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? 國家工信部出臺的《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,這部神奇的技術再度受到大眾關注。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TinkerCAD),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。
文章轉載自:3D打印智造網
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