摘要：3D打印应用于教育领域，除了为师生提供可直观欣赏的3D教学模型之外，也能使学生及早地了解与运用新科技，为未来进行自主创造打下基础。本文论述了如何在学校开展3D打印课程。
关键词：3D打印；课程
当前，3D打印技术走入课堂成为一种教学趋势，许多学校已经将3D打印纳入中小学课堂，并作为学校的特色课程。“3D打印”的学术名称为“快速原型制造 ”（Rapid Prototyping & Manufacturing），是80年代末90年代初在美国兴起的一种高新制造技术。3D打印技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
3D打印机与传统打印机最大的区别在于耗材不同——后者使用墨粉，前者使用的则是一些可以发生固化反应的材料，如树脂、塑料、陶瓷、石膏、金属等等。随着3D打印技术的发展，这一技术也被应用到各个领域。比如可以根据耳朵的轮廓打印助听器，还可以打印汽车部件，甚至打印房子，打印美食等等。
一、3D打印在课程运用中的问题
3D打印听上去无所不能，但是在实际教学的运用中， 3D打印仍然存在着诸多问题。
（一）3D打印速度慢，课堂上难以直观呈现成品
从3D打印的效率来说，校园购买的3D打印设备大多是桌面级3D打印机，所用材料大多为ABS或PLA，打印作品的速度慢。一个20×20×20的模型，如果精度要求不高，一般需要8～12小时打印完成，教师打完学生创造的作品，要等待很长时间，在课堂上无法展示成品，达不到现场教学的效果。
（二）3D打印工艺难度大，掌握困难
在我校开设的3D打印课堂上，学生也设计了好多有趣的模型，比如北京天坛、宝剑、亭台楼阁等，很漂亮。但是一打印就發现问题了。很多模型有悬空或者突起的部件，如果没有加一些特殊的支撑，根本无法打印。要把这些造型复杂的模型打印出来，师生都要对打印机本身非常熟悉才行。
（三）3D打印难以大面积普及
3D打印的普及推广率还不高，3D打印机价格较高，即便学校开设相关课程，也无法大量购买打印机供学生实践。而且，要求每所学校都有一位非常善于3D设计、动手能力超强的老师也是不现实的。有些机器容易出故障，一旦坏了还要将整台机器快递回厂家维修，很不方便。
二、开展3D打印课程的方式
针对这些问题，笔者认为可以从以下这些方面开展3D打印课程。
（一）挑选合适的软件，开设课程
根据前面的分析，3D打印机的使用者包括教师和学生，但如果要求每位老师都掌握3D打印技术，几乎是不可能完成的任务，因为3D设计比做PPT的难度不知道要高出多少个等级。所以，学校只能开设相关课程，让学生学习3D设计，并且能够打印出一些简单的作品。针对教材，我选用Autodesk 123D作为学生入门的设计软件，经过师生共同摸索学习，学生基本能独立设计自己喜欢的作品。
（二）组织3D打印社团
在全校召集对3D打印感兴趣的学员，组建兴趣小组，进行小组授课，开设简单的3D打印理论课程，让学生对3D打印有一个全面而直观的认识。然后，让学生通过专业的中小学建模软件自己动手学习，设计专属自己的3D模型。
（三）进行3D打印的科普知识讲解
通过讲解各种关于3D打印的资讯、信息来进行教学，主要是讲解3D打印的原理、发展历程以及操作流程，适当添加一些打印环节的知识介绍。也可以面向全体学生，开展更大范围的3D打印知识讲座和教育。
（四）用3D打印技术制作各学科中的教具
在历史、生物、地理、化学、物理等课程开展中使用的辅助教具都可以直接通过3D打印制作出来，将抽象、难懂的教学变得更直观、形象，更好地激发学生的学习兴趣。
（五）注重3D打印的课程形式，精心设计课堂
3D打印的课堂内容需要精心设计。游戏是孩子们天生所喜好的，如果要求学生设计一个上数学课用的圆锥或圆柱，学生可能积极性不高。但是如果换成设计打印《英雄联盟》里面的英雄，学生肯定兴趣大增，所以课堂内容需要加入一些更生动的环节和设计。
3D打印进课堂为学校的教育创新提供了新的视角，但作为新事物，3D打印被广泛接受还需要一段时间。目前国家还未制定中小学3D打印课程标准，在这种情况下，中小学教师要灵活地开展3D打印教育课程，内容设置要具有弹性和选择性，充分尊重学生的个性和创造性，促进学生的自主发展。
链 接
3D打印教育在美国
伴随着3D打印技术的发展，在美国3D打印领域的青少年教育中产生了一个概念叫做“STEAM课程”，也就是科学、技术、工程、艺术和机械知识的综合培养，这一概念从“STEM”发展而来，比“STEM”增加的“A”代表着Art，在对学生综合能力的教育中加入了艺术能力，强调创新能力、想象能力与其他几种能力的结合。
在STEAM课程的发展中，美国一些学校可以让学生自己打印零件来修一些学校里坏掉的设备，学生们还可以打印溜溜球部件、手机壳和动漫人物等。可自由设计的赛车套装也被运用到课堂中，玩具赛车可用3D打印机制作，附带的蓝牙装置让赛车能用平板、手机等移动终端控制。
NASA（美国国家航空航天局）还发起过一系列“未来工程师3D打印挑战赛” ，分别以星际迷航、火星任务、宇航小工具等为主题，面向少年和青年学生征集有想象力、实用的3D设计作品，分年龄段评奖。一些制造商也会免费向学校提供3D打印机，比如3Doodler为了回馈在众筹平台上公众的支持，曾向全美260所学校免费提供3Doodler 3D打印套装。