【假一罚四】创意3D轻松学

曾几何时，3D打印对大家而言堪称玄幻般的存在，陌生而高端。自2006年开始，国内各地出现创客空间，受STEM教育的影响，造物教育开始进入人们的视野，而3D打印作为新时代的造物技术，首当其冲，成为各个学校进行创客教育的必开课，但也仅限于一个不算很大的范围内。直到2017年《中小学综合实践活动课程指导纲要》颁布，其附件5《设计制作活动（劳动技术）主题及其说明》中明确提出“3D设计与打印技术的初步应用”作为设计制作活动主题。3D打印技术的相关内容才正式进入基础教育中来。
时至今日，3D打印技术已较为常见： 大街小巷的警亭、卖场里的冰箱、空调的外壳，甚至假牙的制作等都离不开3D打印技术。3D打印也进入了学校，县区以上的重点小学大都开设了3D打印课程。笔者所在的学校开展3D打印教学已有5年时间，边研究边实践，在教学实践中发现了许多问题，也积累了一系列的教学技巧和经验，特别是“3D打印课程面向每一个学生”的问题得到了解决。
因为受种种客观条件的限制，学校教学用的3D打印机不可能配备很多，一般是6~10台，而且学校3D打印机用的是FDM（熔融沉积制造）技术，喷头口径不超过0.8mm，打印速度相对来说比较缓慢，一般来说，一个小型物体需要几个小时才能完成打印。而一节课的时间只有40分钟，就算人手一台打印机，也不可能让学生在课堂上完成自己的作品。如果课堂上要求学生完成的模型稍大，如“花瓶”“笔筒”“肥皂盒”等这类形体的物品，至少半天才能完成，如果设计打印像“桌、椅”“空调”“洗衣机”等“巨型”物品，三五天也无法完成。如此情况，3D打印课程只能是极少数孩子参与，很多时候似乎只是摆设。
为了真正让每一个孩子接触到3D打印机，亲自实践，参与到3D打印的全过程，后拿到自己设计制作的作品，体验到作品完成那一刻的快乐，几年来，笔者团队致力于这方面的探索和研究，在3D One软件的支持下，精心挑选、设计每一个案例，让学生制作一些体积更小的如“图钉”“U盘帽”“纽扣”“茶杯垫”这些生活中常见、结构比较简单又真实可用的物体，可以把打印时间控制在20分钟之内，从而满足课堂上每个小组都能完成打印作业的需求。三年时间走过来，打印的物品丰富多彩，从平面到立体，从几何图形到生活中的实物，让孩子们感受到了拔模、放样、扫掠、抽壳、捏塑等造型技术的神奇。每个学生在一个学期内都可以拿到几件自己亲手完成的心仪的小模型。
笔者编写这本书，一方面是3D打印课程教学过程的经验积累，另一方面是应热爱3D打印课程教学的广大老师的要求： 在我校一次大型公开教学活动时中，兄弟学校的老师们看到学生的一个个小作品时很激动，感慨这才是把普惠教育真正落到了实处，纷纷要求笔者把经验记录下来，把对教育有益的东西记录下来，推广出去，真正的普惠不能局限于一校、一地，要让更多人受益。
更可贵的是，本书编者都是很有情趣的老师，他们思维活跃、发散、求异性强，富有创造性； 他们具有教师的职业素养，敬业、严谨、有爱心，所写内容都是基于孩子的认知规律，在精心构思、实践验证的基础上完成的。其中关于雕刻模块和编程模块的案例更是匠心独具，具有实用性和可操作性，是目前其他同类图书还未涉及的。
由于笔者水平有限，书中若有疏漏之处，欢迎批评指正，不胜感谢。
编者

2021年5月

创意3D轻松学素材包
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本书使用3D One软件进行建模知识和技巧的讲解，介绍了3D打印的有关知识。3D One是一款低门槛的3D建模软件，其界面简洁、功能强大、操作简单。本书基本覆盖了3D One软件包括其编程功能在内的大部分功能及操作，在一定程度上可以作为软件操作手册使用。书中所有案例生动有趣、类型丰富、贴近实际生活，且均可以在一小时内制作并打印出来。 本书适合中小学生和对3D打印技术感兴趣的人阅读和使用，可以作为教材辅助校外机构及学校社团开展3D打印教学活动，也可作为广大中小学教师开展3D打印教学的指导用书。