隨著互聯網創客時代的到來,3D打印技術已成為當今時代的新潮標志,也是創客教育的新寵,“智創空間”把3D打印技術列為創客教育“三劍客”之一,在中小學創客教育中進行了探索。該文根據3D打印技術具有“設計即生產”的特點,把3D打印技術應用在中小學創客教育實踐中,讓師生創客通過動手設計和深度體驗,激發師生創客跨學科學習和創意智造的熱情,從而培養師生創客的空間想象能力、創新思維能力和創造設計能力。
有些中小學校在數學、物理、化學、生物、科學、機器人等學科的教學中,用3D打印技術打印出了各種教學模型,作為輔導教學使用。
筆者所在單位于2015年在全國電教系統建成了第一個市級“智能機器人創客教育體驗中心”,配置了1間智慧教室、100多臺各種機器人、10臺3D打印機和2臺3D掃描儀,為開展創客教育提供了先進的軟硬件設備和300多平米的活動場地。
筆者攜創客教育研究團隊率先創建了“智創空間”,編寫出版了創客教育教材,構建了“微課導學”創客教育教學模式,提出了以智能機器人設計制作、3D打印技術應用與Scratch與機器人融合作為創客教育“三劍客”[8],把3D打印技術應用作為中小學開展創客教育的重要載體,通過3D打印機的具體應用來踐行創客教育和STEAM教育。
3Done軟件可以應用在各學科的教學模型的設計中,以智能機器人設計制作課程為例,師生創客們可以根據自己的想象規劃機器人設計方案,機器人的結構配件和外觀裝飾都可以用3Done軟件進行建模,生成STL格式文件,再利用ReplicatorG或Makerware切片軟件將STL格式文件轉換為3D打印機可識別的X3G格式文件,通過聯機或SD卡把文件傳送到3D打印機上,打印出自己設計的3D機器人模型,最后組裝成具有自主知識產權的創意機器人。
機器人創意設計項目更能發揮3D打印機的優勢,參賽選手可以根據自己的想法設計出“所思即所得”的創意智造作品,從而培養創客們的創新思維和創新設計能力。