浅谈3D打印与创客教育

摘 要：在第三次工业革命新浪潮背景下，3D打印作为一种兴起的快速成型技术，蕴含着“创造、创新”思维。将3D打印引入创客教育，开启了一场互联网+教育的“革命”，以3D打印为载体，着力探索基于3D打印技术下的创客教育，扭转传统“教”与“学”的方式。

关键词：3D打印；创客教育；智客思维

一、 教育理论：基于3D打印的创客教育体系

基于3D打印的创客教育体系（如图1）是一个融合有新一代信息技术的创造性学习环境，协同推进理论、技术和应用，让3D打印成为创客教育的具有革命性影响的常态技术，构建基于3D打印的创客教育支持体系，不断演进和更新3D打印创客教育理论，丰富创客学习样态，拓展创造性学习形式，使学生获得创客个性化学习服务，体验3D打印个性化技术，培养不一样的“智客”。

二、 实践成效：基于3D打印的创客教育具体应用

1. 创客案例：水上垃圾收集器

水上垃圾收集器是专门为了清理湖泊河流、海面的漂浮垃圾而设计的，美丽的外观、无需外动力的机械化设计，使得水上垃圾收集器成为水上一道风景线，是3D打印创客的“制胜法宝”，集环保和创意于一体，充分展现了学生动手操作能力和创新能力，体现学生对环保意识的重视，以及高度关注地球生存环境。

（1） 设计基本思路：湖泊河流、海面漂浮的垃圾多，但是人工清理又耗时费力。通过设计水上垃圾收集器，利用船只作为垃圾收集清理的载体，对设计进行简单改装，实现清理水上垃圾的目的。

（2） 关键技术和主要指标：浮动收集口、传动系统；力学可实现性、船速、传动比、排水量、传动周期、收集器体积变化量。

（3） 设计创新点：第一，以船只为载体，带动叶轮转动进行垃圾清理，无需其他动力，设计节能、环保、高效；第二，设计浮动收集口，增强收集器适应性，可以在不同水域进行垃圾收集，实现高效清理水面垃圾；第三，垃圾收集器的结构简单；第四，无需专人看护垃圾清理，智能化收集垃圾，节约人力。

水上垃圾收集器是浙江私立诸暨高级中学3D创客班“环卫地球队”所设计制作，水上垃圾收集器是学生结合所学3D打印技术制作的、极具创意的3D作品，在2016国际新科技大赛中一鸣惊人，在评选中征服大赛领导专家，脱颖而出，获得大赛唯一的特等奖。

2. 基于3D打印的创客教育成效

通过开展基于3D打印的创客教育，提高学生综合能力，具体表现为：

（1） 激活学生创客学习积极性：在3D打印创客教育中，学生的学习过程呈现为DIY样态，学生独立构思，利用3D打印转变为实体化模型，让学生的抽象概念和设计，成为现实世界，让学习变得更加直观生动。创客教育为学生学习开辟新空间，学生融入3D打印活动，激活学生实践积极性，增强学生学习热情。

（2） 提高学生创客动手能力：基于3D打印的创客教育离不开学生的实践操作，从构思、设计……验证到打印，需要学生全程参与学习。在设置基于3D打印的创客教育中，学生通过交流学习，完成3D打印创客教育任务，促进学生观察能力、制作设计能力和实践操作能力发展，提高学生创客动手能力。

（3） 培养学生创客创新能力：利用3D打印技术，帮助学生将个性化想法转变为极具创造性价值的实际，增强学生创客体验，提高学生想象力发展，打通创客教育新路径。在3D打印实践活動中，全面提高学生思维能力、设计思维和动手能力，推动学生创新精神和能力发展，培养出不一样的“智客”。

三、 结论

3D打印与创客教育对互联网+时代“智客”的教育和培育具有重要意义。3D打印引入创客教育中，如火如荼的普及和应用，为创客教育提供新视野和新方法，运用“理论与实践相结合”的教育学理念和“设计思维”为参照的教学环节，共同促进创客教育改革实践。在基于3D打印创客教育中，遵循理念，以课程为导向，以演示法、讨论法和实验法，向学生呈现出3D打印的创客教育，促进学生进行创意构想，在可视化的知识中让学生“学中做”，完成模型实物化制作。经过创客教育实践证明，在水上垃圾收集器实际成果面前，每位学生学习兴趣提高了，培养学生创客动手能力和创客创新能力，创客教育效果显著。可以预见，通过3D打印与创客教育，可以更好地服务于学生，促进创客教育进一步发展，培养出不一样的“智客”！

参考文献：

[1]孙江山，吴永和，任友群.3D打印教育创新：创客空间、创新实验室和STEAM[J].现代远程教育研究，2015，（04）：96-103.

[2]周迎春.3D建模打印折射创客教育新路径[J].中国教育技术装备，2016，（21）：46-49.

作者简介：

徐朝君，浙江省绍兴市，私立诸暨高级中学。endprint