕的创意制作相结合，打印蛋糕模具、塑性工具等。在课程讲解环节中，更深入地向学生讲解3D打印的详细技术，然后以圣诞节的主题让学生自己从圣诞树上摘下自己喜欢的3D打印食物模具，与手中的蛋糕塑形工具组合搭配，选择自己喜欢的颜色作为蛋糕色素，形成属于自己的制作工具套装。课程加大亲子互动性和趣味性，因此学生、家长、小学老师们协力完成作品（图13）。

3.4课程反馈

我们从参与课程的小学老师以及70多名小学生的反馈里发现，80%以上的学生喜欢3D打印课程的概念，超过90%的学生课程安排感到满意（图14），60%以上的学生更喜欢动手制作食物的环节而非3D打印环节，40%的学生喜欢课程的讲解和问答环节（图15）。总结老师与孩子们的反馈，我们得到以下的重点：

老师与学生对厨艺课程有着很好的评价。

学生倾向于在课程中可以自己动手设计小工具和食物模具。

学生喜欢更生动有趣的课程互动环节，最好能有故事情節。

透过视频讲解3D打印原理的方式得到老师与同学的普遍好评。

老师希望可以做成厨艺之外的3D打印系列课程，并且长期在校园开课。

学校里参与机器人社团的学生，在参与3D打印课程后能够产生浓厚兴趣。

部分学生希望能体验学习到更完整的3D打印过程，进而设计更复杂的模型。

四 总结

随着课程在北京小学的实施，我们希望看到小学生们将可以更轻易地透过自己的手机和PAD构建属于自己的3D数字模型，并最终通过3D打印将自己的设计作品得以实现，低成本3D打印的小学教育将逐步在中国开启。“丁丁打印”，一个以3D打印技术为基础的综合创新课程，将会在2015年开发出更多的食物创意课程，以食物为媒介，把3D打印融入到儿童们未来的生活情景中，成为一种生活工具和手段，让传统的厨艺课程变得丰富而有趣的同时，也提高了儿童的设计思维能力和立体造型能力。

3D打印在教学中的应用研究 篇4

牛一帆

（山东省济宁市技师学院，济宁 272000）

【摘要】3D打印是一种新型的快速成型技术，它以计算机三维设计模型为蓝本，用软件将其离散分解成若干层平面切片，然后由3D打印机将粉末状、液状或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。目前，该技术已在各个领域都得到了广泛的应用。对3D打印的技术原理、特点、发展，3D打印在教学中的应用及作用做了深层次的探讨。最后，针对3D打印在教学中的应用，提出了需进一步思考和解决的相关问题。

【关键词】3D打印；三维模型；逐层叠加；教学创新；创造力；个性化

【中图分类号】G42

【文献标识码】A

Research on Teaching Application of 3D Printing

NIU Yifan

(Jining College of Technician, Jining 272000, China)Abstract: 3D printing technology is a new rapid prototyping technology that 3D model designed by computer is blueprint.3D model is decomposed into several plane layers by software, then pulverous, liquid or filamentous metal, ceramic, plastic, cell tissue and other materials are overlain layer by layer by 3D printer, and eventually physical product is molded.At present, this technology has been widely applied in various fields.Technology principle, characteristics, development and application in teaching of 3D printing are deeply explored.Finally, related problems need to be further thought and solved to application of 3D printing in teaching are put forward.Key words: 3D printing；3D model；overlying layer by layer；teaching innovation；creativity；personality

3D打印（Three Dimensions Printing）是一种新型的快速成型技术，它是以计算机三维设计模型为蓝本，用软件将其离散分解成若干层平面切片，然后由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末状、液状或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品的技术[1]。该技术综合了数字建模技术、信息技术、机电控制技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，是一种具有高科技含量的综合性

本文参与课题项目：山东省济宁市技工教育和职业培训科研课题《高技能人才培养模式研究》，编号：RSJY-Z2014003。应用技术。目前，该技术已广泛地应用于工业产品制造、医疗行业、建筑业、汽车制造业、航空航天、食品、军事等行业[2]。

随着3D打印技术的发展，3D打印在教育领域中的应用也受到了研究者的普遍关注，一些国家和组织也开始对3D打印的教育应用进行探索。《地平线报告》是美国新媒体联盟与美国高校教育信息化协会合作发布的教育领域最有普及潜力的新技术报告。2013年版的《地平线报告》首次将3D打印的教育应用列入了“待普及”的新技术清单，并对3D打印作了较为详细的介绍，报告的编纂者认为，该技术将会在四到五年内普及[3]。

一、3D打印的技术原理和发展现状

（一）3D打印的原理与特点

1.3D打印技术原理

3D打印，又称三维打印，是一种快速成型技术。从3D打印的制作过程出发，可将其分为设计与打印两个阶段。

（1）设计阶段：3D建模

通过goSCAN之类的专业3D扫描仪或是Kinect之类的DIY扫描设备获取对象的三维数据，并且以数字化方式生成三维模型[4]。也可以使用Blender、SketchUp、AutoCAD等三维建模软件从零开始建立三维数字化模型，或是直接使用其他人已做好的3D模型[4]。

（2）打印阶段

在打印阶段，3D打印机对3D模型数据进行逐层分切，通过读取文件中的横截面信息，对分切的每一层进行构建，将这些截面逐层打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。目前，3D打印用到多种技术，最典型的有分层实体制造技术（LOM）、立体光刻技术（SL）、熔融挤出技术（FDM）和选择性激光烧结技术（SLS）四种。3D打印材料主要有尼龙材料、金属材料、石蜡材料、橡胶材料、生物材料、工程塑料、光敏树脂等[4]。

模型打印完成后一般都会有毛刺或是粗糙的截面。这时需要对模型进行后期加工，如固化处理、剥离、修整、上色等等，才能最终完成所需要的模型的制作。

为了帮助普通用户更好地使用3D打印服务，已有一些公司推出了相关的网络服务和移动服务，并使用云计算技术，为用户提供便利的设计和打印服务。在未来社会制造的环境下，大批3D打印机将形成制造网络，并与互联网、物联网无缝连接，形成复杂的社会制造网络系统，实时满足人们的各种需求。

2.特点与不足 与传统制造业的“减材制造技术”相反，3D打印遵从的是加法原则，即“逐层叠加”原则，不再需要传统的刀具、夹具和机床，能实现设计制造一体化，从而大幅降低了生产成本，缩短了加工周期，提高了原材料和能源的利用率，减少了对环境的影响。3D打印可以实现大规模的个性化生产，可以制造出传统生产技术无法制造出的外形,成型产品的密度也更加均匀。可以实现首件的净型成形，大大减小了后期的辅助加工量，避免了委外加工的数据泄密和时间跨度。另外，由于其制造准备和数据转换的时间大幅减少，使得单件试制、小批量生产的周期和成本降低，特别适合新产品的开发和单件小批量零件的生产。

3D打印技术目前也存在很多问题，比如某些行业缺乏宏观规划和引导、企业对技术研发投入不足、打印精度和打印速度不能满足需求等。

（二）3D打印技术的历史与现状

第一台商用3D打印机出现在1986年，但3D打印技术的真正确立是以美国麻省理工大学的Scans E.M.和Cima M.J.等人于1991年申报的关于三维打印专利为标志的[4]。

经历二十多年的探索和发展后，3D打印无论在技术、造价，还是应用领域方面都有了长足的进步。在打印技术方面，目前，主流打印机能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi分辨率的打印精度，较先进的产品已经具备每小时1英寸以上的垂直打印速率，并可实现24位色彩的彩色打印。用于打印的材料涵盖从石料、金属到目前占主流地位的高分子材料，甚至是面粉、蛋白粉等食品原料。目前，已开发出的可打印材料约为14类，可混搭出一百多种耗材。在造价方面，3D打印机的售价正在迅速降低。3D打印的应用领域也在迅速扩张。此外，全球第一家3D打印照相馆也于2013年初在日本开业，用户经过拍照、建模、打印三个阶段，就可以为自己制作一个三维头像。另外，微软Windows 8.1操作系统和Photoshop图像处理软件也已经开始支持3D打印功能。

二、3D打印在教学中的应用研究

（一）3D打印在教学中的具体应用

1.3D打印在各学科教学中的创新应用

3D打印技术作为一种通用的技术，可以应用到大部分的学科中去，涵盖正式学习、非正式学习和培训等类型的教育。下图1是数十个学科领域使用3D打印辅助教学的例子。

图1 3D打印在各学科教学中的应用案例

Fig.1 Application case of 3D printing in each subject teaching

2.3D打印教学应用项目

目前，一些国家和组织已经开始重视3D打印在教育领域中的应用，并开始探索这方面的研究。英国教育部开展了一项为期一年的试验项目（2012.10-2013.9），以21个学校为试点，将3D打印技术应用到数学、物理、计算机科学、工程和设计等课程中，探索3D打印的教学应用，推动教学创新[5]。该项目与英国物理学会、全国数学教学创优中心（NCETM）和3D打印机厂商Makerbot合作，在“人类学习可以通过制造和分享过程产生”的理念下，为使用3D技术的学校提供良好的理论指导和技术支持。参与项目的学校定期报告试验情况，分享经验。

美国国防高级研究计划局（DARPA）制作实验和拓展（MENTOR）项目计划在美国高中推广3D打印机[6]。MENTOR项目旨在培养高中生的工程技术，培养学生一系列的技能，并激发他们对工程、设计、制造和科学相关课程的兴趣，促进高中学龄的学生协作完成一系列的设计和制作方案，以帮助他们解决在未来设计和工程方面的挑战。3D打印机在动手和动脑的学习中发挥着重要作用，将有助于MENTOR计划培养目标的实现。

意大利理论物理国际研究中心（ICTP）利用网上的免费工具将数学中的等值曲面转化成三维模型，并打印出可用于课堂教学的实物或者很酷的装饰品[7]。将数学公式制作成三维模型主要有下面几个步骤：首先，需要一个能够在三维空间中对数学曲面建模的可视化软件，该项目中使用了免费的K3DSurf软件，这是一个支持参数方程和等值曲面的绘制工具，自带了五十多个范例。之后选择了pseudo-Duplin等值曲面为数据源，这个模型不仅看起来比较有趣，还能获得较好的3D打印效果。确定模型对象后，还要调整好模型的分辨率，将生成的三维模型导出为OBJ格式文件。接下来需要对三维模型进行打印前的加工。使用Netfabb Basic软件检测并修复模型中的网格错误，再将其转化成3D打印软件最常用的STL格式。然后使用Ultimaker公司开发的Cura软件，将三维模型大小调整为适合打印的尺寸。由于大部分数学等值曲面都有弧形的底部和内凹的空缺部分，这里需要放置一个支架来保证模型在打印过程中不会坍塌。最后将文件发送到打印服务，并利用不同的材料（如金属或陶瓷）将文件打印出来。3D打印还可以为枯燥的数学知识增添趣味性和实用性，将数字化和时尚相结合。通过技术手段，可以使得数学与艺术并驾齐驱，通过数学模型去构造和实现艺术设计。令人惊奇的是，一些数学曲面的形状和特性本来就特别适合于珠宝。例如，如下图2所示的实例不需要添加任何种类的挂环就可以作为吊挂的装饰物。

图2 打印前的3D结构（左）和打印出的实体模型（右）

Fig.2 3D structure before printing(the left figure)and printed physical model(the right figure)我国上海市也将3D打印引入基础教育领域。静安区青少年活动中心创意梦工厂配置了3D打印机及配套的3D扫描仪[8]，定期开设相关课程，免费供有兴趣的学生学习三维设计和计算机辅助制造，打印自己设计的产品。3D打印厂商也开始关注和重视3D打印在教育领域的应用和推广[9]。Stratasys公司为教育行业推出了一款面向高等教育机构的3D打印机教育包：Object30睿智（Scholar）[10]。该教育包具有超高分辨率和精确度，可以制造出具有光滑表面、移动部件、细节完善的模型，适用于小空间、办公室和桌面操作，能够兼容所有类别的3D软件。3D打印教育包将使学生有机会开发3D打印项目，为高校带来快速成型模具制造体验，帮助跨学科（尤其是理工科）的师生们快速实现创新与设计理念。

（二）3D打印在教学中的作用

1.可改善教学方式方法

在大部分的3D打印课程项目中，3D打印技术的本身并不是课程的重点。这类课程采用项目的形式，其主要目标是将抽象的概念变成有趣问题的解决，进而帮助教师和学生掌握抽象概念。如在《3D打印：从想象到现实》一书中提到的“边做边学”课程设计了一个制作风力发电机的项目，将物理学、电子技术的一些抽象概念和动手制作巧妙地结合起来，让学生自然而然地学会和应用这些基础知识[11]。此外，3D打印还可用来制作可视化教具和学具。原来的教学场景下，教师多使用语言和图片描述教学内容，多媒体课件中展示的教学内容模型也无法使学生直接接触和观察教学实体对象。形象直观的立体教具较少配备，或是无法定制。而且教学工具和仪器一般由专门的教学设备制作机构制作发行，更新慢。3D打印则提供了更多的创造空间，教师可以方便地自行制作和打印某些教具，以有形的三维格式展示教科书中提取的二维信息，并可设计个性化的教学模型以适应教学内容的要求并在课堂上展示。学生也可以观察、触摸和组装这些教具，这种方式显然要比原来的教学效果更好。

2.可辅助学生进行创新设计

工程类或建筑类项目的学生可以使用3D打印完成快速原型[12]。通过电脑直接将设计打印成微缩模型来构造设计方案，而不用花很多时间手工制作。通过这些快速原型，在设计初期就可以发现问题和不足，并且修正设计中的缺陷，教师也能及时给予指导和帮助。设计类专业的学生同样可利用3D打印技术快速实现他们的设计方案，并且到生活中进行检验和试用，把课堂上获得的技能和创造性构想应用到现实生活中。针对需要制作模型的课程，3D打印可以作为小组协作探究环境的一部分，承担对创意和技术方案进行快速验证的任务，促进学生创造力的培养和社会性认知。例如，Intel未来教育展示中有这么一个案例：某小学的物理课上讨论力学问题，学习小组设计了各种桥梁模型构造的方案，并将设计打印成实物，检验设计的承压能力。这就是一个将3D打印机作为探究学习环境的典型示例。

3.可提高学生的动手能力和参与协作意识，激发学生的学习积极性和创造力 3D打印需要学生的实践操作，从设计到打印，都需要他们参与完成，这将促进学生操作能力、观察能力和制作能力的发展，全面提高学生的动手能力和参与能力。而动手能力是学生实践学习的基础，在动手能力的基础上，学生才能进一步发展其研究能力和创新能力。同时，3D打印将激发学生DIY的兴趣，通过3D打印机，学生的构思转变为真实的立体彩色模型，将抽象概念和设计带入现实世界，使学习更加生动[12]。3D打印为学习活动开辟了新的空间，学生可以从设计、制作、展示、参与等角度融入到学习过程中，有效地激发了学生实践的积极性，提高了学习热情。

4.可营造更愉快的学习体验

3D打印的核心应用在于它能够帮助使用者将数字化的设计快速变成实物。独特的实物模型给学生提供了切身感受，并且可以操作模型互动，从另一个角度对事物增进了了解，能够帮助他们愉快地记忆，避免遗忘。还有，对于需要动手设计和制作的课程来说，3D打印可以帮助学生加速设计的过程，学生可以在设计的早期就通过原型化排除错误的设计，从而帮助他们避免因为浪费时间在无用工作上，或是项目失败带来的挫败感。

三、对3D打印教学应用的思考

3D打印技术虽然在当前教育领域的应用越来越多，但在未来的发展中，仍然有某些方面需要进行进一步的思考和持续探索。

（一）3D打印的普及与推广

首先，软硬件环境配备代价高昂，无论是3D打印机还是专业的三维建模软件价格都较高。同时3D扫描仪、三维模型的素材库等配套环境也有所缺失。而且入门级的3D打印机的工作效率很低，一个不太复杂的小物体都要数个小时才能打印出来，需要同时配备多台3D打印机才能满足一个30人小教学班的一次教学活动需要。虽然已经有一些项目（如“Object睿智教育包”、政府支持等）积极地推进3D打印机的教育应用，但在整体上，3D打印机在学校的普及还需要一个过程。同时，我国在3D打印技术的培训与推广方面，与其他国家相比还有差距，需要进一步推动新技术的学习，这需要教育行政部门、企业和学校共同努力。

（二）对教师的要求

教师在3D打印的教学应用中起着重要作用。一方面，教师自身是3D打印的使用者，可以通过3D打印制作个性化的教学模型；另一方面，教师要进行3D打印课程应用的教学设计，帮助和引导学生展开学习活动。因此，这将对教师提出更高的要求，教师需要从技术和教学设计等层面进行学习和提高，以做好领路人的角色。

（三）教育与教学改革

当前，全球教育领域正发生着革命性变化，3D打印、大规模在线学习课程（MOOC）[13]等的发展将对教育产生持续的深刻影响。因此，我们需要关注并参与到最新的工业革命和教育变革中，对原有教学课程重新进行设计和再造，加强创新型人才培养，这是我们未来能够在世界竞争中保持先进地位的根本保证。

[参考文献] [1]维基百科.“三维打印”词条[EB/OL].[2013-05-20].http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E7%BB%B4%E6%89%93%E5%8D%B0.[2]张桂兰.神奇的3D打印[J].数码印刷,2013,(2):54-56.[3]National Program is The First of Its Kind to Put 3D Printers in High School Students’ Hands[EB/OL].http://.[11] University of Huddersfield.3D Printing Opens Educational Doors for the School of Art &Design[EB/OL].[2013-05-22].http:///documents/14_CaseStudy-Hudders field-FINAL.pdf.[12] Ex One Company.Z Corporation 3D Printing Technology Fast, Affordable and Uniquely Versatile [D].America：ZCORPORATION, 2008,(5):60-61.[13]王雪莹.3D 打印技术与产业的发展及前景分析[J].中国高新技术企业,2012,(26):3-5.作者简介：

姓 名：牛一帆，出生年月：1982.5，性 别：女，籍 贯：山西长治，职 称：讲 师，印刷包装工程专职教师，邮寄地址：山东省济宁地区邹城市龙山北路759号兖矿新陆建设发展有限公司工程技术部

赵峰（收），邮政编码：273500。联系电话：*** 或者***，邮箱：nyf***@163.com，工作单位：山东省济宁市技师学院（邮政编码：272000，所在城市：山东省济宁市）。

四年级优秀作文：3D打印课程 篇5

10点30分，开始上课了。老师跟大家做自我介绍。原来老师姓戚，戚继光的戚，大家都叫他小七(戚)老师。老师给我们拿了几块用打印机打印出来的“齿轮”，让我们观察：那表面上坑坑洼洼的，不够细密，也不够精致。接着，老师讲了3D打印的历史：20世纪70年代，也就是1973年，美国诞生了第一台3D商业打印机，随后渐渐流行……

老师用3Done软件做了一个假的骰子模型，然后用3D打印机打印出来。对了，打印的时候必需得够温度才行，否则是做不出模型的。

在打印过程中，老师让我们来到电脑台，用3Done软件，设计一套属于自己的模型。我迅速开机，打开3Done软件，做了一个衣柜，可是我做的衣柜的门和抽屉参差不齐，简直惨不忍睹。过了一会儿，老师叫我们回到座位上。刚好，老师的骰子做成了，骰子做的很精致，像真的一样，线一层一层的叠上去。最后，老师送给了我右边的同学。我很遗憾没得到老师的礼物，但很开心能学到这么多东西。

原来科学这么奇妙!3D打印还有许许多多的知识等着我们发现呢!我一定要好好读书，做一个有志气、有知识、有才华、有骨气的栋梁之才!

小学生说明文：神奇的3D打印 篇6

一进中心的大门，映入眼帘的是许许多多大小不一的陈列柜，上面摆放着很多展品，有汽车、有人像、有玩具、有青瓷……真是五花八门，栩栩如生。这时，一位叔叔热情地迎了上来，他对我们说：“小朋友，欢迎大家来到3D快速制造技术研究中心做客。这些架子上的物品，都是通过3D技术打印出来的喔。”原来，这位叔叔姓林，是中心的负责人，现在就由他带领我们去参观和体验。

林叔叔给我们介绍了很多关于3D打印的原理，还带我们现场看了3D打印机。只见两台微波炉大小的机器摆放在一张大桌子上，旁边还有一个卷轴，上面缠着一圈一圈的白色略带透明的“线”，那些就是3D打印用的原材料。机器中还有一块铺满电线的方块，像老鼠似的在一块白色的板子上快速的来回穿梭。林叔叔刚介绍完，大家就一拥而上，东摸摸，细看看，特别地新奇。另一个房间里还有一台激光3D打印机，用激光来固化液态材料，它一般是用来打印大型物体的，所以个头比别的打印机大很多。透过玻璃望进去，里面还有一些没用完的残渣，在昏暗的室内发出微弱的光。

这时，林叔叔拿出了一些已经成型干燥好的作品让我们看，并且告诉我们把作品外面包裹的多余的废料像剥掉蛋壳一样慢慢撕开，不容易撕开的地方用特制的刀片仔细清除。我们按照他的方法去试，一件完整的作品就解开了神秘的面纱展现在大家眼前了，果真非常奇妙。

林叔叔还说，3D打印在医学、建筑、美术等方面许多方面都有广泛地应用。尤其在医学方面发挥着巨大的作用。比如：有病人骨折了，利用3D打印技术就可以将那折了的骨头还原打印出来，帮助医护人员进行手术，提高手术成功率;如果人的耳朵损坏了，甚至可以通过3D技术重新制造出一模一样的耳朵，并植入血管神经等，这样病人的耳朵就“失而复得”了。我们丽水的3D打印也有自己的特色，特别是在青瓷的制作方面，打印出来的作品其美观和精致的程度，可以和大师的作品相媲美。

参观结束了，林叔叔送给我们每个人一枚3D打印的棋子留作纪念。回来的路上，我望着这枚棋子，心情久久不能平静。我想：随着科技的进步，科学家一定能研发出4D、5D、6D等更加先进的打印技术，造福整个人类。希望这一天早点到来!

小作者：戴绎城

3D打印课程在中小学素质教育中的意义探析论文 篇7

虽然3D打印机的材质及构造各不相同,但其工作原理都是采用逐层打印,叠加成型的模式。首先通过计算机将三维数据模型输入到3D打印机中,3D打印机将输入的三维模型通过扫描进机器,让3D打印机从底部开始打印,通过打印材料的层层叠加,最终将立体的物体呈现到人们面前。

1 3D打印技术的优势

如今3D打印技术已开始应用于各种制造领域中,与传统的制造行业相比,3D打印技术有着以下无可比拟的优势:

1.1制造复杂物品不增加成本

传统的制造行业大都是将毛坯通过切削加工最后产出成品。这样不仅会产生大量难以再利用的废料,而且还会导致切削刀具的严重磨损,更关键的是对于造型复杂的物体,传统的切削技术难以深入内部进行作业。而3D打印技术则正好修复了这些缺陷。通过输入的电子数据,3D打印技术以薄层叠加的原理,直接生产出我们需要的产品。这种方式既不会产生废料,而且还能生产出各种造型复杂的产品。

1.2零时间交付

越来越多的产品将由3D打印机快速呈现到用户的面前,这将省去向传统供应商提交订单,等待发货等种种繁琐的程序。

1.3设计空间无限

通过3D打印机即可及时看到自己设计出的产品,这将更好地激发人们的灵感,给予人们更多的想象空间,使人们更愿意去加入到自己设计自己生产作品的过程中。

1.4不占空间、便携制造

如今3D打印机已开始面向民用市场,越来越多的桌面级3D打印机已开始被百姓接受。人们不仅可以携带轻便的3D打印机出行,而且可以随时打印出自己想要的产品,而无需到专门的打印店去打印

1.5材料无限组合

如今在一台机器里,可以运用多种材质进行产品的打印。因此所打印出来的产品将不再是单一的颜色,多彩的产品将使3D打印被越来越多的行业所接受。这种由3D打印机所生产的产品将被更多的人喜爱。

2 3D打印机在多领域的广泛应用

目前3D打印技术属于前瞻性前沿技术,在理论上3D打印可以将所有材料打印成我们所要的产品,不过在实际的过程中,还有一定的实现难度。

如今在国际上,一些国家已经可以用3D打印技术做出非常核心的东西,如发动机的核心部件。美国、德国的3D打印技术处于领先水平,如德国的EOS, ConceptLaser, 美国的3D system等企业都有自己的研发室,并主导着关键的设备关键技术。

在国内,清华大学,华中科技大学,西安交通大学比较早地开始进行3D打印的研究。清华大学在生物医学方面的3D打印,华中科技大学在粉末烧秸技术,西安交通大学在树脂光固化技术都有着非常不错的进展,并且通过产业化成立了相应的公司。

2.1医疗领域

3D打印技术在医疗方面有着非常广泛的应用。在国外已经有了运用3D打印技术生产出人体细胞的实验。在荷兰用3D打印技术制作的钛下颌骨成功植入到一位女子患者体内,这种技术不仅节省了材料的成本,同时还大大缩短了手术的时间。更重要的是通过3D打印技术的量身制作,减少了受感染的可能性。 WakeForest再生医学研究所则通过一个混合3D打印机创造出人体可植入的软骨。在美国则有研究机构开始成功运用3D打印技术生产人造膀胱,虽然目前还没到临床运用阶段,但可以证明3D打印技术已开始向人造器官迈出了坚实的一步。

2.2航空航天领域

在航空航天方面,2011年8月,世界首架3D打印无人飞机“SULSA”由英国南安普顿大学的工程师设计、制造并成功试飞。芝加哥的Sciaky公司通过开发使用电子光束直接制造技术取代锻造,制造F-35战斗机的机身零件。

2.3个人消费领域

3D打印技术在个人消费方面同样发挥着重要的作用, 3D打印机将根据孩子的个性化的需求,打印出符合每个孩子兴趣的玩具。3D打印技术如今还应用到了服装设计领域,设计师将自己的创意输入电脑,通过3D打印机便可以实现自己的想法,看到自己的成品。

2.4其它领域

迪士尼公司的一组工作人员利用3D打印机以低廉的造价打印出LCD屏幕和多种传感器,实现了其在IT领域的重大突破。在建筑领域通过3D打印一栋房子将变成现实。在荷兰两家建筑公司DUS Architects和Universe Architecture,都希望能率先运用3D打印机生产出世界上第一套实物大小、可居住的住房。目前,DUS Architects已经开发出了专门打印房子的3D打印机,可以打印一整间房屋。

3 3D打印机在职业教育领域中的应用

3.1 3D打印机在教学领域中的应用现状

3D打印机在欧美国家中的一个重要的市场就是职教领域。其最先是应用在高职课堂,最近有报道称3D打印技术已开始进入中职课堂。如今在英国3D打印作为学生们的手工课进入职业学校的课堂, 通过电脑建模,学生可以随意打印出自己喜欢的产品;加拿大的莱斯布里奇大学(The University of Lethbridge)开始使用3D打印机打印与工业相关的螺丝螺母进行课堂教学。该校马罗教授认为使用3D打印技术可将平时学科中虚拟的抽象的概念通过具体的实物课程展示出来,有利于激发学生们的探索精神。在美国则开展了PlayMaker职业学校项目,通过该项目使得3D打印技术在该学校作为一门核心课程。学生们可以自己设计模型,并打印出来进行物理理论的验证。

如图-1 :

在国内已初步开展了3D打印引入职业课堂的尝试,不过由于3D打印在成本, 耗材等方面还有待进一步研究,3D打印技术在职业学校中还未得到大面积的普及和推广。今年10月,我国同济大学航空航天与力学学院的师生采用最新的3D打印技术制造出微型飞机,并成功试飞。这在我国尚属首例,充分展示了3D打印技术在教学研究领域中应用的可行性。

3.2 3D打印技术在职业教育课程方面的应用

3D打印技术涉及了机械,材料,光电等众多学科。而目前职业教育的相关课程的教学体系中还缺乏与3D打印技术相关的环节。更多的情况是将3D打印技术作为一门培养兴趣的选修课向学生们介绍。 经过多年的发展,3D打印技术在某些方面比较成熟,有的方面还需要不断发展。 将3D打印技术引入到各个学科中将更好地促进3D打印技术的发展,也将更好地促使学生们掌握知识。

在职业教育计算机专业中,可以通过开设三维建模等相关课程,使得学生能够具备构建精致的三维建模的能力和水平。 以更好地把自己设计出的实用的模型投入到3D打印机中。

在职业教育材料专业中,由于3D打印机所需的材料比较特殊,一开始需要要以液体的形成储存在打印机,经过打印机的打印,将材料通过黏合生产出固态的物体。使用此种材料的效果如何,成本如何都要仔细考虑。因此3D打印需要什么样的材料是本专业学生要学习和研究的问题。

对于机械加工专业的学生来说,3D打印技术采用逐层叠加的原理进行生产。 因此如何提高生产的精度,稳定性,以及提高打印的效率都将是本专业学生要努力学习的地方。

3.3 3D打印技术在职业教育课堂教学中的应用

在课堂上的实验教学中发挥着重要的作用。用3D打印机可以根据教师的自己的需求打印出各式各样的课件,在各种不同的课堂里,可以尽情使用。如介绍关于齿轮构造的时候,摒弃了通过传统的简单的二维图片,幻灯机展示,使用3D打印技术生产出多种不同类型的齿轮,在课上进行演示,这使得学生们更加直观地了解该物体,增强学生的动手能力。如在中学中讲授几何体时,以前简单的长方体,圆柱体教师都可以找到合适的教具进行展示。在面对复杂的多面体时,教师一般则只能悬挂图片进行表述,要求学生通过想象进行了解,随着科技的进一步发展,有教师运用多媒体课件,三维动画向同学进行展示。而通过3D打印技术则可以将较为复杂的物体切切实实地呈现在学生面前,让学生们可以看得到,感觉到。加深了学生的印象,激发了学生学习该课程的兴趣。在高校中,如在一些航空航天专业,可以使用精密的3D打印技术打印出一些精细的零件供学生进行实验操作。建筑专业的学生可以将自己设计的建筑模型打印出来,以便观察。工程设计系的学生可以用它打印出自己设计的原型产品进行直接的观察。数学系的学生可以将自己遇到的难题,打印出来进行研究。

3.4 3D打印技术在职业教育领域中应用的优势

3D打印在基础教育中应用所带来的最明显的效果是特过呈现特定的物体,使学生获得了深度的感知。对于那些没有足够标本的学校来说,这个优势更加明显。 同时相比于在市场上购买一个昂贵的标本工学生观摩,3D打印出来的产品则显得更节约,更符合课堂的使用。同时3D打印机在教育中的使用,将会推动教育方式的变革,改革传统的教育模式,更有利于开发学生们发散思维,以提高他们的动手能力。当讲学生们在脑海中抽象的想法用3D打印机去实现时,不仅能够提高学生的学习兴趣,而且还能够有效地培养他们的创造力。

4 3D打印技术在未来职业教育领域中的展望

尽管3D打印技术在学校的应用中还面临着材料、成本、以及三维建模培训方面的问题。比如要如何选择安全合适的材料进行3D打印,如何选择购能快速打印, 并具备高精度且价格低廉的打印机,以及如何能让任课教师快速掌握相关三维建模软件的应用。但是随着3D打印机向着精密化,智能化,和通用化的方向发展。在未来在教学应用中3D打印机有着相当广泛的前景。

4.1可以更好地为教学服务

随着桌面3D打印机成本的降低,3D打印机将能越来越多地被各个学校所接受,比起采购相关的教学课件和物品,使用3D打印技术省去了之前繁杂的采购课件的周期,能高效快速地生产出根据课堂和实验教学所需的特定的产品。这将更好地为教学服务。

4.2可以将复杂的知识变得更加容易理解

很多课程中教师都希望都将抽象的知识转化具体的模型,以便学生可以更形象更直观地去理解所学的东西。3D打印机正好可以帮许多老师传递他们的教学思想。一个具体的实物胜过成百上千条语言的表述。因此在教学中运用3D打印技术可以深化学生对抽象知识的领悟,提高学生的学习效率,将复杂的知识变得更容易理解。

4.3可以更好地提高教与学的效果

史玉升教授认为:“3D打印技术的最大优势在于能拓展人们的想象空间。不论是教师还是学生一旦他们有新的想法时,都可以通过3D打印技术去实现。这使得日后的教育将变得更灵活,使得学生日后不光是单纯接受知识的被动者,还将成为对知识主动的探索者。”所以,使用3D打印技术可以大大激发学生在学习中的能动性和创造性,从而也更好地提高了教师的教学效果。