3D打印技术走进人大附中让学生创意变成现实

  摘要

  3D打印技术,是目前科技发展非常重要的课题,其在教育应用中亦有着深入的启蒙作用,对学生的智力发展、实践应用起到重要的促进作用。

  3D打印技术,是目前科技发展非常重要的课题,其在教育应用中亦有着深入的启蒙作用,对学生的智力发展、实践应用起到重要的促进作用。

  在国外,3D打印技术已十分普及,渗透到了人们生产生活的方方面面,包括汽车、玩具、服装等都可用3D技术打印而成。在我国,3D打印技术的推广和应用仍处于起步阶段。学校是发展自主3D打印技术的沃土,一台机器放在学校里,就意味着至少有几十甚至几百人受益。

  为推动3D打印技术在教育领域的普及应用,2013年1月,原航空航天部林宗棠部长建议:3D打印技术要从娃娃抓起,在全国青少年中播种十万颗3D打印创新种子。“3D打印创新教育播种”计划即被国务院及相关部委批准立项。此后,中央机关老干部康乐文化指导中心与北京紫熙科技发展有限公司共同成立中国3D打印创新培育工程组委会,贯彻落实这一科技培育任务。

  “在求知欲望和创造热情最旺盛的时候,让孩子站在科技发展最前沿”

  “科学创造未来,技术成就梦想”,在人民大学附属中学实验楼的墙壁上有这样几个醒目的大字。

  “这是我们的学生自己动手制作的3D打印机” ,人大附中教师李作林提起3D打印成果兴奋地说。2013年9月,出于浓厚的兴趣和一个美丽的梦想——自己动手制作一台3D打印机,人大附中的14个早培八年级的孩子在李作林等两位老师带领下,组团研究3D打印,还成了校本研修课程“3D打印与DIY”的主人。

  这群十三四岁的孩子自己到网上检索资料,了解相关原理,网上选购组件,加工,组装、调试、再调试,忙得不亦乐乎。

  经过将近一个学期的努力,两组孩子终于在2013年12月17日下午各自组装出了一台3D打印机,并成功打印出自己设计的作品——一个小小的六面体!两台机器共花经费8064元,比起30万—40万的市场价,着实令人震惊。

  就这样,从对3D打印知识的零基础,到现在自制3D打印机和基于3D打印开展的各种创新与研发,以3D打印为载体,这群可爱的师生开启了一段“艰辛而神奇的探索之旅、创造之旅”。

  如此高科技产品怎么会出自中学生之手?兴趣是最好的老师。“因为有兴趣,他们在整个研制过程中兴奋不已,废寝忘食;因为目标是独立制作,他们必须不断发现问题,寻找解决问题的办法,处于真正自主的状态。”人大附中校长刘彭芝说。

  2014年12月,人大附中获赠10台由紫煕科技发展有限公司自主研发的DM cube 3D打印机,加上原先的10多台,学校已有条件建立专门的3D 打印实验室。这个规划中的实验室“将有助学科建设、课程设计与3D打印进行深度融合”。

  创造力源于孩子的本心、天性和兴趣,学校和企业让前沿技术走进校园,正是为保证孩子发展的有力支持。正如刘彭芝所言:“培养学生的创新精神和实践能力,立意要超前,起点要高,要让孩子们在求知欲望和创造热情最旺盛的时候,就站在科技发展的最前沿,追求新发展。”

  “推倒应试教育的藩篱,变课堂上的被动记忆为课内外的主动探索”

  “学生的创造能力是很惊人的,他们的很多创意来自于生活,具有很高的使用价值,比如这个手机壳,还有这个手机架,都很受老师欢迎。我们学生的很多创作都被校内和校外的老师拿去用了。”李作林说。

  “只要想做东西,3D打印都可以用得上。”人大附中的一位同学说,“3D打印推广到学校后,我们不仅接触到了前沿技术,还多增加了一项技能。”

  能让创意成真,人大附中的3D打印选修课在短时间内已经吸引了40—50个学生。但使用3D打印机得至少学会一款三维设计软件才行,3D打印课程在全校的推广促使三维软件课程在全年级开始普及。

  目前3D打印机已应用在不少学校的科学实验课和手工劳技课上。学校的一些作业是在电脑上建模,但真正是实现到视觉上是什么样,只能通过电脑查看。“这些三维设计可能在电脑上看起来很完美,但是打印机打出来可以发现设计的瑕疵。”紫煕科技发展有限公司技术部总监马腾说。

  在马腾看来,3D打印机可以帮助学生实现“想做什么,自己就可以做”,推倒了应试教育的藩篱,变课堂上的被动记忆为课内外的主动探索。通过实际操作,3D打印机将学生的思维力和创造力转化为实实在在的有形物体。

  在国内学校开展3D打印课程的实践中,不少老师反映,3D打印课程确实具有非常良好的效果:3D打印技术是学生自主探索创新的工具,让学生在实际操作中可打印设计的创意制品。同时,作为教学辅助工具,可打印出任意复杂结构的教学模型,弥补教学中缺乏立体模具的缺陷,化抽象为具体,有助于营造真实的问题情景,提高学生高阶思维能力。

  “我们更愿意把3D打印看作是一个教学载体。也就是说,相比于打印机的操作应用,我们更关注3D打印机及3D打印技术本身的内涵。在3D打印机上,老师和学生做了很多方面的技术创新;基于3D打印技术,还能做很多后续的开发工作。”李作林说。