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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 智造快訊】縱觀，近年來3D打印在上的教育應(yīng)用已經(jīng)非常普及：美國(guó)幾乎每個(gè)中小學(xué)都配置了3D打印機(jī)，用于基礎(chǔ)工具設(shè)計(jì)與生活應(yīng)用；英國(guó)的中學(xué)加入了3D建模及計(jì)算機(jī)應(yīng)用；德國(guó)基于雄厚的科技力量，重點(diǎn)培養(yǎng)、提升3D打印等相關(guān)學(xué)科。
3D打印進(jìn)校園 推動(dòng)教育教學(xué)模式創(chuàng)新
在此背景下，我國(guó)有關(guān)部門先后采取了多種措施，大力推進(jìn)3D打印進(jìn)校園，并致力于促進(jìn)中小學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)一步提升。為推動(dòng)我國(guó)教育事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展，有關(guān)部門也出臺(tái)了一系列政策。早在2017年9月 ，在教育部印發(fā)的《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》中，就將“3D設(shè)計(jì)與打印技術(shù)的初步應(yīng)用”列為一大重點(diǎn)內(nèi)容。
2018年1月，教育部印發(fā)了《普通高中課程方案和語(yǔ)文等學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》。其中，3D打印被納入《17-1834普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》和《17-1847普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》兩大文件中。在政策引導(dǎo)和業(yè)內(nèi)人士的共同推動(dòng)下，近兩年3D打印已逐步進(jìn)入中小學(xué)校園，并日益成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要工具。
從總體來看，3D打印在教育領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括校外培訓(xùn)、中小學(xué)教學(xué)應(yīng)用、高校教學(xué)應(yīng)用、科研開發(fā)等幾種類型。目前，不僅各大高校開始積極設(shè)置3D打印實(shí)驗(yàn)室，就連中小學(xué)也逐步引入3D打印設(shè)備和教具。
對(duì)于高校教育而言，學(xué)生通過借助3D打印機(jī)等設(shè)備，可以親身體驗(yàn)到橋梁、房屋等建筑模型的制作過程，并全面觀察某個(gè)建筑的外在結(jié)構(gòu)，以此獲得更加深刻的體會(huì)。借助3D打印技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行人才培養(yǎng)，可以使技術(shù)與知識(shí)密切結(jié)合，給學(xué)生更多開放式的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，讓課本知識(shí)能更有效地應(yīng)用于實(shí)踐。
就具體學(xué)科而言，3D打印無疑為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供了一種全新的方式。例如，數(shù)學(xué)學(xué)科。數(shù)學(xué)學(xué)科中關(guān)于立體幾何，在中學(xué)和小學(xué)都有相關(guān)的內(nèi)容。這部分內(nèi)容對(duì)于學(xué)生來說，往往都是難點(diǎn)。以往在這部分教學(xué)內(nèi)容上，教師大多采用畫分解圖，或者通過口頭講解等方法幫助學(xué)生理解幾何體的變化，教具的準(zhǔn)備往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，教學(xué)效果卻不理想。
有了3D打印技術(shù)后，教師可以很方便地給學(xué)生打印出所需的幾何體，并根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行切割或做其他的變化，這樣的教學(xué)方式可謂是事半功倍，有效破解了問題的難點(diǎn)。 又如，生物學(xué)科，3D打印可以讓細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)“活”起來，變得更加立體。
學(xué)生在學(xué)習(xí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、血管的構(gòu)造、大腦皮層的結(jié)構(gòu)等內(nèi)容時(shí)，教師可以把細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖和血管結(jié)構(gòu)圖放大并打印出來，也可以把大腦皮層的結(jié)構(gòu)圖放大并打印出來。有了這些打印出來的材料，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)可以變得更加輕松。
實(shí)際上，不論是數(shù)學(xué)學(xué)科也好，生物學(xué)科也罷，通過運(yùn)用3D打印技術(shù)，虛擬世界與實(shí)體世界可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合。借助3D打印技術(shù)及設(shè)備建立起實(shí)物的三維模型后，學(xué)生能看到立體形象的實(shí)物模型，這樣就有助于學(xué)生進(jìn)一步深化對(duì)抽象概念的理解，讓學(xué)習(xí)充滿趣味。
據(jù)教育專家分析，3D打印不僅在校園教育中發(fā)揮著重要作用，其對(duì)于高校科研也意義重大。借助3D打印機(jī)等設(shè)備，各高校可以進(jìn)行多門學(xué)科的科研活動(dòng)，進(jìn)而大大加快科研進(jìn)程，節(jié)約寶貴的時(shí)間，并推動(dòng)科研新成果的面世。
歸根結(jié)底，3D打印進(jìn)校園，不僅需要學(xué)校以開放的態(tài)度去接受這一新事物，更需要家長(zhǎng)、教育部門等多方的支持。今后，隨著技術(shù)的不斷成熟，3D打印將在教育領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，傳統(tǒng)教育模式也將在3D打印等技術(shù)的推動(dòng)下加快向著現(xiàn)代化方向轉(zhuǎn)變。屆時(shí)，我國(guó)的教育建設(shè)將會(huì)取得累累碩果。
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