先临三维周毅:如何在中小学推进3D打印创客教育,学校的3D打印设备怎么有效用起来



 由中国3D打印技术产业联盟和世界3D打印技术产业联盟、南方日报共同主办,佛山市,南海区,大沥镇三级政府支持的第五届世界3D打印技术产业大会于2018年6月17/18日在佛山大沥成功举行,来自国内外900多位代表出席大会,并就3D打印重新定义制造业这个主题展开热烈讨论。

下面有请杭州先临三维科技股份有限公司研训部周毅我们就如何在中小学推进3D打印创客教育,学校的3D打印设备如何有效利用起来展开讨论。

周毅:我是先临三维的先临启智,是专门从事创客教育的部门,因为先临三维在设备方面已经有十多年的经历,我们认为是时候应该在创客教育方面投入更多精力,帮助培养人才。

首先我有两个问题,创客教育和传统教育的差异到底在哪里,或者说创客教育的独特点在哪里。第二,现在有很多学校,我初步估计可能全国50多万所中小学校里面,可能有20%以上的学校都有了3D打印的设备,按照我预估很多设备的利用率很低。为什么会有这样的设备用不起来的情况?先把两个问题抛弃给大家,最后我们一起来找答案。

看一下创客教育的核心内涵。我们认为创客教育是一个基础,它是一种普及的应用,从我们浙江省今年各个方面的举动都在表明学校或者教育行政主管部门准确以SDM教育为抓手,从上往下推进教育的形态。

第三我们会讲到工具的应用能力,包括3D打印设备的应用能力、设计软件的应用能力、智能硬件的应用能力等等,因为创客工具种类太多,我们很难涵盖到它的全部方方面面,而我们提出的3D创客在很多场合都得到了认可,最终体现了学生设计的表达能力。很多嘉宾刚才也谈到说我们不光要教会孩子使用这些设备,更多是让他通过这些工具呈现和表达自己的创新创意想法,这些点子从哪儿来突破很关键。最后教育部提出了所谓的核心素养,这也是我们先临启智所提倡的。我们提出系统性、现实性、扩展性和创新性。

杭州很多地方教三维软件,能够把孩子教得很棒,今年浙江省省赛的一个学生的组合一体式桌椅是用犀牛的软件做的,当时我们一个犀牛的同志很惊讶,发现他用得炉火纯青,但是缺少很多实用的观念,比如这个桌子的底面和台板跟椅面平齐,意味着你做这个椅子没有办法把腿伸到桌子下面去,它要考虑到拼接,节省空间。我们想现实性是什么?一定要基于生活当中的问题,基于解决问题的思路,然后引导孩子用一些工具去解决它。

我们发现用3D设计和3D打印做出来的结构件最大的特点是方便改进。为什么这样讲?传统的机械加工或者手工作的方式,你做完以后可能就做完了,一次性展现,你不可能把这些东西全部都留在你的现实生活当中。但是我们用数模做出来的东西,甚至实物扔掉都可以,下次3D印再做一个就可以了。第二,创客教育和传统教育的一个最大差异,我们在于认为不完美。传统教育要求孩子做问题、求答案要一次性准确,现在我的孩子已经进入初中,所以他很苦恼,他大量刷题,然后求他的准确率,这样完全遏制了孩子的创新能力,这是我们认为创客教育和传统教育不一样的地方。

我的隔壁邻居在问我,创客教育从中小学开始,那么从什么时候开始最好呢?我跟他讲一年级,其实我们从幼儿园就开始给孩子做这方面的应用。不是教他幼儿园就用打印机,就用建模软件画图,而是教他用3D打印笔去了解空间结构的功能,做一些简单空间结构的操作和设计。后来发现很多孩子对这方面的兴趣很大,而且他们的能力也很强,一旦他知道怎么正确掌握这个工具之后。所以我们用一些高科技手段,让更低龄的孩子可以利用这些高科技工具发挥他的想象力,我认为这是创客教育与传统小发明、小创造不一样的地方,因为工具特性比较明显,可以让孩子更好地发挥他的创造力。

创客教育不只是一个课,配一个教室,培养一些老师这么简单,还牵涉到方方面面内容,整个教育环境、整个产出,最终创客教育还是要做出来东西,这个东西有什么用,能不能够对他未来发展带来帮助,怎么样被教育行政部门所认可,这都是我们面临的问题。

创客教育当中很重要的一环就是师资培养。如果说作为企业,所有创客教育的事情都由企业人员去做的话,很难接地气,而且很难有力量在全国的学校进行推进,所以我们重点放在师资培养上。哪一类老师最感兴趣?信息技术老师,因为信息技术老师在学校里头相对来讲跟电脑接触最多,对技术的敏感性也最强,所以我们跟信息技术老师的共同语言也是比较强,而且很巧的是,国家发布高中新课表,加入了三维设计的部分内容,通用技术这一门。

课也加入了三维设计的内容。在学校里头很多老师都对3D打印很好奇,甚至包括语文老师。去年在杭州我们培养了浙江省中小学老师602名,其中有英语老师,也有语文老师,也有数学老师,当然是个别,他们都过来听,我就很好奇,你为什么想学这个?他觉得是未来的趋势。还有一个他很想了解这个东西怎么跟他的学科做结合,我觉得创客教育+可以+很多东西进去,因为创客设计可以应用于方方面面的学科。去年我们培养了602名老师,老师有的还是不太会教学,我给你提供教学服务,有20个学校,我们会根据学校的情况把老师培养出来,让他真正成为承担教学任务。

我们为创客教育推广做一些什么?先临启智和一般硬件销售商有什么不同?我们是做教育服务,不是做硬件销售,当去年我知道浙江省五千个学校有20%已经有了3D打印技术,我很高兴,因为他们都是我的客户,我都能够辅导他们帮助学校的学生产生成果。

我们会有一个校外体验中心,会有一个示范校,会把基地建设起来。一个学校如果没有设备和设施,创客教育是没有办法做的。还有一个是在中职或者高职、大学建立基地,提高1+N的课程。还有两个国赛和一个互联网平台。这是我们跟人社部一起合作打造的“3D打印造型师”实训基地,去年我们在佛山陈村镇有一个比赛,有40个队伍要来参加比赛。

我也带了两本新开发的教材,一本教材可以满足一个班级一个学期的上课内容,光有教材不够,我们还会提供配套的每个学生一个课程盒子,方便进行教学。我们还有两个国赛,很多好的学生都在专注于这一块。以前可以直接高考加分,现在没有了,但是现在在制造和三维一体里面是有用的。

我简单用这个作品做一个小案例。大家知道这是什么?它就是一个手机支架,但是它不是一个寻常的手机支架,它不是放桌子上用,是挂在一个地方用的,是挂在各种各样的门把手上用,为什么?因为在厨房和厕所想用手机,但是不方便,厨房和厕所到处都是脏脏的,一个学生观察到家长在厨房的时候很不方便就想我能不能设计一个支架帮我的家长在厨房里面用手机的问题,然后在淘宝、京东上发现很多支架用不了,他就开始研究门把手,研究了七八种以后,把每一种门把手做了一个草图,然后给到他的老师做一个评价,老师说这个想法挺好,能不能把七八种合几为一?就做了这样一个支架,里面可以满足横的把手、竖的把手,做了这样的一个作品出来。

他就开始打印了,打印好以后发现这个地方缝太窄,手机放不进去,因为手机往往要加一个外壳,然后发现放在单个把手上手机容易左右晃,容易掉,所以加两个小挡板。还有家长说我手机进场没电,能不能给我充个电?那还不简单,我打一个洞,洞的大小根据手机口来设计,而且在两边各打动一个洞,可以方便声音透过去。所以在设计和改良过程当中不断循环,最后得到了一个相对来讲比较完善的作品,完成了终版设计。

我们说科技创新或者说创客作品到了这个步骤完了吗?其实没有完,你还要有一个呈现,还要有一个传播。这个在现在很多国赛上都有这样的要求。什么要求?你必须要做科技报告。你如果参加少青年科技大赛,甚至要做科研报告,甚至小学生要做这样一个报告。小学生能做吗?能做,去年杭州的科技创新大赛上,南京有一个学校的学生专门做了一个下水水漏,用3D打印来做的 ,获得全国的一等奖,他也做了一本厚厚的报告。然后做答辩准备。当然后续还有方方面面的东西。我们相信经过这样一个过程以后,学生一旦学习这样一个思维习惯,他会处处在生活中想问题,这是现在我们做创客教育最困难的一点,只要生活当中处处有问题、处处有解决问题的点,这个就是创客作品的来源。

我们发现用比赛跟学校沟通成本是最低的。现在有些老师说国家不是禁止各种进行比赛吗?但其实国家是有选择的,人工智能创客类的比赛我们判断下来国家是鼓励的,因为它不会聚焦到某一个学科上,强调的是孩子的兴趣和综合能力,而做过创客竞赛之后,作品能够参加到赛事当中,一旦获奖对于未来孩子的晋升和成长有很大的帮助。

最后讲一下萧山这边的案例。萧山从2013年开始配置10台3D打印机,现在已经为萧山区配置了超过1000台的3D打印机。大家可能很好奇,用起来没有?可以不夸张跟大家讲,我们都用起来了。因为我们组建了创客教师队伍,加上教研活动,我们积极开发了萧山区级的课程。现在我们每年都会有60到100名信息技术为主的老师在参加教学活动。我们配了25个新增教师,今年准备配40个,明年还会配40个,预计后年萧山区所有中小学都有3D打印教室。有了教室最大的好处是老师做教学的时候就有了抓手。

刚才我提了两个问题,为什么说我们现在这么多的3D打印设备都没有得到有效利用?可能我们的着眼点只着眼在3D打印机上,没有把它更多扩展开来,放到3D建模软件,没有把它放到智能硬件,没有放到更广阔领域。如果我们放到更广阔领域,我相信这些学校的设备和器材一定能够得到一个有效的利用。

谢谢大家!

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