3D 打印技術在校園的應用

徐嘉貞 臺州學院

引言

自2016 年教育部提出“在有條件的地區要積極探索信息技術在各種新的教學模式中的應用”后，STEAM 教育正式進入群眾的視野。在時代的發展下，教育局限在理論研究遠遠不夠，課程創新給中小學校園提出了一個又一個難題，而在3D 技術發展的前提下，這些難題在一定程度上得到了解決。3D 技術融入教育，不僅僅是滿足實踐課程的需要，更能融入各學科，解決常規課堂的局限性。

1 3D 技術進校園的需求分析

3D 打印教育的教育對象以青少年為主，面對這一群體，新鮮好玩的3D 教育課程模式、自主動手制作DIY 等會引發學生極大的興趣。在2016 年二胎政策落地后，青少年的市場越來越好，給孩子良好的教育已經成為了許多家長迫切的需求。隨著時代的不斷進步，從小培養孩子們的創造力和藝術創作能力逐漸成為青少年教育的核心，再加上國家對青少年科技創新的逐步重視和相關政策的扶持，吸引著家長的投資。通過發放問卷和走訪調查等形式發現，94.74%的家長贊成3D 打印技術融入教學，大部分教師認為3D 打印技術進校園是個不錯的想法，目前也有一些中小學已經引進了3D 打印筆，但3D 打印筆對編程思維有些局限性，3D 打印技術進校園恰好滿足學校實踐操作課程的需要。

2 3D 技術在教育行業的發展動態

在教育領域中，3D 打印技術的價值和應用已經引起了國內外政府和組織的重視，上海、廣東、青島等地區已經將3D 打印技術引進教育領域，并針對其教育價值進行了系統研究，得出了一些教育成果。先進地區的青少年活動中心已經配備了3D 打印機和掃描儀，同時定期邀請技術專家進行講解教學，指導學生自行設計產品。國外對于3D打印的技術研究較早，美國在20 世紀初就以項目的方式在高中階段推進3D 打印技術；英國在“人類的學習可以通過制造和分享的過程產生”的教育理念下，教育部等機構同3D 打印機廠商協調合作，為校園內的3D 打印教育提供技術支撐。

3 3D 技術進校園的可能存在的問題及解決途徑

3D 打印技術在教育行業可以說是新興技術，它的教育標準并沒有完全建立，流通在各個地區和學校的3D 打印機的質量也參差不齊。從教學質量上看，3D 打印相關的實踐課程，其質量、安全、教育適用性等方面都沒辦法得到保障；從教育資源來看，不論是課程理論、教學案例還是授課老師，都十分匱乏；從教育資金來看，3D 打印軟件及其相關實驗室的配套設施費用需求大，部分學校配備能力不足，沒辦法滿足發展需要。

從教學質量上來看，關注國家相應的政策方針，在長期合作的情況下保證3D 打印機的售后保障工作，分年級、分班級試點教學；從教育資源上來看，學校可以結合當地青少年宮和科技場館，自主培養教師團隊，編寫教材；從教育資金來看，借助國家對3D 打印等科技創新行業的重視和鼓勵，迎頭而上，借助政策向政府爭取場地支持。

4 3D 打印技術進校園的應用

3D 打印教育是3D 技術和教育的結合體，注重的是人才創新及學生實踐能力的培養。學生主動地動手完成自己感興趣的項目，創造新事物，獲得新技能。這與現下推行的“做中學，玩中學”的理念相吻合，引發了越來越多教育者的思考和共鳴。在校園內，3D 打印技術不僅是綜合實踐課程的選擇之一，也能輔助學生在學習中找到興趣，通過自己動手、動腦來獲取學科知識。

4.1 與地理學科相結合

學生可以通過信息技術課堂上學到的3D 建模，設計出地理模型，如山脈、地形等。教師把這一技術應用到地理課上，有利于把枯燥的知識點轉換成時間活動，直觀地加深地理記憶，升華課本知識。

4.2 與美術學科相結合

美術主要培養的是學生學生的鑒賞、創造、聯想等能力。3D 打印技術與美術學科相結合，通過美術創意及3D 技術，將紙上的作品用3D 建模做出來，再打印出來，可以創造出更精美的作品。又或是涂色、描繪這樣簡單的描色工具。也會讓美術作品更具價值。

4.3 與數學學科相結合

數學中立體幾何屬于抽象的知識，讓學生自己動手操作模型，把抽象的東西變成實實在在的無題，很多問題就會迎刃而解。像對稱軸、坐標系等等知識也會相對清晰。

5 結語

由于兒童好奇心的趨勢，3D 打印技術在校園中的應用遠不止于此，學生可以突破限制，為教育的發展提供無限可能。盡管3D 技術在教育行業還存在著一些問題，但在經濟發展，教育學科門類日趨發展的今天，普及教育已經成為人們的共識，如今人們更加相信知識的力量。人們尤其是家長群體在這個經濟科技快速發展的時代中更加希望自己的孩子擁有極大的創造能力和動手操作能力，這種改變將會使人們更加容易接受3D技術教育課堂，為該教育模式提供的便利條件。