2025年3D打印技术的教学创新应用研究案例与趋势.doc

3D打印技术的教學创新应用研究：案例与趋势

作者：钟丽霞?胡钦太?胡小勇

来源：《数字教育》第06期

????????摘要：伴随3D打印技术在多种领域的逐渐普及，已經有學者探究其在教育教學中的应用，并获得一定成果。本研究采用文献研究法，在梳理3D打印技术特點和国内外3D打印教學创新应用現实状况的基础上，通過對3D打印教學创新的過程、创新點等進行案例分析，预测并归纳出3D打印创新教學应用的新趋势，以期為3D打印教學创新应用提供参照。

????????关键詞：3D打印技术；教學创新应用案例；新趋势

????????中图分类号：G434文献標志码：A文章编号：2096-0069（）06-0041-05

????????收稿曰期：-08-26

????????项目基金：教育部—中移動科研基金（）“教育信息化理论研究”（MCM1011）

????????作者简介：钟丽霞（1992—），女，广東梅州人，华南師范大學教育信息技术學院硕士硕士，研究方向為信息化教學；胡钦太（1964—），男，广東揭阳人，华南師范大學教育信息技术學院专家、博士生导師，研究方向為信息化教育与传播研究；胡小勇（1978—），男，江西奉新人，华南師范大學教育信息技术學院专家，博士生导師，教育技术系主任，研究方向為信息化教學。

????????美国新媒体联盟公布的《地平线汇报》（TheHorizonReport）從起持续三年提到，3D打印（3DPrinting）将成為教學的重要技术，并指出未来2—3年内3D打印将走進教學[1]。伴随3D打印技术（如下简称3D打印）的不停普及和创新应用，教師和研究人员對其关注曰益增長。因此，本文基于3D打印的基本特性和国内外教學应用現实状况，深入分析国外3D打印的教學案例，得出3D打印的教學创新应用的新趋势。

????????一、3D打印与特點

????????3D打印是运用塑料或树脂等可粘连的原料進行层层打印形成物件的增材制造技术[2]。它的工作原理是将3D打印机与计算机连接，通過设计辅助软件進行数字建模，再将数字信息传播給打印机，运用打印机中的丝状、粉状或是液体状的材料以逐层堆叠的方式制作出产品。3D打印技术具有三個明显的特點：第一，由于是通過将材料堆积叠加形成的，防止了材料的挥霍[3]；第二，可以在時间短、空间有限的状况下打印出物件，提高了加工制造的效率；第三，可以将人們创意的想法和设计迅速展現，实現了個性创新制作。

????????二、国内外3D打印教學创新应用現实状况

????????3D打印作為一种新兴的可视化的技术和工具，可以更好地协助學生将抽象事物形象化，因此已經被引入到教育教學中。，美国制定并且实行MEN-TOR项目，将3D打印推广普及至高中教學中，在引起學生對工程设计类課程的愛好的同步提高其综合知识与能力[4]。，美国白宫举行第一次创客嘉年华，美国总统奥巴馬宣布全美引進3D打印产业，并强调运用3D打印推進中小學的教育变革[5]。這不仅全面推進3D打印在教育教學中的应用，并且推進STEM教育的发展，同步也為美国的教育带来一股新鲜力量。

????????英国教育部為在教育教學中推广和普及3D打印并探索其创新教學方式，開展了一年的试验探究[6]。想运用3D打印提高教學效果，培养學生创新思维和能力，教師必须先掌握3D打印的有关技能，這样才能更好地实現教學创新改革。于是，為上仟名中小學教師提供3D打印的培训以便更好地协助學生获得知识且提高技能、素养等。随即，将3D打印列為国家課程，促使中小學開展有关活動，進而培养學生的自积极手设计能力和创新思维。

????????我国正在逐渐開展3D打印的教學应用工作。，国务院推出“3D打印创新教育播种”计划，意在為學生的创新发明提供良好的气氛，以培养其“创客”精神和提高其“创客”能力[7]。，為了加紧3D打印在教育领域的普及，成立“中国系统仿真學會3D教育与装备专业委员會”[8]。国家工业和信息化部出台《国家增材制造产业发展推進计划（—）》，意在促使3D打印深入教學实践，進而引起创新教學方式的产生[9]。同步，許多省市也在积极開展3D打印的创新教學。如南京馬府街小學開展3D打印的创新教學的系统研究[10]；北京朝阳区试验小學引入3D打印，助力課程整合和課程改革[11]。国内3D打印的教學应用的步伐正在加紧，但不可否认的是，虽然部分地区已經应用3D打印開展教學，可由于缺乏一定的理论指导和实践經验，尚未能实現运用3D打印進行的创新性教學。

????????三、3D打印教學创新应用案例分析

????????目前诸多发达国家在K-12、高等教育中已經開展3D打印的教學实践。本研究将以美国宾夕法尼亚州州立學院學区中小學的“走向绿色小区”學习活動项目和罗彻斯特理工學院应用3D打印的力學