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3D打印走进教育领域,现在还不晚。

作者:奥尔克特      发布日期:2017-06-26 09:38:58

近两年关于3D打印在教育领域运用的新闻很多,我国很多3D打印生产商早就察觉到这一商机并开展教育市场的开发了,很多3D打印公司针对不同年龄阶段学生的特点开发了相应的3D打印培育课程,并设立了不同的配套方案,致力于为高校、中小学校学生全面而个性化的3D打印教育服务。而这两年,参加各种教育展的3D打印企业也多了起来,仿佛大家都嗅到了教育市场这块巨型蛋糕的香味。当然,小奥家不能跟不上节奏,早就蓄势待发了。

 

3D打印教育市场有多大?

 

3D打印历经30多年的发展,已经进入了快速发展期。环保、零库存、创新等优势使3D打印技术广受欢迎,与3D打印技术发展对应的是,教育也被提上了重要的日程,开发3D打印教育成为能否将3D打印技术潜力运用到极致的前提。

美国的America Makes更将3D打印的知识普及战略范围定为全社会,包括从一年级到研究生教育,从企业普通员工到CEO,从家庭主妇到制造商。3D打印将在制造业中的应用越来越广泛,3D打印将变成强制性教育的一部分,学校不能错过它,否则,他们将无法正确地为社会需求准备好他们的学生。

 


3D打印创客教育走进武汉长春街小学

 

那么,3D打印在教育领域的市场到底有多大?

现在还没有确切的相关统计数据,小奥给大家提供两个数据,这两个数据大概可以从侧面说明这市场有多大:

①、一个数据是从2014到2016年,1万美元以下的桌面型3D打印机销量呈现逐年增长的态势,从49.2%窜升到现在的近80%,无论这些桌面3D打印机销往什么行业,这个增幅无疑是巨大的;

②、另一个数据是,2015年我国教育经费总投入为3.6万亿元,占GDP的4.26%,比上年增长10.13%。有消息称,我国教育经费总投入在未来有望逐步提高到世界平均水平,即占GDP的7%左右。那么,提前布局占领这个庞大的市场就成为3D打印生产商的必然选择。

其实早在2014年初,原国家航空航天部林宗棠部长便向中央写报告建议3D打印技术要从娃娃抓起,在全国青少年中播种十万颗3D打印创新种子。随后,“3D打印创新教育播种”计划被国务院及相关部委批准立项。当时林宗棠部长就指出,在这场技术大潮背景下,我国3D打印技术的推广与普及还与国外存在一些差距,他敏锐地意识到,学校是发展自主3D打印技术的沃土,一台机器放在学校里,就意味着至少有几十甚至几百人受益——校园无疑是3D打印技术普及的绝佳始发站。

当3D打印走进教育行业成为一种常态,3D打印就注定将颠覆传统的教育方式。

3D打印将颠覆传统的教育方式

 

英国著名教师戴夫怀特曾说过:“如果你能抓住学生的想象力,你就能抓住他们的注意力!”毫无疑问,3D打印可以帮助老师们做到这一点。

事实表明,某些在传统教育中表现不好的学生,主要是因为对理论性太强的课程没有兴趣,虽然靠死记硬背抽象概念可以通过考试,但考试过后很多知识点会很快忘记。而3D打印能让抽象的课程变得具体,视觉和触觉兼具的学习方式可以让枯燥的课程变得生动起来,具有很强的诱惑力。在触觉学习中,学生不是在黑板或显示器上简单地看文字或图形,而是通过他们的触觉抓住核心概念的三维模型,这样能够帮助学生吸收和消化知识,使学生不轻易遗忘所学的课程。

 
这些3D打印出来的玩具对学生们有着极大的吸引力


3D打印锻炼学生的动手能力

 

据了解,在美国,几乎所有学校都开设了3D打印的课程。

近两年,我国也越来越多的学校,开始探索3D打印技术在教育领域的应用,应用也越来越多元化了。教师们不仅可以利用3D打印模型进行教学,还可以利用该技术训练学生的创造力,使其得以快速验证设计概念,制作和修改模型。

比如:

在数学课上,打印出一个几何体的模型,便可以更直观地帮助学生了解几何内部各元素之间的联系

在美术课上,将平面设计的作品制作成3D版本的艺术品以及一些基本的模型,已经成为现实;

在化学课上,老师可以将分子模型打印出来展示,有利于学生理解化学反应的过程;生物课上,打印出细胞、病毒、器官和其他重要的生物样本,比起平面图要直观得多;

在地理课上,可以打印地形地貌、气候形成的因素等模型,岂不比老师凭空比划向学生传达知识好?

在历史课上,可以打印出一些文物古迹、历史人物模型来让学生更懂得“以史为镜”。

在专业设计上,创新学习者可以进行课程内容的学习和试验设计,如建筑、医学、生物学、汽车工程、绘画、图形设计、历史考古等。

在机械设计和工业设计等专业,3D打印机能够直接创建出外观原型,使学生们能够以三维形式评估自己的设计;可以制作任意复杂度的模型,这些模型可以进行喷砂处理和上漆,作为生产模型的复制品。

 

一位老师正拿着3D打印模型给学生讲课

 

目前众多的3D打印教育模式,大都倾向于:3D打印技术入门级教育并不涉及高深的CAD建模,激光学、材料学、仿真优化等领域的知识。对于3D打印入门教育来说,重点并不是3D打印技术本身,3D打印技术成为实现学生创作能力和想象力的载体。

大学的学历教育将不局限于如何操作和研发工业级的3D打印设备本身,而是成为关注整个3D打印生态圈的交叉学科。小奥认为,技术如果想有所突破,首先得有一大批感兴趣的人,学生无疑是最好的群体。他们颇具好奇心与创造力,通过对技术进行渐进式研究,提出自己的想法和创意,再加上不断发展技术的力量,这必将促进3D打印技术的进一步发展。

3D打印进入教育领域获重视

 

2015年9月,教育部发布的《关于“十三五”期间 全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中提到:“有条件的地区要积极探索新技术手段在教学过程中的日常应用,探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。

STEAM强调学生的设计能力、批判性思维和问题解决能力。3D打印技术引入到教育领域,有助于推动SETAM教育,培养学生的艺术素养、科技素养和数字化素养等等,将不仅关乎“字节”,还关乎实物。而目前,中国主流的STEAM教育是机器人教育、编程教育、以及3D打印等。 


教育模式的与时俱进,校园,成了3D打印这项技术的着陆点。想象力、创造力兼备的学生们成为最有可能同时手握科幻与现实的人。

为什么是现在?

 

事实上,3D打印最早是在美国、欧洲等一些发达国家的校园中进行推广的。紧接着,在日本,韩国等国家开始风行,很多校园开始开设3D打印课程。这为中国进行相关探索提供了很多实用、有价值的经验参考。

为什么说现在正好是3D打印进入教育领域的最好时机?

 

除了前文论述的3D打印和学校里面的课程联系得越来越紧密”外,《3D打印商情》认为,当前这项技术的学习门槛已经很低了——现在的3D打印机无论是在操作上、性能上、还是在质量上,都是前几年的机器无法比拟的。越来越简易化的建模软件,甚至可以让小孩子通过手指头来操作;3D打印机的操作设计也越来越智能人性化,极其方便掌握。小奥公司在武汉的长春街小学开设3D打印课程,三四年级的小学生已经可以很好地掌握这门学科。

 


武汉七一中学学生们在上3D建模课

 

社会认识已经形成,3D打印也已经不是什么“高大上”到触不可及的高端技术,在这个教育市场方兴未艾的时刻,不加速抢占市场喝上“头啖汤”更待何时?

极大多数桌面级3D打印机被设计成“开放式”

 

而目前在教学中应用最普遍的是SLA和FDM两种3D打印技术。拿FDM技术来说,这项熔融沉积技术,是通过将材料熔化,然后一层一层地堆积而形成一个物体。

目前,我们见到的大多FDM打印机是开放式设计,在材料(主要是塑料)熔化的过程中,或多或少会散发出有害气体,这些有害气体直接排放在教室中,对学生的身体造成损害。

全封闭并含有空气过滤系统的桌面级3D打印机无疑是未来更好的发展走向。

 

结语

 

目前世界各国都在展开3D打印技术的研发和市场开发。随着3D打印时代的来临,各种行业将面临巨大的变革,教育行业自然不能例外。可以预见,随着政府的引导,大企业对3D打印的兴趣日益浓厚,原材料成本就会随之下降,同时打印机技术也会不断改进。相信随着时间的推移,3D打印机的性价比会越来越高。3D打印技术走进课堂指日可待了,让我们做好准备,迎接教育大变革时代的来临。