3D 打印技术在校园的应用

徐嘉贞 台州学院

引言

自2016 年教育部提出“在有条件的地区要积极探索信息技术在各种新的教学模式中的应用”后，STEAM 教育正式进入群众的视野。在时代的发展下，教育局限在理论研究远远不够，课程创新给中小学校园提出了一个又一个难题，而在3D 技术发展的前提下，这些难题在一定程度上得到了解决。3D 技术融入教育，不仅仅是满足实践课程的需要，更能融入各学科，解决常规课堂的局限性。

1 3D 技术进校园的需求分析

3D 打印教育的教育对象以青少年为主，面对这一群体，新鲜好玩的3D 教育课程模式、自主动手制作DIY 等会引发学生极大的兴趣。在2016 年二胎政策落地后，青少年的市场越来越好，给孩子良好的教育已经成为了许多家长迫切的需求。随着时代的不断进步，从小培养孩子们的创造力和艺术创作能力逐渐成为青少年教育的核心，再加上国家对青少年科技创新的逐步重视和相关政策的扶持，吸引着家长的投资。通过发放问卷和走访调查等形式发现，94.74%的家长赞成3D 打印技术融入教学，大部分教师认为3D 打印技术进校园是个不错的想法，目前也有一些中小学已经引进了3D 打印笔，但3D 打印笔对编程思维有些局限性，3D 打印技术进校园恰好满足学校实践操作课程的需要。

2 3D 技术在教育行业的发展动态

在教育领域中，3D 打印技术的价值和应用已经引起了国内外政府和组织的重视，上海、广东、青岛等地区已经将3D 打印技术引进教育领域，并针对其教育价值进行了系统研究，得出了一些教育成果。先进地区的青少年活动中心已经配备了3D 打印机和扫描仪，同时定期邀请技术专家进行讲解教学，指导学生自行设计产品。国外对于3D打印的技术研究较早，美国在20 世纪初就以项目的方式在高中阶段推进3D 打印技术；英国在“人类的学习可以通过制造和分享的过程产生”的教育理念下，教育部等机构同3D 打印机厂商协调合作，为校园内的3D 打印教育提供技术支撑。

3 3D 技术进校园的可能存在的问题及解决途径

3D 打印技术在教育行业可以说是新兴技术，它的教育标准并没有完全建立，流通在各个地区和学校的3D 打印机的质量也参差不齐。从教学质量上看，3D 打印相关的实践课程，其质量、安全、教育适用性等方面都没办法得到保障；从教育资源来看，不论是课程理论、教学案例还是授课老师，都十分匮乏；从教育资金来看，3D 打印软件及其相关实验室的配套设施费用需求大，部分学校配备能力不足，没办法满足发展需要。

从教学质量上来看，关注国家相应的政策方针，在长期合作的情况下保证3D 打印机的售后保障工作，分年级、分班级试点教学；从教育资源上来看，学校可以结合当地青少年宫和科技场馆，自主培养教师团队，编写教材；从教育资金来看，借助国家对3D 打印等科技创新行业的重视和鼓励，迎头而上，借助政策向政府争取场地支持。

4 3D 打印技术进校园的应用

3D 打印教育是3D 技术和教育的结合体，注重的是人才创新及学生实践能力的培养。学生主动地动手完成自己感兴趣的项目，创造新事物，获得新技能。这与现下推行的“做中学，玩中学”的理念相吻合，引发了越来越多教育者的思考和共鸣。在校园内，3D 打印技术不仅是综合实践课程的选择之一，也能辅助学生在学习中找到兴趣，通过自己动手、动脑来获取学科知识。

4.1 与地理学科相结合

学生可以通过信息技术课堂上学到的3D 建模，设计出地理模型，如山脉、地形等。教师把这一技术应用到地理课上，有利于把枯燥的知识点转换成时间活动，直观地加深地理记忆，升华课本知识。

4.2 与美术学科相结合

美术主要培养的是学生学生的鉴赏、创造、联想等能力。3D 打印技术与美术学科相结合，通过美术创意及3D 技术，将纸上的作品用3D 建模做出来，再打印出来，可以创造出更精美的作品。又或是涂色、描绘这样简单的描色工具。也会让美术作品更具价值。

4.3 与数学学科相结合

数学中立体几何属于抽象的知识，让学生自己动手操作模型，把抽象的东西变成实实在在的无题，很多问题就会迎刃而解。像对称轴、坐标系等等知识也会相对清晰。

5 结语

由于儿童好奇心的趋势，3D 打印技术在校园中的应用远不止于此，学生可以突破限制，为教育的发展提供无限可能。尽管3D 技术在教育行业还存在着一些问题，但在经济发展，教育学科门类日趋发展的今天，普及教育已经成为人们的共识，如今人们更加相信知识的力量。人们尤其是家长群体在这个经济科技快速发展的时代中更加希望自己的孩子拥有极大的创造能力和动手操作能力，这种改变将会使人们更加容易接受3D技术教育课堂，为该教育模式提供的便利条件。