创客教育下的3D打印技术应用与探索

黄小龙

摘 要 社会的进步与发展孕育出各种类型的新鲜事物与新型行业，而“创客”作为互联网的热搜词汇，已受到全社会的普遍关注。随着智能化、信息化技术的迅猛发展，3D打印技术实现了新突破，将3D打印技术应用在教育教学领域，为教育教学注入全新理念，成为当今社会的流行元素。

关键词 创客教育;3D打印技术;应用与探索

1 3D打印技术的概念解读

3D打印技术以一种数字模型文件为基础，运用塑料以及粉末状金属等可黏合的材料，通过逐层堆叠累积的方式来构筑某一物体，它属于一种快速的成形技术。比如常见的人的牙齿以及汽车的相关零部件，用3D打印技术生产制造出的模型。这项技术能够将计算机中的实物，以实体模型的形式呈现在人们面前，实物的各种特性能够清晰直观地反映出来。

3D打印技术属于高科技应用技术，至今并未形成一个独立的体系与统一的标准。从3D打印材料上进行分析，主要包括塑料膜、低熔点丝材以及粉末材料等。目前，在教育领域，利用3D打印技术所应用的材料大多属于低熔点丝材，这样打印出的模型效果更加逼真[1]。

2 3D打印技术在教育领域的应用现状

3D打印技术初期应用于航空航天、军事及机械制造行业。教育领域还未得到普遍应用，但国内一些知名学校在教学课堂已经率先应用3D打印技术，并初见成效。随着应用成果的广泛传播，国内其他学校纷纷予以效仿，购置3D打印设备，成立3D打印团队，同时以3D打印技术为出发点，开展各种比赛活动和实践专题活动，3D打印技术逐步成为教育领域一枝独秀的领先科技。

3 创客教育与3D打印技术的关联

创客从本意上理解是指具有创新理念与创业精神的群体，创客教育就是在现代教育体制下应用创客精神对学生进行创新思维、拓展思维的培养，激发学生的创作与创造灵感。而3D打印技术与创客教育的有机融合恰恰能够体现出创新理念，根据学生创造出的作品，以3D模型的形式展现出來，能够帮助学生快速提升创新设计能力，激发学生的空间想象能力。因此，二者相辅相成、相得益彰，在创客教育背景下，3D打印技术更加突显实用价值与创新价值。

4 创客教育下3D打印技术的实际应用

4.1 开设3D打印课程，激发学生的学习兴趣

通过3D打印技术，学生可以将自己的创新想法设计出来，并以模型的形式从打印机端口输出，学生们可以借助于实物模型，直观的观看到自己的设计成果。目前，国外的一些教育机构已将3D打印技术应用在幼儿园教育以及中小学教育当中，并逐步得到推广。学生们应用3D打印技术能够构思、创意一些新奇的实物，比如生活用具、智力玩具、汽车飞机模型等。3D打印课程的设置不但激发了学生的学习兴趣，而且也提高了学生的动手动脑能力，构建了一个“玩中学、学中做、做中玩”的良性循环实践学习氛围。

4.2 3D打印技术成为教学的辅助工具

随着教学内容与学生学习内容的不断增加，学生在学习过程中，如果将结合创客教育，并利用3D打印机将学生的想法和创意打印出来，对提升学生的学习成绩将大有裨益。比如在学到数学学科时，如果将圆柱体、球体以及多面体，通过3D打印机输出模型，学生能够快速了解和掌握空间图形的各种特性。而对于美术学科来说，能够将教材中的平面艺术品转变为现实生活中的实物模型，对提升学生的审美能力起到积极的促进作用。

4.3 3D打印技术改变了教学模式

3D打印技术属于一门新兴的科学技术，许多学生对这项技术抱有新奇感，教学课堂，如果老师利用3D打印技术开展教学活动，能够吸引学生们的注意力，增进师生之间的交流。与传统教学相结合，引导学生在思维能力实现突破和创新。应用3D打印技术，看起来只是一个简单的模型输出过程，但是在创客背景下，学生们的想象力丰富无限，可通过3D打印机输出实物模型，实现创新想法的过程。他们亲眼所见自己的创意借助于桌面打印机得到实现，3D打印机将过去单调枯燥的教学课堂一时间变得气氛活跃，进而也使教学模式由“以教为主”转变成了“以学为主、以钻研为主”的模式，新模式的开启提升学生的学习能力。

4.4 3D打印技术在创客教育领域的应用前景

创客教育是当下乃至未来教育领域当中的先进教育理念，目前，国内许多教育机构积极响应国家号召，纷纷在中小学以及大学院校推广创客教育，广大教师也积极转变思想观念，紧跟时代发展步伐，以创客教育理念为出发点，不断创新课堂教学模式，将创客教育融入实际教学当中，并收到了理想的教学效果。未来的3D打印技术必将成为即微课教学后的又一全新的教学模式，也必将得到学生的认可和赞同。

5 3D打印技术在创客教育领域的应用局限性

创客教育不仅包括3D打印课程，同时也涵盖了创意机器人、创意编程、电子类的创客课程等，这就要求教师在掌握专业课程的基础上，还要兼顾学习创客领域的知识。由于3D打印机在市场上的销售价格比较昂贵，而且维修起来费时费力，加大了学校的投入成本。尤其对于一些较为复杂的模型，需要的打印材料较多，打印次数也相应增多，这就出现了浪费材料的现象，而且对于类似的模型，打印出的模型效果也差强人意，精度不够、样式不美观、构造欠缺，如果再次打印，又会提高打印成本，存在资金较短缺等问题。因此，3D打印技术在教育领域的推广也将是一项长期而艰巨的任务。

6 结束语

每一项新型技术的出现都是社会进步的标志，3D打印技术虽然在我国的发展周期短，但是，经过科研人员的不懈努力，相关的技术难题也逐一被攻克。尤其在创客教育背景下的实际应用，不仅丰满了教育体系框架，而且也填补了教育领域当中的科技创新空白，为广大教师提供了先进的教学工具，也为学生创造了内涵丰富的创新想象空间。

参考文献

[1] 韩奇，钟红，魏晓风.3D打印技术在中小学教育的应用研究[J].电脑知识与技术，2018，14（20）：141-142，144.