淺談3D打印與創客教育

摘 要：在第三次工業革命新浪潮背景下，3D打印作為一種興起的快速成型技術，蘊含著“創造、創新”思維。將3D打印引入創客教育，開啟了一場互聯網+教育的“革命”，以3D打印為載體，著力探索基于3D打印技術下的創客教育，扭轉傳統“教”與“學”的方式。

關鍵詞：3D打印；創客教育；智客思維

一、 教育理論：基于3D打印的創客教育體系

基于3D打印的創客教育體系（如圖1）是一個融合有新一代信息技術的創造性學習環境，協同推進理論、技術和應用，讓3D打印成為創客教育的具有革命性影響的常態技術，構建基于3D打印的創客教育支持體系，不斷演進和更新3D打印創客教育理論，豐富創客學習樣態，拓展創造性學習形式，使學生獲得創客個性化學習服務，體驗3D打印個性化技術，培養不一樣的“智客”。

二、 實踐成效：基于3D打印的創客教育具體應用

1. 創客案例：水上垃圾收集器

水上垃圾收集器是專門為了清理湖泊河流、海面的漂浮垃圾而設計的，美麗的外觀、無需外動力的機械化設計，使得水上垃圾收集器成為水上一道風景線，是3D打印創客的“制勝法寶”，集環保和創意于一體，充分展現了學生動手操作能力和創新能力，體現學生對環保意識的重視，以及高度關注地球生存環境。

（1） 設計基本思路：湖泊河流、海面漂浮的垃圾多，但是人工清理又耗時費力。通過設計水上垃圾收集器，利用船只作為垃圾收集清理的載體，對設計進行簡單改裝，實現清理水上垃圾的目的。

（2） 關鍵技術和主要指標：浮動收集口、傳動系統；力學可實現性、船速、傳動比、排水量、傳動周期、收集器體積變化量。

（3） 設計創新點：第一，以船只為載體，帶動葉輪轉動進行垃圾清理，無需其他動力，設計節能、環保、高效；第二，設計浮動收集口，增強收集器適應性，可以在不同水域進行垃圾收集，實現高效清理水面垃圾；第三，垃圾收集器的結構簡單；第四，無需專人看護垃圾清理，智能化收集垃圾，節約人力。

水上垃圾收集器是浙江私立諸暨高級中學3D創客班“環衛地球隊”所設計制作，水上垃圾收集器是學生結合所學3D打印技術制作的、極具創意的3D作品，在2016國際新科技大賽中一鳴驚人，在評選中征服大賽領導專家，脫穎而出，獲得大賽唯一的特等獎。

2. 基于3D打印的創客教育成效

通過開展基于3D打印的創客教育，提高學生綜合能力，具體表現為：

（1） 激活學生創客學習積極性：在3D打印創客教育中，學生的學習過程呈現為DIY樣態，學生獨立構思，利用3D打印轉變為實體化模型，讓學生的抽象概念和設計，成為現實世界，讓學習變得更加直觀生動。創客教育為學生學習開辟新空間，學生融入3D打印活動，激活學生實踐積極性，增強學生學習熱情。

（2） 提高學生創客動手能力：基于3D打印的創客教育離不開學生的實踐操作，從構思、設計……驗證到打印，需要學生全程參與學習。在設置基于3D打印的創客教育中，學生通過交流學習，完成3D打印創客教育任務，促進學生觀察能力、制作設計能力和實踐操作能力發展，提高學生創客動手能力。

（3） 培養學生創客創新能力：利用3D打印技術，幫助學生將個性化想法轉變為極具創造性價值的實際，增強學生創客體驗，提高學生想象力發展，打通創客教育新路徑。在3D打印實踐活動中，全面提高學生思維能力、設計思維和動手能力，推動學生創新精神和能力發展，培養出不一樣的“智客”。

三、 結論

3D打印與創客教育對互聯網+時代“智客”的教育和培育具有重要意義。3D打印引入創客教育中，如火如荼的普及和應用，為創客教育提供新視野和新方法，運用“理論與實踐相結合”的教育學理念和“設計思維”為參照的教學環節，共同促進創客教育改革實踐。在基于3D打印創客教育中，遵循理念，以課程為導向，以演示法、討論法和實驗法，向學生呈現出3D打印的創客教育，促進學生進行創意構想，在可視化的知識中讓學生“學中做”，完成模型實物化制作。經過創客教育實踐證明，在水上垃圾收集器實際成果面前，每位學生學習興趣提高了，培養學生創客動手能力和創客創新能力，創客教育效果顯著。可以預見，通過3D打印與創客教育，可以更好地服務于學生，促進創客教育進一步發展，培養出不一樣的“智客”！

參考文獻：

[1]孫江山，吳永和，任友群.3D打印教育創新：創客空間、創新實驗室和STEAM[J].現代遠程教育研究，2015，（04）：96-103.

[2]周迎春.3D建模打印折射創客教育新路徑[J].中國教育技術裝備，2016，（21）：46-49.

作者簡介：

徐朝君，浙江省紹興市，私立諸暨高級中學。endprint