隨著社會的不斷發展，國家對科技創客、人工智能的重視，教育體制也不斷完善，各地中小學校也越來越重視創客教育，開設了3D打印、三維設計、人工智能、科技等一系列課程。我校在創客教育教學實踐過程中，隨著教學計劃的不段更新和完善，于2017年開設了3D打印課程，并利用三維設計軟件3DOne進行教學，下面就談談我校在創客教學中如何開展3D打印課程的。
3D打印出現在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化、層疊等技術的一種快速成型裝置。它與普通打印機工作原理基本相同，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，這種打印技術稱為3D立體打印技術。目前，3D打印技術已在工業造型、機械制造、航空航天、軍事、建筑、影視、家電、輕工、醫學、考古、文化藝術、雕刻、首飾等領域得到廣泛應用，并且隨著這一技術本身的發展，其應用領域也將不斷拓展，像打印食品、打印醫療用品、打印服裝、打印房子等等，馬云說未來房價如蔥，那完全有可能。3D打印可以比較快速的打印出一個房子，而且可以打印一些造型比較復雜的建筑。3D打印機以后可能像普通打印機一樣普及，成為未來社會不可或缺的一種工具，也成為國內基礎教育、高中教育甚至高等教育領域中一門不可或缺的實踐課程，培養學生的創客能力。
3D打印應用廣泛，而且可能成為中小學創客教育比較重要的一環，那么它是一個什么樣的過程呢？想要打印一個物體，一般要獲得要打印物體的三維模型，三維模型可以通過三維軟件設計，也可以通過掃描獲得，接著要對獲得的三維模型進行切片，將三維模型分層，規劃打印機的打印路徑，然后就可以將切片好的模型導入打印機進行打印，最后取出物品進行后處理。這就是3D打印的一般過程。
3D打印最主要的步驟就是三維設計，三維設計技術在設計和制造行業普遍應用，因此很多大學的設計專業，很早就開設了三維設計課程，比如機械設計和制造專業學習UG、pro/e、SolidWorks等；建筑、裝潢專業學習Sketchup、3Dmax等，這些軟件都是專業級軟件，中學生學習起來還是有一定的難度，隨著中小學生對三維設計軟件的需求和在國家政策的鼓勵下，許多公司開始研發適合中小學生使用的三維設計軟件，像中望公司開發的三維設計軟件3DOne，已在全國鋪開，并形成了一定的影響力，比較適合中小學生和三維設計初學者。學校利用這種界面簡潔、容易上手，而且有相配套的社區“青少年三維創意設計社區www.tianjininindustrypump.com”的軟件進行3D 打印教學。那么如何在學校開展3D打印教育呢？
3D打印可以應用到中小學的許多課程中去，比如：生物課，可以通過3D打印，完整的還原身體各器官的組織結構來幫助學生觀察和學習；化學課，3D打印的復雜分子結構更便于學生學習觀察;歷史課，3D打印還原古代的文物和重要事件的器具來幫助學生理解歷史真相；數學課，可以將他們的“問題”打印出來，并在他們自己的學習空間中尋找答案；地理課，可以通過3D打印打出獨特的地質面貌，來研究特殊的地形和人文知識，直觀而生動。這些課程都可以用到3D打印進行教學，但是這些課程都不會進行3D打印教學。中小學一般都是科學、信息技術、勞動技術、通用技術或校本等課程開始3D打印課程，介紹3D打印技術和學習三維設計。我校在三-五年級的校本課程和五年級的信息技術常規課程中開設了3D打印課程，課程只進行三維設計教學；并成立了3D打印社團，校本課程和社團學生除進行基本的3D打印原理、三維設計學習外，還進行創客，創意設計，并制作出實物。學校科技社團也分層次，3D打印社團和校本課程中動手能力、設計能力較強的學生進入創客社團，參加各級各類比賽。這樣即普及了3D打印教育，也更好的挖掘出了設計能力較強、動手能力較好的苗子、并提高了優秀學生的帶動作用。2019年學生參加淄博市3D智能創客大賽，劉梓洋獲淄博市二等獎，2018年唐敬松獲淄博市創客大賽二等獎。
在學生學到了技能，掌握了一定的技術以后，也要為學生搭建表現的舞臺，讓學生的興趣得到保持和延伸。比如在3月文明禮貌月活動中，我校學生打印的“3D電話號碼牌”免費給老年人發放，上面有派出所的電話，當老年人遇到可能是可以直接打電話求援。在學校的科技節活動中展示自己的設計作品或利用3D打印制作作品參加比賽；在學校的校慶活動中打印設計的作品，或利用3D打印設計制作解決學習和生活中的問題，組織學生參加校內外3D打印比賽等等。讓學生學盡其用，保持學習的動力。
中小學的3D 打印教育從無到有，到現在的全面鋪開，我們除了學習前人的經驗以外，也要自己做好總結，在平時的設計制作中，要引導學生做好保存，教師在開學初利用3Done軟件相配套的社區“青少年三維創意設計社區”批量注冊學生賬號，本學期注冊了60多名學生，學生可以將作品保存在社區中，教師和學生在平時也可以通過社區進行交流；教師可以利用社區進行翻轉教學，先編寫教案和錄制視頻發布在社區，學生可以在社區進行學習，并將繪制的作品發布在社區，教師可以在社區進行查看。老師和學生發布的作品都會保存在社區的學校主頁內，教師可以每一學年進行整理，總結，編輯學生作品集（包含說明文檔、作品簡介、作品縮略圖）、教師教案集、教學資源集等等，為下一年的教學做好準備。
3D打印技術讓學生經歷了從想象到圖紙再到實物的全過程，將圖紙上的個性化創意作品真正的“造”出來，讓學生的探究性學習得以落地，讓學生的創意得以展現，創新能力得以提高，但是我們也要注意學生在三維設計過程中，嚴謹性的培養，因為大多數學生在設計過程中沒有要求準確的尺寸，模型的結合也是“大概”就好，這可能對學生以后的“專業級”設計產生一定的影響，所以在這一方面，教師在以后的教育教學過程中還要多加注意引導。
本文內容僅代表作者本人觀點，與i3DOne社區無關。
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更新時間：2020-11-09
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