近年来3D打印新技术在校园中的应用如火如荼,有媒体统计2014年北京几十所中小学已配备3D打印机;2015年云南6000所中小学配置3D扫描仪和打印机;2016年,几乎大城市的中小学都配置了3D打印机。

日前,现代教育装备技术综合改革试验区启动仪式暨现代教育装备技术应用研讨会在湖北咸宁举行,来自教育管理部门、教育装备部门、高校、中小学的专家和一线从业者,就3D打印新技术助推教育变革、教育装备现代化等问题进行了深入讨论。

3D打印技术具有独特的教育功能

为了更好地促进3D打印新技术在教育中的应用,教育部教育装备研究与发展中心搭建起开放性的创新平台——3D打印技术教育教学应用协同创新中心(以下简称协同创新中心),旨在以3D打印等新技术在教育教学中的应用为抓手,推进课程装备化和装备课程化,满足新型人才的培养需要。

3D打印具备让学生能够体验的功能,看得见、摸得着,能够自己动手,并能让学生产生立竿见影的成就感。从知识量的角度看,3D打印技术涉及了多学科的知识。如认识3D打印,需要引入数学维度概念;打印出来的空间折叠物品,涉及空间立体几何知识等。

“3D打印等新技术融和了现代信息技术,能为学生提供创新设计、创造、解决现实问题的个性化、社会化、趣味性、综合性、开放性的创新实践。”教育部教育装备研究与发展中心主任曹志祥表示。

3D打印技术的这些特质,使它在与教育的结合上具有别的技术无可比拟的优势。

多方突围,突破3D技术在教育应用中的瓶颈

就目前来看,3D打印技术走进校园,还存在很多问题。首先是师资力量欠缺。面对新的技术,教师普遍感到知识和能力结构不能适应;第二,装备配置跟不上。绝大多数学校尚未建立起3D打印实验室,一台或几台3D打印机远远不能满足教学需要。第三,目前,国家尚未明确规定3D打印创新教育的固定课时,课时非常随意,绝大多数学校只能以社团、兴趣小组的形式开展。

“相关教材数量不足、质量堪忧,课程体系安排随意性大、装备以及耗材缺少质量评估与检测标准等问题,都亟待解决。”郭传杰说。

针对这些问题,协同创新中心提出了一条以建立实验区为抓手的基本思路和方法,即“理念引领,教材引导,装备支撑,实验先行,搭建平台,逐步推广”。针对不同阶段的学校,也提出了不同的解决方案:小学以认知为目的,侧重科普体验;初中以操作为目的,侧重动手能力;高中以创造为目的,侧重创新思维和实践能力。

在此基础上,构建了包括课程标准与教材、3D打印设备与材料、师资培训与技术服务等项目在内的完整课程体系,还有选择地建立3D打印技术应用实验区,根据不同地方情况和学校需求,提供多套装备菜单服务。

3D打印技术助推教育变革

在论坛中,郭传杰提出:当今世界人类正处于第六次科技革命的前夜,中国能否在新一轮科技革命中占有一定的优先发展地位,关键在于教育现代化建设能否激发民族创新活力,整体提高人才和人力资源科学素养。

在新技术决定创新教育质量的条件下,教育教学体系必须彻底革新传统的教育装备技术观念,教育装备不能仅仅是冷冰冰的、辅助性的、无内涵的机器设备,而是有温度、有内涵、有个性、有情感、有思维、有活力、有创造性的交互伙伴,充分发挥教育装备的特殊教育功能。

对此,协同创新中心认为3D打印等新技术在教育教学中的应用,正在助推中国教育变革,引领教育改革从单向改革走向综合改革,将全面提速教育现代化。