快速成型科技的崛起

涂浩

[摘 要] 近年來，3D打印逐漸進(jìn)入公眾的視野，它是利用材料堆砌的一種快速成型建模方式，可以將虛擬的物體實(shí)體化。目前，學(xué)校教育已經(jīng)越來越重視這些能夠給學(xué)生帶來興趣以及創(chuàng)造能力的科學(xué)技術(shù)，中職學(xué)校更是將其視為一種新的學(xué)科方向，并且相信在不久的將來，3D打印式的體驗(yàn)教育會(huì)給教育界一種新的教育方式的突破，注入新的教育活力。就3D打印技術(shù)進(jìn)入中職學(xué)校后的優(yōu)勢(shì)和前景，進(jìn)行簡要論述，并探討其在教育行業(yè)中的運(yùn)用及局限性。

[關(guān) 鍵 詞] 3D打印；學(xué)校；教育突破

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）27-0066-01

3D打印技術(shù)，它不僅是工業(yè)上的一個(gè)里程碑，更是一個(gè)能夠激發(fā)人們無限創(chuàng)造力的平臺(tái)。近年來，關(guān)于3D打印技術(shù)的新聞也越來越多，目前，教育應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)將其納入重點(diǎn)發(fā)展的課題，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造、實(shí)踐起著重要的促進(jìn)作用。

一、3D打印正在普及教育

許多教育家都曾說過，教育只有與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代的發(fā)展，才能不被時(shí)代拋棄，才能有所突破。現(xiàn)如今，無論是熱門的VR技術(shù)，還是一直領(lǐng)跑前端的動(dòng)態(tài)捕捉技術(shù)，許多高新科技已經(jīng)慢慢融入教育領(lǐng)域，這其中，3D打印技術(shù)首先已經(jīng)步入學(xué)生的課堂，3D打印這種體驗(yàn)式的教育已經(jīng)逐步獲得了學(xué)生的青睞。全國有許多學(xué)校引入了3D打印機(jī)，并成立了興趣小組或?qū)I(yè)課程為學(xué)生講授這種“未來科技”。

二、3D打印不同于傳統(tǒng)的教育方式

3D打印的原理其實(shí)很簡單，就是利用高溫將塑料、樹脂、金屬材料進(jìn)行熔化，再經(jīng)過三維設(shè)定好的坐標(biāo)軸切片，將物體一層一層地堆砌而成。這種方式不管物體有多么復(fù)雜，只需要花上一段時(shí)間，原本在電腦里才有的物體就會(huì)完整地呈現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)中，可以將虛擬的物體實(shí)體化，這是傳統(tǒng)教育完全不可想象的。事實(shí)證明，學(xué)生對(duì)于視覺、聽覺的學(xué)習(xí)，遠(yuǎn)不如觸覺的學(xué)習(xí)來得有效率。特別是中職學(xué)生，傳統(tǒng)教育中，教師一般都只會(huì)教授理論知識(shí)，他們基本上對(duì)于傳統(tǒng)說教方式理論知識(shí)是“免疫”的，沒有興趣只會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)更加抵觸，即使是現(xiàn)代教育中加入了多媒體教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)也仍然只能止步于電腦屏幕上，但是3D打印的過程不僅可以看，還可以觸摸，是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一大突破。特別是對(duì)于一些極具創(chuàng)造性，但是學(xué)習(xí)成績卻相對(duì)落后的中職學(xué)生而言，3D打印顛覆了他們對(duì)常規(guī)學(xué)習(xí)的認(rèn)知，腦袋里想的物品，經(jīng)過3D打印機(jī)的“打印”，便會(huì)呈現(xiàn)在眼前，對(duì)于已經(jīng)受到興趣“誘惑”的學(xué)生，更加直觀、清晰的學(xué)習(xí)方式，讓他們接受新知識(shí)的能力也大大提高了。

三、3D打印式體驗(yàn)教育

3D打印技術(shù)在教學(xué)方面，將創(chuàng)新、信息科技、學(xué)習(xí)、體驗(yàn)多方面的意識(shí)集為一體，融合了藝術(shù)、科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。在課堂上，創(chuàng)新思維的物化實(shí)現(xiàn)可以大大加強(qiáng)學(xué)生的三維空間想象，并且也鍛煉了中職學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。3D打印教育課程對(duì)于不同年級(jí)學(xué)生的要求是有所不同的。對(duì)于低年級(jí)的學(xué)生，主要是對(duì)其邏輯思維的開發(fā)和動(dòng)手能力的培養(yǎng)；對(duì)于中年級(jí)的學(xué)生，注意自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)內(nèi)知識(shí)的相互分享；而對(duì)于高年級(jí)的學(xué)生，要求將跨學(xué)科的知識(shí)融合起來，團(tuán)隊(duì)可以共同制作完成一個(gè)項(xiàng)目。

四、3D打印實(shí)驗(yàn)室的建立

3D打印實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新前沿教育，提高學(xué)校整體教學(xué)品質(zhì)的平臺(tái)。中職教育基本上就是以實(shí)踐技能為主，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)根據(jù)實(shí)際工業(yè)的配套建設(shè)，分為前期設(shè)計(jì)、中期打印、后期打磨處理三大區(qū)域，為學(xué)生提供不同的發(fā)展方向。在校企合作、產(chǎn)教融合方面，引入企業(yè)的制造管理流程模式，保證學(xué)生能夠與實(shí)際接軌，并能夠隨時(shí)學(xué)到更新的技能知識(shí)。

五、3D打印技術(shù)的局限性

目前來看，3D打印正在被各個(gè)學(xué)校引入、普及，但是其局限性也正在凸顯。首先，3D打印的師資不足，由于國內(nèi)正處于起步發(fā)展階段，技術(shù)之間還有差距，雖然在學(xué)校和工業(yè)領(lǐng)域有應(yīng)用，但是全社會(huì)的普及率還不及發(fā)達(dá)國家，對(duì)于熟練3D打印的操作與應(yīng)用技術(shù)人才還是比較缺乏的；其次，雖然國內(nèi)目前投入了大量的時(shí)間與精力在3D打印技術(shù)發(fā)展上，但是對(duì)于3D技術(shù)的可視化表達(dá)、相應(yīng)的支持工具、展示工具集播放平臺(tái)方面的研究仍尚未完善。由于基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)的缺乏，導(dǎo)致3D打印技術(shù)在教育教學(xué)中無法很好地和現(xiàn)在的教育多媒體系統(tǒng)相融合，導(dǎo)致兩者之間的相對(duì)獨(dú)立；最后，就是3D打印材料的損耗。一套3D打印機(jī)的價(jià)格抵得上5～10臺(tái)普通打印機(jī)，并且在材料上，一套耗材的價(jià)格甚至是普通紙張的幾十倍。

3D打印進(jìn)入課堂，是教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。現(xiàn)在各個(gè)學(xué)校的3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建立，也初具規(guī)模。中職學(xué)校是技術(shù)型人才培養(yǎng)的搖籃，也是將3D打印技術(shù)與學(xué)校教育有機(jī)結(jié)合的技術(shù)前沿，相信不久的將來，3D打印技術(shù)將真正在學(xué)校及社會(huì)上體現(xiàn)出其價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

王娟，吳永和，段曄，等.3D技術(shù)教育應(yīng)用創(chuàng)新透視[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2016（9）：62-71.