3D打印进校园 能给教育带来什么

醉红颜

邓景克的爸爸喜欢钓鱼，汽车后备箱里常备着两根鱼竿。坐车的时候，邓景克听到两根鱼竿总是在后备箱晃荡，于是他用软件设计出一个小零件，然后来到中国人民大学附属中学的实验室，用3D打印机打印了出来。这个底部可以插入磁铁、谁也叫不出名字、形状奇特的物件，有两个用途，一是将鱼竿固定，省得其晃来晃去，二是送给父亲作生日礼物。
　　这是3D打印机这种“来自未来”的技术，在现实生活中最大的闪光点。像邓景克这样对3D打印有着浓厚兴趣的孩子非常多，而他们也正在获得更多的接触机会，2014年12月19日，一场3D打印机的捐赠仪式在人大附中举办，人大附中等十余所中小学校获赠DM Cube 3D打印机共80台。这项活动是中国3D打印创新培育工程宏大计划的一部分，该工程在全国青少年中播种十万颗3D打印创新种子。
　　“听说过，没见过”，是3D打印在媒体喧嚣过后留给大多数人的印象，如何才能让这项吸睛的名词转换成日常生活的细节？显然，学生被认作是最有可能，同时手握科幻与现实的人，而校园，则是这项未来技术的着陆点。
　　谁想要3D打印机？
　　“每个孩子都是天生的创造者，都潜能无限，发展无限，自由的发现与创造是他们生命的需要。”人大附中校长翟小宁谈及3D打印时提到，教育工作者要尊重每个学生的需求，尤其是在他们最有创造力的时候。
　　该校通用技术教研组组长李作林就是那群孩子的领路人，因为学生的需求，2013年12月，他带领着十几名学生经过不到一个学期的努力，组装出两台3D打印机，并成功打印出自己设计的作品。
　　“学校看到同学们这么高的热情，就给实验室配备了16台3D打印机。”李作林告诉科技日报记者。而此次又获赠10台由北京紫熙发展有限公司提供的DM Cube 3D打印机，将会使更多的孩子受益。
　　实验室和打印机面向全校开放，提交申请即可使用。实验室的陈列柜摆着很多学生的作品。李作林在学校开设了3D打印的选修课，报名者踊跃，他也主编出版了适用于中学生的3D打印教材。全校近4000名学生里，对3D打印技术感兴趣的也越来越多。

　　中国3D打印创新培育工程组委会执行主任张震介绍，3D打印技术，被普遍认为是第三次工业革命重要标志之一，由于它可在短时间、简工艺程序下制作出结构复杂、尺寸精细、性能特殊的艺术模型、零部件等，所以它如雨后春笋般的应用在工业制造、生物医疗、建筑工程、科学研究等领域中。其在教育应用中亦起到了很大的作用，将校园作为3D打印技术普及的始发站，是非常正确的选择。
　　3D打印提升学生素质
　打印汽车，打印骨骼，打印房子……关于这项技术的神奇应用时常见诸报端网络。走进课堂，3D打印技术又会带来什么？

　　实现虚拟世界与实体世界的有机结合，3D打印机进校园将使得学生在创新能力和动手实践能力上得到训练，将学生的创意、想象变为现实，将极大发展学生动手和动脑的能力，从而实现学校培养方式的变革。
　　试想，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，解析几何的大题是不是会有更多的人解出？而在美术课上，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；化学课上，老师可以将分子模型打印出来展示，是否更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。

　　李作林则想到了，学生的参与可能给3D打印技术带来的进化。无论是网络化远程生产，或是智能化制造，前提都是技术的支撑，“3D打印机在开模和工艺品制造等个性化需求领域的应用还算可以，但要想更广泛实用，还需要技术的成熟。”
　　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。这个时候他们的好奇心、创造力最强，通过逐渐对技术进行研究，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。

　　因此，“我们更愿意把3D打印看作是一个教学载体。也就是说，相比于打印机的操作应用，我们更关注3D打印机及3D打印技术本身的内涵。在3D打印机上，老师和学生做了很多方面的技术创新；基于3D打印技术，还能做很多后续的开发工作。”李作林说。

　　一种教育公益的新尝试

　　这是一个很有趣的故事，这又是一次知难而上的尝试。主办方负责人给记者讲了“3D打印创新教育播种”计划的由来。
　　去年1月份的某一天，原航空航天部林宗棠部长向中央写报告建议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。“3D打印创新教育播种”计划即被国务院及相关部委批准立项。
　　林宗棠部长说，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。
　　为此，中央机关老干部康乐文化指导中心与北京紫熙科技发展有限公司共同成立中国3D打印创新培育工程组委会，贯彻落实这一科技培育任务。

　　最初一直是从市场上购买机器捐给学校，时间一长，他们就发现了问题：首先国内的大量打印机厂商都是作坊式生产，质量和后期维护服务跟不上，出现点小问题，工作人员就要往学校跑，而且受捐学校一般都在郊县；第二是资金来源，10万台机器需要巨大的资金支持，如果全部依靠国家拨款难度很大。
　　所以，他们干脆招兵买马成立了公司自己研发制造质量过硬的打印机。“自己造，自己捐”。从立项到第七代产品的面世，用了不到一年时间，且质量和技术水平居行业前列。据了解，该公司目前拥有基于FDM技术自主研发的单喷头和双喷头等多种DM Cube桌面级3D打印机，同时还拥有自主分层转换软件，并在国内率先推出了首款具备大尺寸亚克力面板打印平台。

　　“此前我们学校购买过两台3D打印机，但是在操作上十分复杂，比如调频我们很难掌握一个度，完全是靠感觉操作，打印出来的东西密度不是很高，所以有些松散。”北京市陈经纶中学的相关课程负责人表示，此次获赠的DM Cube 3D打印机让他们有一种“傻瓜式”的操作感觉，调频只需按钮式操作即可，而且打印出来的东西完全超出他们的预料，机器的精度和稳定性堪称“完美”。
　　除了开发新产品，企业目前的任务还包括开拓DM Cube 3D打印机的大众市场。以此来反哺“3D打印创新教育播种”计划和推动整个中国3D打印产业的发展。目前他们已面向北京和外地100多所学校捐赠了800多台3D打印机，未来还将进一步向全国大中小学校推广普及。目前公司已开发出迷你、小、中、大型等多种规格的3D打印机，今年,食品级的3D打印机也将问世。
　　另外，为了让更多的人接触到3D打印技术，尤其作为扶持大学生创业的一个项目，此次北京市海淀留学人员创业园获赠10台DM Cube 3D打印机。“我们也想让刚刚走出校园的甚至还在校内的大学生们敏感地站在科技发展的前沿，直观地感受3D打印技术带来的影响与进步，从中挖掘和培养国家未来的3D打印创新人才，并助力大学生利用3D打印创新创业。”
　　中关村海淀留创园主任赵新良表示：“3D打印机进入海淀留创园后，将被用于帮助孵化器内的大学生打印‘创意’，更多地还能和自己的研发领域结合，支持他们早日实现创新创业的梦想。”从这个角度来说，这些大学生可能比那些中学生们更接近自己的梦想。