關于3D打印技術在STEAM教育中的應用分析

吳潤易，王曉平

（成都師范學院，成都 611100）

3D打印技術實際就是借助計算機，先將產品的數字三維模型構建出來，后采用多種方式（如熱熔噴嘴、激光束等），通過數控成型系統與軟件分層離散技術，把特殊材料（比如細胞組織、陶瓷粉末及金屬粉末等），逐層、逐個堆積黏結，疊加成形，最終制造出實體性的產品。而對于STEAM教育，其并非若干學科領域知識、技術的簡單組合，而是把此些學科融入到一種新型的教學范式當中，將一些比較零碎的知識轉變成彼此間緊密聯系的完美整體，并基于所存在問題的有效解決，來驅動跨學科價格下的理科教育，因而是一種智慧與能力多元疊加且多學科緊密融合基調下的新型教育模式。將3D打印技術應用于STEAM教育，能實現知識與技術的完備銜接，呈現多元高效發展。本文就此作一探討。

1 STEAM教育與3D打印技術之間的融合意義

1.1 3D打印技術能夠將豐富的課程教學資源提供給STEAM教育

在圍繞STEAM教育建設資源庫時，需始終堅持共享、開放的教學理念，把各種資源（比如機器人、物聯網及3D設計等）融入到統一、龐大的開放教育應用平臺當中，并為此建立優質、規范的共享機制。有報道指出，3D打印技術是一種比較優秀且實用的課程教學資源，其有助于學生溝通能力、協作能力、問題解決能力及批判性思維的多重培養，因而能夠對學生的參與、學習產生積極影響。

1.2 3D打印技術能為STEAM教育搭建優質的技術平臺

針對STEAM教育來講，其囊括了許多學科，因此，便需借助多種信息技術（如增強現實技術等），幫助其搭建一個虛實結合且跨學科的教學平臺。而對于3D打印技術而言，其便能為學生學習創造一個虛實融合且完美統一的教學情境，從而推動媒體、設計、教學、技術與商業之間的深層化、優質化、多元化融合，此乃STEAM教育不可獲取的重要技術支撐。

1.3 3D打印技術能將強大的創新理念提供給STEAM教育的融合

需要指出的是，只有實現STEAM教育與創新教育之間的深層融合，方能為學生高階思維能力及創新能力的培養與提升，創造有利條件，并且還能對STEAM教育中所存在的不足給予有效彌補。以3D打印技術為基礎而建設的“創客空間”，借助各種真實的工程技術問題，并通過有效解決，來改變或優化學生在既往STEAM學習中的傳統、落后學習方式，因而有著重要意義與促進作用。

2 實施STEAM+3D教育模式的具體措施

2.1 大力建設3D打印技術課程

在實施STEAM+3D教育模式時，需先把3D打印技術融入到課堂當中，實現教學模式的創新。將3D打印課程開設在相關專業中，強化學生對此技術的正確認知，輔助學生創造逼真、合理的問題情境，制造模型，強化學生學習興趣與動機，加速學生在高階思維能力方面的不斷提升。此外，還需要指出的是，3D打印技術還是有效開展教學活動的重要輔助工具，能夠將傳統模擬教學設備所存在的不足給彌補掉，積極打造虛實深入結合與高度銜接的教育創新平臺，為學生視覺空間能力的提升提供切實方便。另外，借助3D打印技術能夠創建模型這一特點，能夠為學生自主創新能力以及探索能力的提升，提供有利條件。

2.2 以3D打印技術為基礎的STEAM教育整合

當得到比較優質的課程教學與實踐基礎后，便能實施STEAM教育的整合。首先，將學科專業整合規劃工作做好。針對STEAM教育而言，其主要目的就是輔助學生將單一學科的知識體系的約束給突破掉，強化學生的實踐能力與跨學科思維能力。從根本上來講，可與企業展開深入合作，對校內專業資源進行全面整合，開發與本校發展實際相適應的STEAM+3D教育模式，即通過設計情境，利用3D打印技術將學科不融、界限予以打破，借助集體力量與指揮，將所存在的現實問題給解決掉，最終實現學生批判性思維、創造力的提升。其次，創建課程教學模式。以3D打印為基礎的STEAM課程教學模式，需始終秉持的教學過程為：提出問題→分析問題→設計具體的模型→打印模型→驗證模型且進行修改→形成最終產品。通過此模式，實現STEAM教學流程中3D打印技術的充分融入，另外，整個課程便能轉變為一個項目，學生在各環節中，均能查找資料、深入討論、開動腦筋，建立一個學生主動的學習環境。

3 結束語

綜上，在STEAM教育當中，通過融入3D打印技術，能提高前者教育的創新性，而且還能打成跨學科深層融合的目的，因而能顛覆傳統的教學模式，提高學生的創新能力，強化其協作能力，最終推動其高質量、創新型就業與創業，獲得更好的成就。