基于3DOne的中小学3D打印创客实践室建设方案

XX学校

基于3DOne的3D打印创客实践室建设方案

一、重要的引言

也许我们已经知道：

创新成就我们的未来，教育创新我们一直在路上。

以创新、实践和分享为共同特质的创客群体活力四射，得到过李克强总理点赞。

创客群体和创客活动从社会走进中小学校园，给我们的教育创新实践带来的积极影响迅速扩大，建立学校的创客实践室、开展创客教育、培养创新人才、积极培育校园创客文化正在成为中小学教育创新的新课题。

创客活动并非科技或艺术专才的专利；校园创客活动也不等于创造发明，并非只有小部分人群能够参与，只要头脑里有创意，勇于付诸实践，并且乐于分享，任何师生都能够加入进来。

3D技术以所见即所思的直观化特点，帮助人们以数字化形式呈现和分享创意，作品再通过3D打印机以及激光切割机等设备，最终实现快速制造。无论是创客活动还是先进制造领域，3D设计和3D打印已经成为核心配置。

学校建立3D创客实践室，借助3D技术进行创新设计和制作，开展创客教育，并非为了培养设计师专才，引进这一新兴技术项目，将对学生多种核心素养与能力的培养提升巨大的促进作用：

◆批判性思考与解决问题的能力

◆交流、信息与媒体素养

◆合作、团队与领导力

◆创造与创新能力

◆计算机与信息技术素养

◆职业与自我学习能力

二、项目预期成果

预期总目标：

引入3D设计和3D打印机等设备，组建3D创客实践室，开设《三维创新设计与三维打印》校本课程，开展3D打印学生社团活动，将使学生更多的接触、感知和体验最前沿的新兴技术，开阔学生视野，提高创造性思维及能力。项目符合学校发展的目标要求，创建目标描述清晰，具有良好的可操作性，较易实施，可考核性强。

阶段性目标：

1、设立3D创客实践室一间，包括创意设计学习区（可新建或借用学校电教室）、创意制作区、展示区三部分；

2、围绕3D设计与3D打印，开设校本课程，引导学生认识了解三维设计与三维打印技术，能够运用这一技术展现科技设计创意；

3、三维打印工作室将向所有学生科技团体、研究项目、全体教师开放，为学生科技类研究性课题、教师三维课件制作、自制教具等项目提供支持。

主要预期社会效益指标：

1、加强学校与时俱进的校本课程建设；

2、促进学生创造性思维及能力培养；

3、为学生科技研究项目及科技竞赛提供先进技术支持；

4、为学校教师提高三维课件、自制教具等项目提供技术及工具支持。

三、建设3D创客实践室的基本原则

1、符合新课改《课程标准》要求。新课改《课程标准》的教育理念、思想、

模式，彻底改变传统教师的角色定位，需要新的实验模式、实验技术和

实验方法来支撑教师的教学、学生的学习。

2、探究式学习，模拟科学研究活动。工作室配备的设备，不是高级玩具，

而是探究性学习的工具。探究性学习本质上是模拟科学研究活动，科学

研究活动有其自身的规律、程序，工作室的建设方案应便于学生分组、角色定位，便于实施模拟的科学研究活动。

3、 以学生为主体。工作室需以学生为主体，学生是开展项目学习的主体，在教师的引导下自主选择探究课题学习。

4、 实践性原则。遵循教学规律，引导探索、尝试、创造。从课程学习、社会现象、自然现象选择具有一定的灵活性、开放性、趣味性、主动性、综合性的实验，来构建实验室的课题内容，方便创设问题情境。

5、 创造性原则。营造鼓励学生创新的环境，课程项目设计应具有开放性，为学生创造性思维创设更多空间。

四、3D 创客实践室功能分区

五、3D创客实践室的核心配置简介

形成创意、动手制作、分享成果，是学校进行创客教育和创客活动的基本环节。受限于制造工具和材料，甚至外购套件时的昂贵价格，往往综合性的创客空间只能为极少数师生提供支持。在3D创客实践室里，只要配置装载了相应核心软件的电脑和3D打印机，就能让全校师生都有机会参与到创客课程与活动当中。无论是学校电教室改建，还是新建的3D创客实践室，都能够面向更广泛的师生人群，开展创客活动体验和实践。

3DOne简介

我们注意到，3D打印机能够为学校创新教学手段、制作创意作品、更好地培养创新人才，提供更大的潜力，然而对于没有工科背景的中小学师生而言，要想将创意转化为实物，仍然存在一定的门槛，最主要的是缺乏易学易用的3D创意设计平台，否则，只能制造别人提供现成作品，或者进行极其有限的创新。

3DOne三维创意设计软件专为中小学生呈现创意而开发，中小学师生可利用这一强大设计工具，快速绘制出自己的创意设计作品并通过3D打印机成型为实物。相比于市面上的其他3D设计软件，这款完全由中望公司自主研发的全中文界面国产软件平台，具有诸多适合中小学师生的特点，例如：上手门槛低，没有基础的师生都能够通过短暂学习就能进行个性化创意设计；将本地学习与互联网云平台结合，在智慧校园的环境里，创意的设计与分享不再只局限于教室之中；配套完整的“三维创意设计和3D打印”教材教程资源，让学校和教师能够立即就启动该项目；等等。

◆3DOne功能优势简介:

1)智能草图功能，实现二维平面快速立体化，加速创意设计

①除涵盖主要的草图元素圆形、方形、直线等，还提供点线段更适合孩子涂鸦式设计。

②多元化字体设计，实现拉伸、旋转、放样等造型，创意表达更丰富。

2)涵盖所有3D设计所需功能，创意随想随设计

①体验如同“泥捏”一样的效果，随意扭曲、变形，提升孩子学习使用的乐趣。

②简单拖拽立即成型，无需花时间去选择下一步的命令是什么。

3)简化3D模型与3D打印机间的操作流程，快速助力学生们的实践能力

①3DOne直接调用已安装的3D打印系统，模型自动导入。

②可选择全部对象打印或者特定对象打印，再将打印出的各类零部件进行精准拼装。

4)软件与i3DOne社区实现无缝对接，打造互联网+时代的互动式3D设计新体验，提升课堂乐趣

①可直接拖拽本地及社区的模型库至软件，任意编辑模型。

②个性化设置，可归类、整理本地模型库。

③软件中享有专属自己的云盘（即3DOne三维创意社区帐户），随时随地上传、下载自己的创意作品。

5)STL编辑、自动补面、分割

3DOne独家研发的强大功能，可随意编辑3D打印的STL格式文件（通过STL与实体文件或STL与STL的布尔运算，进行再设计式的编辑方式），对破损的造型面进行一键式修复，分割大尺寸模型。

6)多种类的造型渲染材质库

配备多种的材质及贴图，可以赋予造型与实物一样的质感。并且可以根据个人喜好添加贴图。

3DOne教育版参数：

1、一套软件的教室包，不超过50节点。软件需用软加密方式激活。

2、具有拖放方式：实体和草图在不选择指定命令的情况下，直接用鼠标拖拽移动；

3、具有基础实体：具有六面体、球体、圆环体、圆柱体、椭球体等六种以上的基本实体，并且可以通过直接拖拽进行粗略设计，还可以用参数设定进行精细设计；

4、具有草图绘制功能：无需预先选择草图命令，可以再任意平面上绘制草图；

5、*具有智能菜单功能：选择不同的特征（体、面、边、草图），可自动跳出悬浮功能框，并罗列出该特征的常用命令；

6、*具有随意变形功能：该功能可实现“泥捏”效果，在平面或曲面内随意进行变形；

7、*具有变形操作：可以实现现有造型的圆柱形弯曲”、圆环形弯曲、扭转、锥形等功能来实现实体建模的变形；

8、*具有浮雕功能：可以将二维的*.jpg、*.png、*.gif、*.bmp、*.tif等格式图片转换成三维立体的浮雕造型。

9、*具有矢量图转换功能：可以将*.jpg、*.png、*.gif、*.bmp、*.tif等格式图片，通过拖拽式操作，直接转换成矢量图。并且可以添加等比例背景图，便于进一步细化、编辑。10、*具有STL编辑功能：具有STL再编辑功能，可以通过布尔运算对STL和实体文件，STL 和STL文件进行运算。最后得到全新的STL文件。

11、*具有STL破面修补功能：对于任何原因造成的破损STL文件，进行一键式修补功能。

12、具有材质库：具有丰富的材质库。

13、具有云存储功能：可以将文件在软件中直接保存到网络云盘中，便于在其他地点随时编辑。

14、*具有多种视角导图：具有20种以上的视角，可通过该功能改变任意视角，便于操作和掌握空间感。

15、*具有边学边用：全新的课件模式，可以一边看操作步骤，一边按照实体的参照模型进行有对照的操作学习。没有步骤都有相应步骤的实体参照模型。并且对于知识点、难点可以反复的重复性学习。

16、*具有一键3D打印功能：软件中具备3D打印功能按键，内置多家打印机分层后置，无需格式转换，通过该功能直接将打印造型进行分层处理，生成相对机型的分层文件；也可以通过快捷通道将打印造型直接导进分层软件内，进行分层处理；

17、具有本地、网络资源库：在本地及网络中具备海量造型，即时更新，还需要具有配套的网络社区。可同步该社区中的新增资源包，资源库中的造型可以直接拖拽进软件，造型可以随意更改编辑，造型的零部件可以任意拖拽分离，可以实现整体或单独对造型的更改。

18、需出示原厂项目授权及售后服务承诺书、软件著作权证书。

3D打印机简介

3D打印机是3D创客实践室里最显而易见的装备，也是最吸引孩子们注意力、最容易激发兴趣的器材，价格并非唯一因素，甚至不是最关键要素。我们需要综合考虑以下因素：打印尺寸、精度、速度、耐用度、成本、易用性、安全性。依据耗材、成型方式、适用行业等因素来看，采用FDM熔融技术的3D打印机类型最适合在中小学使用。在本项目的配套器材当中，结合了对学校的前期了解，中望3DOne推荐的参考3D打印机主要是经过评测的知名厂家的FDM桌面级机型，例如北京太尔时代UP系列、深圳维示泰克Speed系列、极光尔沃，等等。

3DOne课程应用资源包简介

对中小学校而言，创客教育是新生事物，国家和地方并没有权威的创客教育教材教程。中望教育曾在北京市东城区教委支持之下，在全区上百所学校试点开展了《三维创意设计》校本课程建设，并结合随后在全国几百所中小学试点3D 创意设计与3D打印教学经验，与诸多专家、教师共同开发了配套的课程教材。目前中望已开发了适用于不同教育阶段的整套教材，分为小学、初中、高中版教材，教材内容丰富充实。此外，在教学资源上积累了如教材、教案、教学视频及成熟的中望授课人员认证体系及师资力量，可帮助学校立即开展3D创客教育相关课程、开展活动。

◆3DOne配套的教材教程

三维设计与3D打印技术给学生的“学习方式”带来新的思考，让抽象的教学概念更加容易理解，激发学生对科学、数学尤其是工程和设计创意的兴趣，带来实践与理论、知识与思维、现实与未来三方面的相互结合。我们通过三维创意设计与3D打印课程，让学生完成一个探索、思考和操作实现的完整过程，为学生开辟一种全新的思维通道，这正是三维创意设计与3D打印课程的重要目标。 3DOne标配的教材，教材的编写避免单纯的软件命令和功能的介绍和联系，采用案例为载体，设计案例选取同学们身边熟悉的三维模型，更加贴近学生生活，提高学生学习的兴趣，减少三维实体设计的神秘感。我们每节课至少让学生设计制作一个作品，增加学生的成就感；通过教材里的“做中学”、“练一练”、“小提示”、“小探究”等栏目，将各种操作、命令、设置等软件功能让学生更加乐于学习和掌握。教材内容除了三维实体设计的技能和方法外，还特别注意了学生创新能力和创意的培养，在通过案例掌握基本的操作技能后，鼓励学生创新的设计和创意，同时也考虑了情感态度和价值观的引领。教材示例：

◆教师培训

学校开展创客教育最缺乏的是师资，玩3D创客也一样。中望3DOne认为，学校的老师是最主要的创客教育导师群体，而非社会创客机构的培训师，除了3D创客实践室的负责老师以外，全校有兴趣借助新兴的3D技术开展STEAM教育的教师，都是我们3D创客实践室需要支持的对象。中望3DOne可为学校提供基于3DOne的三维设计和3D打印教师培训。此前我们已在北京、上海、江苏、广东、浙江、山东、重庆、四川、云南、青海、海南、广西等多个省市持续开展教师培训。例如2016年4-6月协助广州市教育局开展广州市中小学教师3D打印千人培训。

◆3DOne青少年三维创意在线社区的增值资源

为中国中小学校开展3D创客而生的3DOne青少年三维创意社区(https://www.wendangku.net/doc/2a19299367.html,)是目前国内最大最活跃的青少年3D在线社区平台。该平台与3DOne软件平台捆绑，为3D创意设计和3D打印的学习、分享交流、作品展示和竞赛提供一站式支持。自2015年7月正式开通以来，在短短12个月时间里，已有6000多所中小学的师生注册为3done社区会员，下载使用3DOne达到60万人次，分享的3D模型超过20000多个。该三维创意社区至少能为学校开展提供以下支持：

1）师生可从3DOne创意设计软件平台上直接下载社区精选推送的海量3D模型，上传分享3D作品，云存储个人3D设计作品。

2）社区会员可在社区的在线学堂获得3D设计的教学视频、课件、案例等，进行在线学习，并与得到3DOne培训师的在线解答帮助。

3）创客教师可管理社区里的学校主页，查看和维护本校学生的3D创意作品，使用社区提供的豌豆积分辅助学校三维创意设计和3D打印的课堂教学，举办校级3D作品展示和竞赛等。

4）教师创客和学生创客可上传、下载、分享、点赞、评论3D创意设计作品，参加作品在线评比和竞赛，申请成为创客导师和校园创客，获得相应资格认证证书。

六、基于3DOne的3D打印创客实践室配置方案

中望3DOne为学校建立3D创客实践室，提供一站式“3DOne+课程”解决方案，让学生畅游3D创意设计和制作的世界，让学校的科技创新教育更具趣味和更有特色。在拟定的以下几个配置方案中，学校可结合实际，选择合适的方案，或者提出自己的配置要求：

*以上项目学校可灵活增减，具体预算调整请联络项目对接人：中望3DOne陈老师，132********，1020038348@https://www.wendangku.net/doc/2a19299367.html,

七、更多的活动策划

为了促进3D创客教育的开展，中望3DOne在积极协作各地开展公益性

3D创客教育进校园活动。无论是否已建立正式的合作，学校均可与中望3DOne 商议，寻求与3D创意设计和3D打印相关的活动支持。例如：

不定期的教师培训。给老师们提供3D创意设计和3D打印培训课程，让老师们优先掌握3D打印技术，不仅能提升老师的创新意识，还能为老师日后的教学工作提供方便。

举办3D打印科普活动。携带3DOne、3D打印机以及打印出的实物，安排资深3D设计及打印专家前往学校，面向师生举办3D创意及打印知识方面的科普讲座，或参与校园科技节活动等。

组织策划中小学生3D创意竞赛。结合线下和线上资源，策划组织3D创意竞赛，拓展中小学生思维，提高学生们的创造力和创新能力。如机器人大赛，航模大赛等。另外，还可以专门组织策划3D打印创意竞赛，让学生们充分发挥主观能动性，成为小创客。

协助学校实施示范项目。若学校有3D打印创客教育类的示范项目需求，但却缺乏相关资源和项目的具体落实工作，中望可以为学校提供详细的项目支持，包括方案、范例、技术、人员等，让学校示范项目尽早落地，提升学校的创办新项目优势。

校本教材开发。对于已开展3D打印相关的创客活动的学校，或者从一开始就希望构建创客教育校本特色的学校，使用现成教材开展3D打印课程，已不能满足自身发展的需要。虽然3DOne显著特点之一是师生能够自行创作，随意设计自己的作品，从而汇编形成自己课程所需的教材教程，学校也可委托中望进行校本教材开发，甚至结合学校特色形成跨学科的3D应用。

八、关于案例

广州市学校“3D One+课程”示范案例精选

1、广州市海珠区实验小学：

海珠区实验小学举办了3D设计与3D打印的公开课，课程编写者、执教者是全国模范教师、国培专家、广州亚运会火炬手、广东省特级教师郑贤老师，基于面向中小学的3D设计打印软件3DOne编写的课程受到了青科协、少年宫及同行们的关注与认可。

2.广州市荔湾区龙溪小学：

2016年4月6日，龙溪小学对3D科技课堂的开设是经过了先期慎重的论证，专门安排了学校信

息技术袁老师参与了关于校园3D科技课堂实施的可行性研究，并制订了三步走的措施：体验，

开班，3D与学科结合。由此龙溪小学在学校领导的大力推动下必将为学校的“校园创客”阵地

的建成和发展吹响崭新的号角。在学校导入3D创新课程之后4个月时间里，该校的369名学生

在青少年三维创意社区https://www.wendangku.net/doc/2a19299367.html,上传了1753个3D作品。