一篇文章帶你了解3D打印

一、什么是少兒3D打印？

3D打?。?D printing，又稱增材制造、積層制造）是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)，該技術(shù)*早在20世紀(jì)80年代中期由美國(guó)提出。

3D打印常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，對(duì)傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響，是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù)。

二、適合年齡

5歲兒童就可以了，開(kāi)發(fā)孩子的腦部發(fā)育，讓孩子的想象力畫(huà)出來(lái)，就跟神筆一樣比較神奇吧，而且價(jià)格也不貴。

三、為什么要讓孩子從小開(kāi)始學(xué)習(xí)？

早日發(fā)現(xiàn)孩子的創(chuàng)新能力，早發(fā)現(xiàn)早培養(yǎng)

1. 創(chuàng)新能力

主要包括創(chuàng)造思維能力，創(chuàng)造想象能力，創(chuàng)造性的計(jì)劃、組織與實(shí)施某種活動(dòng)的能力，這是創(chuàng)新的本質(zhì)力量之所在。

在歐美國(guó)家，很多學(xué)校都設(shè)置有創(chuàng)客課程，開(kāi)設(shè)創(chuàng)客空間，為學(xué)生基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)提供了環(huán)境、資源和機(jī)會(huì)。現(xiàn)在，在中國(guó)的教育機(jī)構(gòu)和校園里，也逐漸出現(xiàn)了創(chuàng)客教育的身影。

3D打印集創(chuàng)新教育、體驗(yàn)教育、項(xiàng)目學(xué)習(xí)等思想為一體，契合了學(xué)生富有好奇心和創(chuàng)造力的天性。主要以課程為載體，在創(chuàng)客空間的平臺(tái)下，融合科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、藝術(shù)等知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力以及解決問(wèn)題的能力。

2.玩玩具快樂(lè)，制作玩具更快樂(lè)

玩玩具已經(jīng)成為每個(gè)孩子的天生愛(ài)好。我們的課程始終以制作孩子們喜歡的玩具模型，如我的世界，甚至是組裝模型，遙控飛機(jī)等貫穿，并將這些模型3D打印機(jī)打印出來(lái)。將平面的東西立體化、虛擬的東西現(xiàn)實(shí)化，讓孩子體驗(yàn)自己創(chuàng)作玩具的樂(lè)趣。

3.響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，注重素質(zhì)教育

2015年9月10日教師節(jié)，教育部發(fā)指導(dǎo)意見(jiàn)，鼓勵(lì)探索STEAM 教育、創(chuàng)客教育等新教育模式。STEAM 分別代表著Science科學(xué)、Technolog技術(shù)、Engineering工程、Arts & Aviation藝術(shù)&航空、Math數(shù)學(xué)。它代表著教育不再只是注重課本知識(shí)，而是更注重學(xué)習(xí)過(guò)程，注重知識(shí)與生活的聯(lián)系。

目前，創(chuàng)客教育及STEAM 已經(jīng)成為了美國(guó)的素質(zhì)教育的核心，編程、3D打印、機(jī)器人、數(shù)字藝術(shù)等新技術(shù)也已經(jīng)走進(jìn)了美國(guó)的中小學(xué)校。

可見(jiàn)，3D打印課程也是中小學(xué)生素質(zhì)教育的核心課程。

4.把握政策支持，為

在北京市新中考改革方案中明確指出，在開(kāi)放性科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)分?jǐn)?shù)。新中考考試科目為語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、外語(yǔ)、歷史、地理、思想品德、物理、生物(580分。其中，物理、生物(化學(xué))、歷史、地理、思想品德五門(mén)考試科目滿分均為100分，每科都包含10分開(kāi)放性社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)分?jǐn)?shù)。 

5.多方面培養(yǎng)孩子的創(chuàng)新精神

3D打印技術(shù)可以給學(xué)生的“學(xué)習(xí)方式”帶來(lái)新的思考，讓抽象的教學(xué)概念更加容易理解，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)、數(shù)學(xué)尤其是工程和設(shè)計(jì)創(chuàng)意的興趣，帶來(lái)實(shí)踐與理論、知識(shí)與思維、現(xiàn)實(shí)與未來(lái)三方面的相互結(jié)合。具體表現(xiàn)為：①3D打印讓學(xué)生的想象更容易變成現(xiàn)實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐。②學(xué)習(xí)運(yùn)用簡(jiǎn)易建模軟件，發(fā)展學(xué)生立體空間思維。③3D打印實(shí)體的觸覺(jué)過(guò)程，為學(xué)生建立一種新型的學(xué)習(xí)通道。④選擇貼近生活的建模主題，培養(yǎng)學(xué)生解決生活實(shí)際問(wèn)題的能力。

藝術(shù)人文方面：建立“立體美術(shù)”思維，從審美教育角度培養(yǎng)學(xué)生對(duì)點(diǎn)、線、面以及美術(shù)準(zhǔn)則的感知，體驗(yàn)，將3D打印與人文品味結(jié)合起來(lái)

科技制造方面：建立“成果引導(dǎo)”思維，提供獨(dú)立開(kāi)展創(chuàng)作于創(chuàng)造的空間，從實(shí)踐教育角度設(shè)計(jì)課程和活動(dòng)，做中學(xué)，邊學(xué)邊做，學(xué)以致用。

數(shù)字創(chuàng)意方面：建立“軟件”應(yīng)用思維，重視數(shù)字化工具的應(yīng)用于教學(xué)，培養(yǎng)數(shù)字化的素養(yǎng)和習(xí)慣，幫助學(xué)生掌握數(shù)字化創(chuàng)造的基本技能。

四、學(xué)習(xí)階段的劃分

3D打印這門(mén)技術(shù)，孩子需要掌握的話需要怎樣的年齡細(xì)分呢？每一個(gè)年齡階段需要掌握的知識(shí)點(diǎn)又如何進(jìn)行劃分？

第一階段（幼兒園中班-小學(xué)1年級(jí)），這一階段的孩子剛剛跨過(guò)了早教的智力開(kāi)發(fā)門(mén)檻，正是處于什么都希望嘗試、什么都好奇的階段，本身沒(méi)有什么課業(yè)壓力，探索求知新鮮事物就是*主要的任務(wù)了。這個(gè)時(shí)候的家長(zhǎng)也會(huì)更多的給予孩子自由時(shí)間，會(huì)給孩子們更多的空間。所以這個(gè)時(shí)候的教學(xué)需要“簡(jiǎn)單”“快速出成果”“引發(fā)聯(lián)想”“三個(gè)緯度進(jìn)行展開(kāi)，同時(shí)在教學(xué)內(nèi)容上加大對(duì)于“能動(dòng)”“能亮”“可觸摸”的三個(gè)部分投入。

“簡(jiǎn)單”“快速出成果”“引發(fā)聯(lián)想”就是要舍棄3D打印高科技操作的部分，直至主題，直接通過(guò)動(dòng)手、動(dòng)腦、故事這些方式新型聯(lián)動(dòng)，讓孩子們能夠觀看相關(guān)的3D打印相關(guān)影視作品，同時(shí)可以用肢體觸摸方式對(duì)于3D打印的作品，讓孩子們觀看3D打印機(jī)“滴滴答答”一層層堆疊累加的成型過(guò)程。我記得之前在果殼“趣味3D打印那些事”欄目的2篇文章里提到相關(guān)的影視作品，完全可以套用過(guò)來(lái)，只不過(guò)這時(shí)候非常消耗師資，確切點(diǎn)說(shuō)就是授課教師的親和力、互動(dòng)能力、講故事的能力，而3D打印技術(shù)則會(huì)相對(duì)較弱。

第二階段（小學(xué)2年級(jí)-小學(xué)5年級(jí)），這個(gè)階段的孩子已經(jīng)從科技的懵懂階段走出來(lái)了，北京、上海這些大城市的孩子可能很多高科技什么4D電影、VR游戲都見(jiàn)過(guò)了，對(duì)于這個(gè)階段的孩子除了要吸引眼球意外，能自己親自上陣動(dòng)手實(shí)操才是關(guān)鍵。同樣要注意使用“易上手”的操作，讓孩子快型，只不過(guò)這個(gè)是后要借助的是各種趣味主題。中小學(xué)3D打印學(xué)生作品展示

在講述3D打印成型原理這個(gè)階段，一層一層的堆疊成型就可以通過(guò)擠牙膏做實(shí)驗(yàn)的方式讓孩子們來(lái)體會(huì)，還有一種“拉花”這種玩具作為輔助教具，最重要的是要有一臺(tái)在安全演示前提下的3D打印機(jī)器在工作。當(dāng)然，3D打印筆作為入門(mén)幾節(jié)內(nèi)容是比較好的選擇，只不過(guò)3D打印筆屬于2D的作品，充其量就是2.5D的拼接作品，入門(mén)可以，深入難。

第三階段（小學(xué)6年級(jí)-初中2年級(jí)），這個(gè)階段的孩子如果是循序漸進(jìn)一步步學(xué)來(lái)，*需要的就是炫耀自己的造物小技巧了，所以“炫耀”技術(shù)是關(guān)鍵，盡管說(shuō)3D打印的技術(shù)他們并不怎么樣，正所謂“一瓶子不滿，半瓶子晃蕩”，那就干脆讓孩子們的心蕩漾起來(lái)。這個(gè)時(shí)候不應(yīng)滿足基礎(chǔ)幾何體堆砌造物的部分，需要大量加入三維成型過(guò)程的制作，特別是將作品從簡(jiǎn)單到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化，這樣也會(huì)出現(xiàn)優(yōu)秀的作品。

除了對(duì)于單個(gè)作品的復(fù)雜程度炫耀之外，對(duì)于常規(guī)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)也是非常有意思的驗(yàn)證，因?yàn)殡S著三維設(shè)計(jì)工具的選擇提高，三維設(shè)計(jì)軟件功能也會(huì)大大加強(qiáng)，很多想多半專業(yè)的三維軟件、三維切片軟件、3D打印機(jī)都可以模擬真實(shí)物理、數(shù)學(xué)的狀況，材料隨著溫度的改變而發(fā)生的可視性變化也是非常好的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，SO，實(shí)驗(yàn)方式的3D打印課程就是非常有趣的嘗試。這里順帶做個(gè)廣告，國(guó)內(nèi)第*套基于3D打印實(shí)驗(yàn)的課程是貝勒?qǐng)F(tuán)隊(duì)創(chuàng)作出版的，受到過(guò)北師大的鑒定，這里還是蠻自豪的。這樣孩子們就可以很好的“炫耀”自己的技能，而且是多角度的展示自我，而這個(gè)時(shí)候的3D打印技術(shù)、設(shè)計(jì)理念等等才開(kāi)始真正從“四大皆空”中走向成熟。

第四階段（初中3年級(jí)-高中2年級(jí)），這一階段的學(xué)生會(huì)面臨著升學(xué)甚至是職業(yè)選擇的問(wèn)題，所以單純的趣味內(nèi)容和融合式3D打印內(nèi)容是不能夠滿足需求的。隨之而來(lái)的是更加深入的探究3D打印相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

難道這樣的分齡教學(xué)3D打印就是合理的么？這樣的分層結(jié)構(gòu)就是恰當(dāng)?shù)拿?？答案是否定的，隨著科技的快速發(fā)展，孩子們會(huì)在年幼時(shí)耳濡目染，他們的認(rèn)知快速發(fā)展會(huì)呈現(xiàn)低齡化，所以我們需要不斷更新優(yōu)化教學(xué)系統(tǒng)，以適應(yīng)不斷變化的教學(xué)對(duì)象認(rèn)知程度。

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