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魔猴君 知識(shí)堂 3184天前
3D印技術(shù)(shù)就是這些新興技術(shù)(shù)中的一項(xiàng)?!督?jīng)濟(jì)學(xué)(xué)人》雜志認(rèn)為3D打印技術(shù)(shù)將成為第三次工業(yè)(yè)革命的關(guān)(guān)鍵性技術(shù)(shù),將改變大規(guī)模生產(chǎn)(chǎn)的方式。3D打印技術(shù)(shù)是快速成型技術(shù)(shù)的一種,它是以一種數(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,通常通過(guò)(guò)逐層打印的方式來(lái)(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)(shù)???/span>速成型技術(shù)(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)(fā)展起來(lái)(lái)的一種制造新技術(shù)(shù)。3D打印機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)從計(jì)算機(jī)的軟件設(shè)計(jì)虛擬三維模型到打印實(shí)(shí)物的功能,具有打印精度高,易用性,個(gè)(gè)性化等特點(diǎn)(diǎn)。3D打印機(jī)所采用的材料都是一些可以姓固化反應(yīng)的材料。如今,可以用作3D打印材料的原材料更加多樣化,包括陶瓷、金屬、樹(shù)(shù)脂、塑料、高纖維等,甚至包括人體細(xì)胞。3D打印種類(lèi)豐富,根據(jù)目前的應(yīng)用可分為兩大類(lèi):一類(lèi)是粉末式3D打印機(jī),另一類(lèi)是噴塑3DJT印機(jī)。
3D打印運(yùn)用于教育教學(xué)(xué)中有多種方式,隨著(zhù)近幾年3D打印技術(shù)(shù)的成熟,以及教育工作者的參與,國(guó)內(nèi)已經(jīng)(jīng)有非常多的學(xué)(xué)校將3D打印技術(shù)(shù)納入到自己的課程體系中, 或是出現(xiàn)在不同課程中作為工具使用。有的學(xué)(xué)校采取獨(dú)立開(kāi)(kāi)設(shè)3D打印設(shè)計(jì)的校本課程,供感興趣的學(xué)(xué)生選修學(xué)(xué)習(xí)。課程重點(diǎn)(diǎn)基本是掌握桌面級(jí)打印技術(shù)(shù),并?;鈧邪l(fā)(fā)現(xiàn)問(wèn)(wèn)題,用3D打印技術(shù)(shù)改造事物。也有的學(xué)(xué)校將課程重點(diǎn)(diǎn)放在了 3D打印技術(shù)(shù)與各學(xué)(xué)科的緊密結(jié)合上,開(kāi)(kāi)發(fā)(fā)出了不同的3D打印專(zhuān)題領(lǐng)(lǐng)域,包括藝術(shù)(shù)類(lèi)、工程類(lèi)、科學(xué)(xué)類(lèi)等。還有的學(xué)(xué)校甚至將3D打印課程設(shè)置為全年級(jí)必修課,給全體學(xué)(xué)生更多接觸3D打印技術(shù)(shù)、運(yùn)用3D打印技術(shù)(shù)的機(jī)會(huì )(huì)。
無(wú)(wú)論以何種方式開(kāi)(kāi)展課程,3D打印課程對(duì)于學(xué)(xué)生來(lái)(lái)說(shuō)(shuō)重點(diǎn)(diǎn)培養(yǎng)的是他們?cè)謁姆矯嫻哪芰Γ嚎臻g思維能力、工程改造能力、科學(xué)(xué)探究能力和藝術(shù)(shù)表達(dá)能力。這四方面的能力并非3D打印課程必須涵蓋的,而是需要在課程深入實(shí)(shí)施過(guò)(guò)程中根據(jù)學(xué)(xué)生不同個(gè)(gè)性與需求去不斷激發(fā)(fā)的。
空間思維能力。學(xué)(xué)生在初步接觸三維軟件建模過(guò)(guò)程中,需要不斷嘗試、試錯(cuò)、驗(yàn)證并尋找空間規(guī)律??臻g立體思維是建立在真實(shí)(shí)三維的場(chǎng)(chǎng)景中的,但是在創(chuàng )(chuàng)建過(guò)(guò)程中還需要綜合考慮平面透視原理。學(xué)(xué)生需要巧妙地運(yùn)用各種切割、推拉、延展、分段、旋轉(zhuǎn)、跟蹤軌跡等工具的,創(chuàng )(chuàng)建不同的三維模型。學(xué)(xué)生對(duì)點(diǎn)(diǎn)線(xiàn)面有了更進(jìn)(jìn)一步的認(rèn)識(shí)之后,對(duì)空間中點(diǎn)(diǎn)線(xiàn)面的關(guān)(guān)系才會(huì )(huì)有更多可操作性的體會(huì )(huì)。
工程改造能力。3D打印技術(shù)(shù)可以打印出各種各樣的物件,但是大部分物件需要符合最基本的工程力學(xué)(xué)原理、工程結(jié)構(gòu)原理等。通過(guò)(guò)對(duì)不同難度的物件創(chuàng )(chuàng)造,學(xué)(xué)生們能在動(dòng)(dòng)手實(shí)(shí)踐與模型設(shè)計(jì)修復(fù)中不斷提升自己的工程改造能力。
科學(xué)(xué)探究能力。學(xué)(xué)生們可以將科學(xué)(xué)原理運(yùn)用于具體的科學(xué)(xué)探究活動(dòng)(dòng)中,借助3D打印技術(shù)(shù)能夠更加深入地實(shí)(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)(chǎng)景的驗(yàn)證過(guò)(guò)程。學(xué)(xué)生們通過(guò)(guò)設(shè)計(jì)模型投入實(shí)(shí)驗(yàn)場(chǎng)(chǎng)景,根據(jù)實(shí)(shí)驗(yàn)場(chǎng)(chǎng)景反饋數(shù)據(jù)改進(jìn)(jìn)設(shè)計(jì)方案,再到具體的實(shí)(shí)驗(yàn)場(chǎng)(chǎng)景。3D打印技術(shù)(shù)讓過(guò)(guò)去很多只能停留于紙面的公式驗(yàn)算,變成了可以“看得見(jiàn)(jiàn),摸得著(zhù)”的具體驗(yàn)證?;讜O(shè)計(jì)的科學(xué)(xué)探究有了進(jìn)(jìn)一步的發(fā)(fā)展。
藝術(shù)(shù)表達(dá)能力。3D打印作為一種工具,同樣可以延伸為一種藝術(shù)(shù)表達(dá)工具。學(xué)(xué)生可以根據(jù)自己的喜好,將3D打印作為一種新的藝術(shù)(shù)表達(dá)形式,創(chuàng )(chuàng)作出更多樣化的作品。
總之,3D打印技術(shù)(shù)是一門(mén)(mén)新興的技術(shù)(shù),其技術(shù)(shù)本身還遠(yuǎn)沒(méi)(méi)有定型。3D打印技術(shù)(shù)運(yùn)用于教育也是如此,在不確定中尋找其教育與學(xué)(xué)習(xí)的意義。從技術(shù)(shù)本身來(lái)(lái)說(shuō)(shuō),學(xué)(xué)習(xí)3D打印技術(shù)(shù)有助于學(xué)(xué)生們空間思維能力的增強(qiáng)。而從更廣泛的跨學(xué)(xué)科項(xiàng)目角度延伸出去,又有助于培養(yǎng)學(xué)(xué)生的工程改造能力、科學(xué)(xué)探究能力和藝術(shù)(shù)表達(dá)能力?;蛟S在這樣一個(gè)(gè)快速發(fā)(fā)展的時(shí)(shí)代,教師和學(xué)(xué)生一起擁抱新技術(shù)(shù),一起尋得新的意義本身就是一個(gè)(gè)非常有價(jià)(jià)值又讓人充滿(mǎn)幸福的教育過(guò)(guò)程。