3D打印技术在孩子学习STEAM教育中有哪些帮助？

3D打印对许多人来说是陌生和熟悉的。你为什么这么说？很多人听说过，但不一定理解。其实，3D印刷对我们的影响越来越广泛，很多科学技术、设计公司、工厂等都使用3D印刷技术，这也是未来发展的必然趋势。

在教育领域，教育人员也经常使用3D打印工具进行STEAM教育，科技教育要从娃娃抓起。STEAM代表科学、技术、工程、艺术、数学。STEAM教育是集科学、技术、工程、艺术、数学多学科于一体的综合教育。

目前，许多学校和组织开设的3D创造课程是让学生通过数字工具3D建模和3D打印机培养孩子的实践能力，让学生发现问题，探索问题解决问题，将自己的创造变成实物来验证。

3D创造课鼓励学生通过3D设计软件，结合物理、化学、数学等知识将创造力实现为3D数字模型，进行3D印刷，最终实现想法。3D打印在实践中体现了跨学科的综合能力，成为STEAM教育的重要工具。

3D创意课引进了3D设计和3D打印技术，扩大了学校STEAM教育的普及方法。在STEAM教学中，机器人教学也是非常重要的一部分，3D打印技术与机器人教学相比，优势也是显而易见的。

首先，学生在设计机器人时，过去只能购买标准零件，现在可以通过3D创意设计软件定制更个性化的硬件。在3D设计过程中，需要充分利用科学技术、数学等知识正确印刷。其次，一些3D设计软件，即使是中小学生也能轻松掌握，大大降低了学生的掌握难度，降低了对学校开课的硬件软件要求。

3D打印具体如何实现STEAM教育？让我们先普及一下关于3D打印的知识。

什么是3D打印？

3D打印学名称为快速成型，原理类似于喷墨打印，但材料不是油墨，而是液体、粉末状金属、塑料、陶瓷等原材料。

首先，3D打印软件在计算机上将物体的三维模型分解为无数细小的薄片，从此可以逐层打印3D打印机并粘接，生成立体的实物。

3D打印例。

3D打印机采用物理和化学技术原理，最终实现3D打印的立体效果，根据技术原理大致分为以下3种

熔融沉积成型——FDM，通俗来讲，就是利用高温将材料熔化成液态，计算机控制打印头前后左右移动，挤出熔化材料，一层一层沉积形成立体实物。

数字化光处理——DLP，以光敏树脂为原料，通过计算机控制数字光处理器，来固化液态光聚合物，形成零件的一个薄层，逐层进行光固化，直至得到三维实体模型。

激光选区烧结——SLS，以烧结和融化为基本原理，激光束在计算机控制下，有选择的烧结粉末，一层完成后再进行下一层的烧结，粉末材料被融化成型。

3D打印机都能打印些什么东西？

3D打印在医疗、航空、汽车、机械、建筑等领域应用已经非常广泛，人们用它来服装，建筑模型，汽车，巧克力，甜品等。

工程塑料、树脂材料、金属粉末、陶瓷、石膏、复合材料等材料是3D打印的主流材料，由这些材料构成的小物体或者零部件，基本上都可以用3D打印机去打印。当然，比较大的物体可能需要大体积的3D打印机才能打印。比较常见的打印的物品包括：动漫人物，动画片人物，文件，家用装饰品，艺术品，科教，创客教育物品等等。

3D打印的设计过程

我们先看3D打印的设计过程是：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。

建模本身就是科技知识，就在STEAM教育的范畴之内。孩子要建模，需要学习一定的科技知识和操作步骤才能做到，可以在操作实践中，培养孩子对科学的兴趣，亲手做出来一个自己喜欢的形象，也会很有成就感，增加孩子的自信心。

3D打印可以培养孩子的哪些能力？

第一步需要确定打印的形象。孩子想打印一个什么模型？这就需要充分调动孩子的感官去思考，自己想要什么？这有助于培养孩子的想象力和创造力。在设计课程时，首先要避免把课程设计成计算机的实操课，重点要放在学生的创意构思和设计技巧上。

让孩子充分发挥自己的想象力，大胆设计自己想设计的形象，并且进行操作，孩子也会受到很大的鼓舞，从而提高自信心，提高对科学、数学、物理、化学等学科的兴趣。教育者也可以充分与孩子进行沟通，了解孩子的需求，对孩子进行积极的引导。

比如，孩子想要一个魔丸版本的哪吒，可以问孩子，为什么喜欢哪吒呢？孩子可能会分享，喜欢哪吒的“我命由我不由天”的风格，还有他唱的歌也很有意思。这时候，教育者可以对孩子进行价值观的教育以及抗挫折能力的教育，培养孩子坚强的性格。比如，不要去在乎别人的看法，即使受到了不公平的对待，也要相信自己，坚持做自己。要相信爸爸妈妈永远爱你等等，进一步建立亲情关系，加固孩子对父母的信赖感。

另外导演饺子在中国传统的哪吒的形象上进行了很大的创新，这也可以进行创新思维教育，这也是STEAM教育的重要内容。如何进行创新思维呢？可以对一些经典的形象进行改造，设置不同的场景进行演绎，可以锻炼孩子丰富的想象力，培养孩子多思考的习惯。

设定自己想要的形象，下一步就是建模。建模会用到绘画技术，还有数学知识，数据尺寸之间的比例等等。这些对培养孩子的逻辑思维、空间想象力、计算思维都是很有帮助的。建模部分体现了学科间的相互联系和融合。

另外这个建模的过程，也是把想象的一个形象绘制成3D立体图形的一个过程。想想可以把自己喜欢的一个形象，通过自己的双手，把它给做出实体来，这个过程本身就是一个追求梦想，实现梦想的过程，也锻炼了孩子的动手能力、实践能力和行动力。

这个过程本身也充满了挑战。有些图形并不是一下子就能绘成的。需要复杂的步骤，这就考验了孩子的学习能力、耐性和承受挫折的能力，因为也有可能会画错，需要耐心的修改，甚至可能会重头再来。

遇到自己不会的地方，也要积极的向老师和同学们求助，这也培养了孩子的交际、语言沟通能力。

如果是在课堂上很多孩子一起做这个3D模型的话，老师会限制时间，这也考验了孩子的专注力和时间管理能力。如果孩子没有按时完成的话，也要听取孩子的意见，加以引导和改善。

爱因斯坦小时候做事情总是慢半拍，他的手工作业总是最后一个交，而且做出来的还是班里最难看的小板凳。老师忍不住嘲讽，天底下没有比这更难看的小板凳了。爱因斯坦立刻回答，有的！从包里又拿出来另外两个更丑的，这是他之前做的，上交的第三只，已经比这两个好多了。

这个故事说明什么呢？说明不要只看表象，要透过表现去发现孩子的品性、性格等因素，加以因材施教。就像这个故事说明了爱因斯坦精益求精的精神，而且他也没有因为老师的批评而自卑或者自我否定，而是长期坚持以这种精益求精的精神去做事，并且投入到科学研究中，最终获得了非凡的成就。

小米的创办人雷军在自己的母校演讲时也说过，一个人重要的不是学习考了多少分数，考60多分和考90多分，他真的看不出来有什么差别。但是通过学习，掌握了重要的学习的能力，这个才是最重要的事情。学习力，也是伴随一个人一生的事情。将来在这个日新月异的社会环境下，才能不断进步，真正立于不败之地。

同样，做3D打印，3D建模这个过程，本身做出来的效果好不好看，不是最重要的，不要去评论，谁做的好看，谁做的不好看，重要的是，让所有参加的孩子都学会这些技术和方法，以及在这个过程中去培养和锻炼孩子的各种各样的能力。

每个孩子心中都有自己最爱的那个形象，谁都希望自己喜欢的东西被好好对待，所以，不要对孩子做出来的东西进行评论。因为相信每个孩子都尽了自己最大的努力去做了，这就够了。

另外，没有比较，就没有伤害。很多人之所以有妒忌心，甚至发生伤害的事件，就是因为自己不如别人才心生嫉恨。这就是比较得出来的结果。这些伤害事件，无论是对于妒忌别人的人，还是被妒忌的人，都是一种伤害。

所以，不要进行比较，每个孩子都需要被肯定和支持，每颗幼小的心灵都需要精心的呵护和浇灌，才能茁壮的成长，让孩子学习这一套方法和掌握这些能力，才是更加重要的事情。

建模建好后，通过3D打印机打印出来，就会出来一个立体的实物。孩子拿到这个东西都会开心的欢呼雀跃。毕竟这是自己的劳动成果啊。在这个过程中，教会学生像科学家一样思考，像工程师一样设计和实践，锻炼了创新能力，计算思维能力、动手实践能力和协作能力等，全面提升了学生的科学素养和知识的融合应用能力。

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