創新教育

張靈富　石楊聰

如今學生學習所處的傳統課堂年代，所學的課程理論性太強，死記抽象概念，不注重個性化、千篇一律的教學，使教學失去互動性，讓學生倍感枯燥。課件資源貧乏也讓我們教育工作者束手無策，什么樣的課堂教育是最好的？中小學教育缺什么？歸根到底，缺創新，開放式的創新！

童話故事中的神筆馬良，可以隨意畫出自己想要的東西。隨著科技的發展，我們的學生可以實現夢想，利用3D打印技術，學生可以輕松打印或繪制出想象的立體物品，成為現實版的神筆馬良。

一、3D打印技術概述

3D打印（3DP）即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印技術出現在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。

二、3D打印在教育方面的現狀

隨著3D打印技術的普及，已作為創新教育的一個重要變革方式悄然進入校園，徹底挑戰了傳統課堂模式。例如目前多所學校采用面向中小學的3D設計軟件，協助學校開設中小學3D打印課程，增加學習的趣味性和提高學習熱情，將極大發展學生動手和動腦的能力，從而實現開放式的課堂培養方式的變革。

為了滿足中小學生全面而個性化發展的需求，進一步促進中小學創新教育的發展，推進中小學科技型課程建設，中國科學技術大學先進技術研究院阿巴賽3D技術教育與研發中心針對中小學生的特點開發了《走近3D打印》課程。

課程目的：結合學生愛玩、好奇與喜歡想象的天性，推動3D打印創新教育的發展，給傳統的教學模式帶來新的血液與思維方式。3D打印創新教育可以給學生“學習方式”帶來新的思考，讓抽象的教學概念更加容易理解，可以激發學生對科學、數學學習興趣，尤其是工程和設計創意，使實踐與理論、知識與思維、現實與未來三方面的相互結合。

三、3D打印提高學生創新能力

學習的動力源于興趣。興趣是學生在認識活動所需要的情緒表現，對某一事物興趣，表明他們愿意更深入、更多地認識對他們有意義的這個事物。在課堂上，數學課、物理課、生物課……傳統教學，容易讓學生失去興趣，而我們教育工作者的依書直說也讓課程沉悶不堪，加速學生產生厭惡感。

在綜合實踐等操作實踐較強的學科中，學生有不少新奇想法，但受局限不能實現，而3D打印技術卻能讓他們根據自己的興趣來實現“看得見的創意”，以面向中小學的3D設計軟件例如3DOne，123D等，與其他3D打印機及多媒體硬件形成的3D打印設計創意課程，其趣味性大大增強學生與課堂的黏性，廢寢忘食地進行各種知識的鉆研探討。

四、3D打印讓課堂更有趣，讓教師更方便

開放式創新教育離不開新科技、互聯網，互聯網進入課堂是為了超越傳統課堂，教師的教學設計要能夠駕馭互聯網資源，互聯網提供的便捷性資源應用，是對教師最好的回報。3D創新教育所倡導的教學模式，把線上的交互和3D設計課堂教學的應用結合起來。

從傳統教育到開放式創新教育，核心初衷就是為了提高學生的創新能力，但傳統的應試教育往往扼殺他們的創造性，我們教育工作者所倡導的中小學3D打印設計課程，或是其他新高科技，能走進校園，都是因為組織建立中小學越來越豐富的各種社團活動，最終讓孩子愛上科學、愛上學習！

五、3D打印引用存在的問題

1.3D打印的普及與推廣

當前，大多數3D打印機價格還相對昂貴，雖然已經有一些項目（如“Ob-ject睿智教育包”、政府支持等）積極地推進3D打印機的教育應用。但在整體上，3D打印機在學校的普及還需要一個過程，同時我國在3D打印技術的培訓與推廣方面，與其他國家相比還有差距，需要進一步推動新技術的學習，這需要教育行政部門、企業和學校共同努力。

2.對教師的要求

教師在3D打印教育應用中起著重要作用。一方面，教師自身是3D打印的使用者，可以通過3D打印制作個性化的教學模型；另一方面，教師要進行3D打印課程應用的教學設計，幫助和引導學生展開學習活動。因此，這將對教師提出較高的要求，教師需要從技術和教學設計等層面進行學習和提高，做好領路人的角色。

3.教育與教學改革

當前，全球教育領域正在發生著革命性變化，3D打印、大規模在線學習課程等的發展，將對教育產生持續、深刻的影響。因此，我們需要關注并參與到最新的工業革命和教育變革中，加強創新型人才培養，這是我們未來能夠在世界競爭中保持先進地位的根本保證。

隨著智能制造的進一步發展成熟，新的信息技術、控制技術、材料技術等不斷被廣泛應用到制造領域，3D打印技術也將被推向更高的層面。3D打印技術的發展將體現出精密化、智能化、通用化以及便捷化等趨勢。“任何技術都傾向于創造一個新的人類環境”，3D打印技術也將在教育領域發揮積極的作用，對3D打印技術的研究有助于我們把握和預見技術在教育領域中的應用方式和應用前景，并進一步探討如何充分發揮新技術的特點和優勢，通過技術在教育中的應用體現和提升其價值。