3D打印技術的教育創新初探

常 偉 （江蘇宿遷學院與傳媒學院 223699）

3D打印技術的教育創新初探

常 偉 （江蘇宿遷學院與傳媒學院 223699）

隨著社會的不斷發展與進步，3D打印技術在教育領域的應用越來越廣泛。3D打印走進教育課堂已經成為一種常態，創新課堂教學模式，制作生動有趣的教學課件，推動3D打印技術的不斷深入改革。3D打印走進課堂有利于提高學生的理解能力，增強學習主動性，目前，3D打印教育的應用還沒有完全普及，老師應該發揮領軍人的角色，深入開展3D打印教育，推動教育的不斷創新與完善。

3D打印；教育；創新

宿遷學院2016年校科研基金一般項目：產品設計中3d打印技術的應用與實踐研究。項目號：2016KY14

3D打印技術是一種快速成型的新型技術，以數字模型為基礎，使用類似塑料的可粘合材料，通過一層一層打印出來，從而構成物體的一種技術。3D打印技術已經深入影響到各行各業，未來3D技術的大規模發展與制作已經完全有可能發生，在建筑設計、醫療產業、汽車、教育等領域都有所涉及。

隨著3D打印技術的持續推動與完善，它在教育方面的使用越來越頻繁。3D打印教育的發展是教育的一種創新，為大家的學習提供了支持，為傳統教育的改革發展做出了極大的貢獻。怎么將3D打印技術更加有效地使用到學習教育上，創新教育模式，還需要研究者更加深入的探究。

一、3D打印技術的原理與特點

（一）3D打印技術的原理

3D打印其實就是三維打印，簡單理解就是按照設計好的空間模型，用粉末一層一層的堆積而成的一種技術。3D技術是建立在二維打印技術的基礎上，再增加一維，和多數普通打印機一樣，先在一個平面上將塑料或者金屬等粉狀材料打印出來一層，緊接著需要粘住這些可黏合的打印層，一層一層都粘起來。堆積好每一層的圖形和文字，一個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，無數個磚塊累積在一起，就形成一個立體的房屋了。

（二）特點分析

與傳統技術相比，3D打印技術主要有以下特點：

3D打印技術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，節省原材料，從而成本得到了很好的控制；還可以提高產品的精度和復雜程度，傳統方法制造不出來的、非常復雜的制件，3D打印技術都可以制作并且可以不再需要傳統的生產工具，就能直接把計算機上的任意形狀的三維CAD圖形制作成實物產品，它還非常有效地減少了產品研發時間；3D打印不再需要固定的制造車間，減少了成本，也具有分布式生產的特點；3D打印能在極短的時間內制作完成，讓研發人員實現了從平面圖到實體的質的飛躍；當然，它也能打印出成品，所以它極大地減少了組裝成本，在必要的時候甚至可以挑戰大規模生產方式。

二、3D打印技術的教育應用

（一）3D打印教育應用項目

在當代社會，一些國家和地區已經開始探索、研究3D打印技術在教育方面的應用。英國教育部在2012年至2013年之間，以21個學校為測試點，開始研究3D打印技術在數學、計算機課程、工程和物理等方面的應用，探索3D打印技術在教育課堂的使用，開始教育創新初探。該項目與英國物理學會、3D打印機廠商Makerbot以及全國數學創優中心進行合作，為參與的學校提供理論基礎與技術支持，學校定期進行成果反饋并且分享3D打印教學的經驗。

3D打印技術在上海也走進教學課堂，靜安區青少年活動中心創意夢工廠安裝打印機設備，老師講打印技術引進課堂，使得課堂教學生動有趣，學生獲得更加直觀、真實的體驗，培養學生的創新體驗，3D打印技術進入課堂已是大勢所趨。

（二）3D打印教與學的應用

3D打印技術提供了媒體設備儀器，開創新型的教與學的課堂模式。從教師、學習者和教育發展等角度進行分析，3D有利于老師制作個性化課件、模型，學習者更加深入的理解，推動教與學的發展。

事實證明，傳統教育的課程理論性太強，要求學生死記硬背，學生學習沒有積極性，失去學習的興趣，3D打印技術可以讓課堂教育更加生動活潑，讓學習知識更加立體的展示出來，加深學生對知識的理解，它是一種視覺和觸覺并重的學習方式，具有很強的吸引力，在學習過程中，學生不再是僅僅觀看黑板上的文字與圖形，而是可以通過3D打印技術展示三維模型，吸引學生的注意力，加深印象，使得學生更加透徹地學習知識，讓學習深入到腦海中，牢記知識點。英國教師懷特戴夫曾經說過這樣的一句話，假如你可以抓住學生的想象力，就能抓住學生的注意力。

教育只有不斷的與時俱進，才能取得進步。近兩三年，國內越來越多的學校開始將3D打印技術應用于課堂，教師在3D打印技術的應用中起到至關重要的作用，其一，老師是3D教育的使用者，需要用它制作教學課件，其二，教師要設計3D打印課堂，不僅僅要求老師自身需要較高的3D打印技術，還要幫助引導學生開展學習活動。所以說教師也是3D打印技術應用于教育的一個主導因素。

3D打印技術引用到課堂，學生的親身體檢更加主觀、有趣，學生可以參與到課堂的各個環節，既可以不斷的提出問題，也會在過程中不斷的解決問題，而老師也在與學生探索問題的過程中不斷成長，老師與學生的關系更像是合作者。這樣的教育模式培養了學生的創新精神，提高了學生的參與能力，增加了學生學習的興趣。

三、結語

3D打印應用到教育領域，實現教育改革的不斷創新與發展，能提高學習者的創新能力，訓練學習者的實踐動手能力，基于3D打印的學習是一種極其有生動且富有意義的教學方式，相信在未來越來越多的學校會使用3D技術，不僅僅是在教育領域，甚至未來會拓展到各個領域。

[1]趙中建.為了創新而教育[N].中國教育報，2012（07）.

[2]王飛躍,從社會計算到社會制造：一場即將來臨的產業革命[J].中國科學院院刊，2012（06）.

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

[4]李青,王青，3D打印：一種新興的學習技術(J),遠程教育雜志，2013（06）.

[5]信息化2013地平線報告（高等教育版）(J),北京廣播電視大學學報，2013（02）.

常偉，男，1979年出生于安徽臨泉，中共黨員，江蘇宿遷學院與傳媒學院講師，江蘇裝飾裝修協會理事，南京師范學院藝術碩士，發表數篇核心論文及作品，