1、3D 打印实训室1.1 建设背景国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016 年)明确指出“组织实施学校增材制造（3D 打印）技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。 ”1.1.1 社会发展需求目前，3D 打印技术正在引导着第四次工业革命，世界各个国家都已展开战略性的方针发展该项技术。3D 打印技术的发展依赖大量的准也技术人才，而人才的培养要从小开始，从基础教育开始奠定 3D 打印的基石。在中小学开设 3D 打印创客教育，从小开始着眼学生的创新、创造思维能力，
2、让 3D 打印技术渗透到生活的方方面面，有助于学生综合素质能力的提升和发展，为学生的未来成长发挥有利作用。为了能够在人才培养上抢占先机，美国在几年前就开始重视 3D 打印教育，把 3D 打印植入中小学教育体系。在中国， 2015 年 2 月 11 日，工信部、发改委、财政部三部门联合国家增材制造产业反战计划（2015-2016 年） ，明确指出：组织实施学校增材制造（即 3D 打印）技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。1.1.2 国内市场 PEST 分析通过
3、PEST（P:政治、E:经济、 S:社会、T：技术）分析法可以看出，从近年来国家相继出台扶持政策，正处于利好局面。2016 年，中国国内 3D 打印已经进入启动期。P（ politics） 国家政策保障:2013 年，科技部 国家高技术研究反战计划（863 计划） 、国家科技支撑计划制造领域 2014 年度备选项目征集指南 中 3D 打印产业首次入选。2015 年，工信部正式发布国家增材制造产业反战推进计（2015-2016） ，从国家战略高度提出 3D 的发展方向和目标。2015 年 5 月 19 日，中国国务院印发中国制造 2025 ，部署全面推进实施制造强国战略。E(economy)宏观
4、经济促进:中国经济保持发展迅速，城镇人均收入水平提高，用户对个性化产品的消费欲望逐渐加强。中国庞大的资本市场为 3D 打印产业提供有利保障， 2014 年以来，相关产业企业融资近资本 10 笔。资本市场的持续关注和运作将推动 3D 打印产业的快速发展。S（society）社会环境推动：中国是工业制造大国，但传统流水线、自动化作业方式无法满足个性化定制需求，3D 打印在固件稳定性、多样化、小批量生产具备较强优势，是辅助只能制造的重要手段之一。T（technology）技术发展支撑：国家计算机辅助设计（CAD） 、切片工具等软件系统逐渐成熟。物联网、大数据、云计算等技术的卡快速发展，推动各行业提供
5、个性化产品及服务，同时 VR/AR、3D 技术的逐渐成熟为 3D 打印市场的个性化发展奠定基础。综上所述，国家在政治、经济、社会、技术等四大方方面推动 3D 技术的使用，而我们久巨教育 3D 教育，作为一家致力于 “科技+教育、企业+教学”的高新企业，我们给教育应用创新提供了技术支撑，提供了新环境、新平台、新资源、新工具和新范式。结合久巨教育 3D 教育的课程教材，教学资源建设及 3D 扫描、3D 打印设备，给学校打造一个全新的教育生态系统。那么久巨教育 3D 为了实现构建教育生态系统，会从理论与实践两个层面突破。其中理论层面，3D 技术教育创新应用涉及情境化学习、 “做中学”和基于创造的学习
6、等多个方面理论支持，需要进行系统性研究，构建其支持的理论基础。在实践层面，深入探索资源、媒体和产品的设计、开发、运用、管理和评价整个过程。从 3D 技术教育应用的生态发展、融合驱动和产业推进等三个层面进行理论与实践的探索。生态发展：3D 技术包含多样的技术，在不同场景和情境下使用（如个人环境、班级环境、学校环境） ，应用于基础教育、高等教育、职业教育、成人教育以及终身教育，构建一个基于 3D 技术应用的教育生态系统。融合驱动：虚实结合与融合，将 3D 显示技术和 3D 虚拟现实技术的桌面显示技术与 3D 打印的桌面制造技术有效融合，进行有效集成创新，如将 3D技术应用于 STEAM 中，创建新
7、的教育环境。同时，将 3D 技术与教育教学融合，开发 3D 新资源，研发 3D 新工具，构建 3D 应用服务平台，有效融入学科教学之中。产业推进：产学协同，产学研一体化协作，制定 3D 技术标准与应用规范，按照市场规范，采用第三方服务方式，为教育提供符合教育需求的 3D 新资源、新工具、新平台和优质服务。1.2 建设目标久巨教育 3D 教育一直秉承 “科技+ 教育、企业+教学”的产品服务设计理念，基于此思路，久巨教育 3D 教育结合国内外先进的创新能力培养理念，提出了久巨教育 3D 打印创新教室建设综合解决方案，通过建设以培养中小学生创新能力为目标的课程体系，开发配套课程教材，教学资源建设及
8、3D 打印创新教室，从而达到以下建设目标：1、边做边学，孩子们的工程学。让学校成为学校工厂，帮助教师创造集设计和 3D 打印于一体的课程，以传授核心教学和科学概念的课程。该课程是为了创造儿童工程师，激发年轻人对前沿技术、科学、数学尤其是工程和设计的兴趣。2、让学生们感觉“学习是令人愉快的” 。 “理论第一”的教学方式不是每个人都擅长的，一些学生在没有看到或者触摸到实物的情况下，很难掌握抽象概念。对于所有学生而言，无论吸收新知识的程度如何，在物理媒介里面重新制定的学习课程可以巩固他们所学的知识。最重要的是，许多学生喜欢动手学习。3、达到“考试分数和动手能力”双赢。 “课本通”的笔试分数并不能代表
9、学生的实际动手能力，并不能代表学生之间的协作能力。学生是不同的个体，不同的学生喜欢不同的事情，甚至每个学生学习爱好的转移也依赖于科目和新知识的复杂性。4、让学生不再遗忘。让学生把数字化设计转化为实际物理对象的最强大的方面是：加强抽象概念转化为不同的媒介。1.3 建设内容纵观计算机与信息技术的发展，从单一屏幕界面的显示输出到多终端显示，打印输出从平面走向桌面，从二维纸质打印走向立体实物打印即桌面制造，并提供多材料、多领域、多类型的终端显示和打印输出。3D 技术已成为桌面技术，为教育提供了新的创新技术，为教育应用创新提供了机会新资源、新工具、新环境、新平台和新范式。3D教育应用创新体系1.3.1
10、课程规划3D 技术进校园-3D 技术创新实验室建设，首先完成教学必须有完整的课程体系，久巨教育展示课程的整体规划，遵循以下几点：实施阶段 内容安排 内容描述 虚拟维度第一阶段 案例学习 通过例子，掌握软件工具，初步形成空间思维虚拟模仿第二阶段 拍照创建 通过拍照实物照片，创建虚拟模型 从实体（二维）到虚拟第三阶段 实物构建 通过观察小型实物，构建虚拟模型 从实体（三维）到虚拟第四阶段 想象搭建 主题引导，学生搭建内心所想物体 从想象到虚拟第五阶段 虚拟创造 通过想象，虚拟搭建，3D 打印，创造心中所想从想象，虚拟到现实创造1.3.2 教室规划本 3D 创新实验室主要是用于 3D 打印创意教育课
11、程的使用，也可以作为学生进行劳动技术教育、技能训练、科技小制作、通用技术课程教学和探索实践活动的场所，是落实素质教育，劳动培养学生创新精神、创业意识、规划能力和动手实践能力的基地，最终形成一个汇聚创意的场所，一个让想法变成现实的“梦想实验室”建设要求如下: 使用面积：场地面积大约 80-100 平方，或一间普通教室。 创新教室配备桌面 3D 扫描仪、打印机、电脑，以六人一组为单位学习3D 扫描、 3D 打印知识以及制图操作，然后进行打印，方便学习过程中的分享和讨论，便于灵感的碰撞，提升创新创造能力； 每个教室配备 3 台彩色 3D 打印机，每组配 1 台普通打印机，可以满足学生创新出的物件直接
12、打印以及部分特殊需求； 桌面扫描仪老师配备 1 台、学生每两组配备 1 台，满足教师更好的教学，让学生亲身体验和学习 3D 扫描的各个阶段。同时可用于学生的各种小制作结构数据化，比赛演示产品易损元件的数据化，方便进行二次设计和修改。 使用 3D 打印机及时进行打印，更好的发挥学生的创新创造能力，非常适合学生进行兴趣爱好的培养，新奇物品的制作； 在教室前端布置有玻璃柜展示，展示学生的创意成果，激发学生的自豪感； 教室四周墙上布置文化展板，展示 3D 打印的发展历史、高精尖技术、各行业应用等等；后期处理工艺的工作台主要用于 3D 打印产品不可避免的支撑、元件组装、上色等操作，便于学生将 3D 打印
13、的产品进一步完善和美化； 教师基本要求：（1）具备 CAD、UG 、proe 或 solidwork 等基础知识；（2 ）应具备艺术设计或美术设计等基础知识；（ 3）具备机械制图、计算机操作、机械制造工艺学等基础知识；（4）人员需求： 1 人。该建设方案本着节省教室资源的前提下，尽量满足通用技术各学科的教学,下图为设计图，具体尺寸和设计平面图可根据学校实际情况调整。专业级教室案例平面图专业级教室案例效果图1.3.3 功能区说明项目 功能介绍优秀作品展示区主要用于展示各种 3D 打印模型，配展示台和展示柜两种、展示柜主要是各种小型的 3D 打印模型和需要保护的 3D 模型，展示台的作品主要是和学
14、生互动另外展示区也陈列一些外来的模型作品，用于开拓学生眼界，启发学生创新灵感教学区 主要用于教师上课，学生集中听课的区域人体扫描区 主要用于人体扫描，进行相关创作投影演示区 用于学生针对创作产品进行解说，老师针对教学产品进行解说打印耗材展示区1、主要是保管各种耗材（如：PLA 、柔性、云泥 -可塑形温变材料）2、少量精密易损仪器3、各种辅助工具3D教育应用效果图1.4 配置列表（25 人/班）序号 项目名称 规格、技术参数 数量 单位1 人体彩色扫描仪 3D PLUS 人体扫描仪 1 台2 桌面彩色扫描仪 3D PLUS 桌面型彩色扫描仪 2 台Full body Scanning Syste
15、m(配套人体扫描仪)3 配套扫描软件3D Scanner 扫描软件（配套桌面扫描仪）3 套人体扫描仪配套电脑：Intel Core i7,8G DDR3,GT*760 2G,Seagate 1TB,24 寸液晶显示屏1三维扫描设备及配套4 配套电脑桌面扫描仪配套电脑：Intel Core i7,16G DDR3,GT*760 2G,Seagate 1TB,24 寸液晶显示屏2台1桌面型 3D 打印机FDM 5 台3D 打印设备及配套 2 3D 打印机耗材 打印材料 丙烯酸酯光敏树脂 （液体光敏树脂）10 卷3 配套打印软件 配套软件；打印机切片软件 26 套4 实验室工具包 每台打印机一套 5
16、 套5 三维设计软件 123Design 软件 26 套6 教师笔记本电脑 I7-6500 8G1T+120G Win10 1 台7 学生台式电脑 一体电脑 i5-4460T 8G 1T 2G 25 台8 教师培训服务包培训、教案、软硬件操作、教学案例、课程设置等方面。2 套9 学生课程包 详见 4.2.1 课程设计 25 套1 学生凳 以实际需求确定 25 张2 学生设计桌 以实际需求确定 5 张3 展示柜&储物柜 以实际需求确定4 工具柜 以实际需求确定5 仪器柜 以实际需求确定6 教师工作台 以实际需求确定 1 张7 无线路由器 1 个基础设施8 简易急救箱 1 个9 灭火器 2 个10 教室装修 结合学校校园文化设计 1 项
