愛用中小學(xué)3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室方案

1、中小學(xué)3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)框架方案寧波愛用機(jī)械科技有限公司目 錄一3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)意義和價(jià)值3二3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的主旨規(guī)劃4三3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)環(huán)境要求4四3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室人員配置6五主要培訓(xùn)對象6六主要培訓(xùn)內(nèi)容6七實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部區(qū)域劃分7八實(shí)驗(yàn)室配置方案及報(bào)價(jià)7九實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)備參數(shù)及性能8十創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程方案介紹13一、中小學(xué)3D打印實(shí)驗(yàn)室建設(shè)意義和價(jià)值3D打印機(jī)技術(shù)被稱之為”第三次工業(yè)革命”,其最大的魅力在于為創(chuàng)意設(shè)計(jì)提供了無限的可能性。將3D打印技術(shù)引入中學(xué)課程，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)能力的提高和發(fā)展。1、教育目標(biāo)科技前沿學(xué)習(xí)、認(rèn)識前沿的先進(jìn)制造技術(shù)、逆向工程技術(shù)等特色教育通過與

2、傳統(tǒng)課程結(jié)合，激發(fā)學(xué)習(xí)樂趣綜合發(fā)展學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)建模和3D打印機(jī)的使用技能學(xué)以致用創(chuàng)新設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)合作、參加競賽2、3D打印或?qū)㈩嵏矀鹘y(tǒng)教育方式一些在傳統(tǒng)教育中表現(xiàn)不好的學(xué)生，主要是因?yàn)樗鶎W(xué)的課程理論性太強(qiáng)，沒有興趣，死記抽象概念讓學(xué)生通過了考試，但考試過后就很快忘記了，3D打印機(jī)可以讓枯燥的課程變得生動起來，它是一種同時(shí)擁有視覺和觸覺的學(xué)習(xí)方式，具有很強(qiáng)的誘惑力，在觸覺學(xué)習(xí)中，學(xué)生不是在黑板或顯示器上簡單地看文字或圖形，而是通過他們的觸覺抓住核心概念的三維模型，這樣能夠吸收和消化知識，使學(xué)生不再遺忘所學(xué)的課程。英國著名教師戴夫懷特曾經(jīng)說過：如果你能抓住學(xué)生的想象力，你就能抓住他們的注意力。中國的傳統(tǒng)

3、教育是應(yīng)試教育，沒有開設(shè)培養(yǎng)學(xué)生 “創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力”的課程，純粹的理論學(xué)習(xí)使學(xué)生的大腦僵化，學(xué)校應(yīng)開設(shè)集設(shè)計(jì)和3D打印于一體的“邊學(xué)邊做 ”的課程，把數(shù)學(xué)，物理課中的許多抽象概念通過讓學(xué)生動手設(shè)計(jì)一些由3D打印組件組成的小電路和小裝置，變成有趣的課程，3D打印機(jī)將激發(fā)新一代學(xué)生投身科學(xué)，數(shù)學(xué)，工程和設(shè)計(jì)的熱情，造就一批學(xué)生工程師。在美國，幾乎所有的大中小學(xué)已經(jīng)開設(shè)了3D打印的課程，通過對青少年進(jìn)行3D打印創(chuàng)新意識、技術(shù)手段的培養(yǎng)，3D打印成為“美國智造”的有力手段，成為中美制造業(yè)競爭的重要砝碼。二、3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的主旨規(guī)劃本實(shí)驗(yàn)室軟件套件旨在培養(yǎng)中小學(xué)生的藝術(shù)素養(yǎng)（欣

4、賞及制作）、計(jì)算機(jī)新技術(shù)的接觸及應(yīng)用（設(shè)計(jì)軟件、三維打印機(jī)實(shí)操）、提供實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)、師資培養(yǎng)、課程設(shè)計(jì)、軟硬件更新及其它配套服務(wù)。3D打印課程培養(yǎng)的是學(xué)生的學(xué)術(shù)思維及能力，通過對青少年進(jìn)行3D打印創(chuàng)新意識、技術(shù)手段的培養(yǎng)，大大拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野。很多學(xué)生可以利用3D打印結(jié)合自己的創(chuàng)新思維，設(shè)計(jì)出更好的作品。利用講解案例過程嵌入理論知識的教學(xué)方法，讓學(xué)生先動手操作然后認(rèn)知3D打印的概念，這樣更能深刻感受新科技的魅力。由教師教授帶領(lǐng)學(xué)生去做一個(gè)個(gè)案例，在此基礎(chǔ)上再由學(xué)生自由發(fā)揮，利用所學(xué)軟件技術(shù)去表達(dá)自己的創(chuàng)意及想法。三、中小學(xué)3D打印實(shí)驗(yàn)教室建設(shè)環(huán)境的基本要求： 1：使用面積：80-100以上2：

5、實(shí)驗(yàn)室位置：實(shí)驗(yàn)教室應(yīng)保證最佳建筑朝向，室內(nèi)避免直射陽光，主要采光面應(yīng)位于學(xué)生座位的左側(cè)。3：環(huán)保：教室內(nèi)部裝飾應(yīng)選用環(huán)保型材料，室內(nèi)環(huán)境噪聲應(yīng)低于 55 分貝，金屬制品和木制品制作實(shí)驗(yàn)室可高于此標(biāo)準(zhǔn)。新建、改建、擴(kuò)建實(shí)驗(yàn)室及附屬用房時(shí)，甲醛、苯、氡等有害氣體和放射性污染應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的限量值。對于在學(xué)生活動中可能產(chǎn)生較多垃圾的實(shí)驗(yàn)室，要配置足夠的垃圾桶，垃圾應(yīng)分類收集。 4：溫度：室內(nèi)溫度應(yīng)在 4至 30之間。室內(nèi)可安裝空調(diào)，溫度宜控制在 1628。 3D打印實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保持室內(nèi)溫度恒溫。5：供電：用電負(fù)荷應(yīng)留有余地，以滿足不斷增加的現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備的需要； 按規(guī)范敷設(shè)強(qiáng)、弱電線，空調(diào)專線敷設(shè)，

6、安裝漏電過載保護(hù)器和可靠的接地保護(hù)。 6：綜合布線：按有關(guān)技術(shù)規(guī)范敷設(shè)強(qiáng)、弱電線。強(qiáng)電電源插座與照明用電應(yīng)分路設(shè)計(jì)、分別控制，用電負(fù)荷應(yīng)留有余量，并安裝漏電、過載和觸電保護(hù)器，有可靠的接地保護(hù)措施。弱電應(yīng)考慮冗余，在合適位置配備足夠的網(wǎng)絡(luò)信息接口。 7：安全：實(shí)驗(yàn)室應(yīng)配備有效的防火、防盜、防潮等設(shè)施設(shè)備和外傷急救箱，急救箱中的藥品應(yīng)注意及時(shí)更換。應(yīng)加強(qiáng)對工具、儀器和設(shè)備等的安全管理，加強(qiáng)對師生的安全教育，增強(qiáng)安全意識，確保師生人身安全。8：環(huán)境：環(huán)境布置應(yīng)適合小學(xué)生身心發(fā)展和認(rèn)知特點(diǎn)，營造探知科學(xué)的氛圍，做到生動活潑。四、實(shí)驗(yàn)室人員配置1、工作室專業(yè)3D打印工程師：能夠使用3D建模軟件進(jìn)行3D

7、建模；熟悉主流3D打印成型工藝原理；具備3D打印機(jī)的日常使用和維護(hù)技能，并獲得相關(guān)行業(yè)公司的技能培訓(xùn)證書；熟悉3D掃描技術(shù)，能夠使用3D掃描儀。2、優(yōu)秀科技老師：能夠使用3D建模軟件進(jìn)行3D建模；熟悉各類3D打印成型工藝原理；具備FDM桌面3D打印機(jī)的日常使用和維護(hù)技能，并獲得相關(guān)行業(yè)公司的技能培訓(xùn)證書。五、主要培訓(xùn)對象：1、中小學(xué)學(xué)生（三年級以上）2、中小學(xué)科技老師六、主要培訓(xùn)內(nèi)容：1、3D打印技術(shù)知識培訓(xùn)，包括各類打印技術(shù)以及打印材料普及；建模軟件的操作和使用；2、3-6年級開設(shè)入門班和初級班，包括增材制造概念原理；FDM桌面3D打印機(jī)使用；基本3D建模軟件的操作和使用； 3、7-11年級

8、開設(shè)中級班和高級班，包括各類打印技術(shù)工藝原理；FDM桌面3D打印機(jī)使用；中級3D建模軟件的操作和使用； 3D模型的打印切片轉(zhuǎn)換；結(jié)合3D打印機(jī)，介紹3D掃描儀的工作原理與基本使用。4、老師培訓(xùn)項(xiàng)目，包括各類打印技術(shù)工藝原理；FDM桌面3D打印機(jī)使用；高級3D建模軟件的操作和使用；高級3D模型的打印切片轉(zhuǎn)換；結(jié)合3D打印機(jī)，介紹3D掃描儀的工作原理與基本使用。七、實(shí)驗(yàn)室區(qū)域劃分1、教學(xué)區(qū)：主要進(jìn)行日常教學(xué)與實(shí)踐活動2、陳列區(qū)：主要展示工作室作品3、科普區(qū)：主要以墻面展板為主八、實(shí)驗(yàn)室配置方案及報(bào)價(jià)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備清單：序號名稱規(guī)格單位數(shù)量價(jià)格（萬元）13D打印機(jī)銳桌面級打印機(jī)臺23D打印耗材PLA公斤

9、（卷）3電腦主流機(jī)型和配置臺4高端電腦配置（用于處理三維掃描數(shù)據(jù)）顯卡要求高臺5手持式掃描儀，設(shè)備包括掃描鏡頭，手持架子，軟件光驅(qū)，加長線三維掃描儀（包括軟件和培訓(xùn)）臺6遙控升降機(jī)7藍(lán)牙自動轉(zhuǎn)臺8書寫板通用規(guī)格塊9教師臺通用規(guī)格張10多媒體教學(xué)設(shè)備LCD投影機(jī)+投影幕布等套11總控電源帶有防雷擊設(shè)施，有可靠的接地保護(hù)套12工作臺可放置電腦與打印機(jī)套13墻面展板塊14消防設(shè)備套15各類配套線路、配件16教材² （最終報(bào)價(jià)根據(jù)雙方商定情況及現(xiàn)場情況定）實(shí)驗(yàn)室參考實(shí)景圖九、實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)備參數(shù)及性能Ø 3D打印機(jī)1、設(shè)備造型以及參數(shù)、制作的樣件2、打印過程3、部分試驗(yàn)樣件實(shí)物 4、

10、應(yīng)用范圍低成本3D打印機(jī)是設(shè)計(jì)師、教學(xué)及辦公的得力幫手。能任何時(shí)間便利、及時(shí)的將設(shè)計(jì)圖稿轉(zhuǎn)化為成品，是生動直觀的教學(xué)形式成為可能。這款產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，主要包括工業(yè)品設(shè)計(jì)、機(jī)械模具制造、教育、醫(yī)療、動漫、玩具、制鞋行業(yè)、首飾、藝術(shù)設(shè)計(jì)等等。Ø 三維掃描儀介紹手持式人體掃描儀是新一代的三維成像系統(tǒng)，采用瞬間閃光技術(shù)，被拍攝人員亦無不適感。同時(shí)采集手段采用了高像素的數(shù)碼相機(jī)，紋理豐富，應(yīng)用面廣，可應(yīng)用于雕塑，人體、工藝品、醫(yī)療、安全、娛樂等領(lǐng)域。該產(chǎn)品具有較高的點(diǎn)云采集能力，采集的數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)色、模分離（色：指色彩，模：指模型），同時(shí)是目前市場上面見到唯一一款性價(jià)比最高的人體掃描儀

11、。該款掃描儀最大亮點(diǎn)在于軟件的強(qiáng)大，采集好的數(shù)據(jù)，可以直接在配套軟件里面進(jìn)行處理，同時(shí)也可以導(dǎo)出其它格式，導(dǎo)入其它軟件進(jìn)行處理，達(dá)到一據(jù)多用的功能。在MEPHISTO進(jìn)入中國市場以后，Gotcha三維立體掃描儀，深受用戶喜愛，得到了很好的推廣，主要功能介紹：生成三維模型（數(shù)據(jù)）：可以非?？焖俚纳烧鎸?shí)的三維人像模型（數(shù)據(jù)）； 三維模型編輯：該項(xiàng)功能能夠?qū)ι傻牧Ⅲw人像模型進(jìn)行編輯和修飾，使模型更加生動； 模型點(diǎn)生成：將三維立體人像模型或其他的三維立體模型數(shù)據(jù)生成點(diǎn)云模型；Ø 3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室軟件介紹軟件優(yōu)勢及對比行業(yè)建模軟件有UG、RHINO、AUTODESK、PRO E、Soli

12、dworks、123D Design 系列,其中UG/PRE、Autocad、Rhino、 Solidworks、Tinkercad均為當(dāng)前比較流行的專業(yè)3D建模軟件。對于初學(xué)者的使用建議使用rhino軟件進(jìn)行教學(xué)。Rhino具有下列有點(diǎn)，1. 簡單易學(xué)，沒有基礎(chǔ)也容易上手，有中文版2. 軟件成熟 3. Rhino是建筑行業(yè)和汽車行業(yè)的主流建模軟件之一，很受建筑設(shè)計(jì)師和工業(yè)設(shè)計(jì)師歡迎，值得長期積累學(xué)習(xí)4. Rhino插件豐富，可以有高級的進(jìn)階空間5. Rhino網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源豐富 6. Rhino支持obj和stl格式保存，滿足3D打印機(jī)文件轉(zhuǎn)換需求十、中小學(xué)3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程方案介紹1、為

13、更好的通過3D打印技術(shù)完善中小學(xué)教育體系，開拓新興教育方式，提升基礎(chǔ)教育水準(zhǔn)，鍛煉省內(nèi)中小學(xué)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造性能力，我們建議此次3D打印走進(jìn)中小學(xué)的項(xiàng)目將分為三個(gè)階段開展。第一階段是意識培養(yǎng)的進(jìn)行。通過3D打印技術(shù)在教育教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用，如將幾何立體構(gòu)造打印出來讓學(xué)生直觀了解幾何內(nèi)部元素聯(lián)系、將歷史課程中出現(xiàn)的古代物品打印出來；在地理課上可以用學(xué)生們創(chuàng)作的3D打印世界五大洲板塊立體模型更形象直觀的呈現(xiàn)大陸板塊；在物理課程上用學(xué)生們制作的3D打印電動機(jī)零部件直接組裝電動機(jī)等，讓學(xué)生更深刻的理解其原理構(gòu)造，從而激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，提高學(xué)生的科技素養(yǎng)與認(rèn)識。第二階段是軟硬件設(shè)施的完善。硬件方面，

14、將建立中小學(xué)3D打印實(shí)踐中心，每個(gè)中心至少有20臺3D 打印機(jī)硬件設(shè)施，學(xué)生們可以隨時(shí)打印出他們自己的創(chuàng)作作品。定期舉辦“中小學(xué)3D打印創(chuàng)意大賽”、“中小學(xué)教學(xué)模型3D設(shè)計(jì)大賽”、“3D工藝制品大賽”等活動，由淺入深的讓學(xué)生了解3D打印機(jī)的產(chǎn)品性能、技術(shù)及相關(guān)行業(yè)發(fā)展，提升中小學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和動手能力，拓展中小學(xué)生的課外視野范圍，幫助孩子實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新夢。第三階段是學(xué)生創(chuàng)造成果市場轉(zhuǎn)化階段, 讓學(xué)生的優(yōu)秀成果完成市場轉(zhuǎn)化，是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的催化劑。愛用將提供3D打印技術(shù)及3D打印機(jī)操作的系統(tǒng)培訓(xùn)。2、課程設(shè)計(jì)理念 （1）：從概念到現(xiàn)實(shí) 課程結(jié)合中小學(xué)教材，將抽象概念通過實(shí)際的3D打印技術(shù)打印出實(shí)物

15、 （2）：從學(xué)、理解、到應(yīng)用再創(chuàng)造 同學(xué)可以通過概念性實(shí)物進(jìn)行再創(chuàng)造，給模型增加實(shí)際功能 （3）：從積累進(jìn)階與提高 建模教程根據(jù)同學(xué)的學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知水平進(jìn)行課程定制 教學(xué)目標(biāo)（小學(xué)生3年級以上）l 通過虛擬建模環(huán)境與3D打印實(shí)物打印相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。l 讓學(xué)生了解基本的3D打印相關(guān)知識:材料成型原理，設(shè)備工作原理和簡單模型制作。課程設(shè)計(jì)l 3D打印技術(shù)原理概論課l 3D建模課l FDM打印機(jī)操作應(yīng)用課（簡單模型前處理）課程內(nèi)容模塊：課程：FDM打印機(jī)操作應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識打印機(jī)的操作維護(hù)，掌握將模型打印成實(shí)物的技能.教學(xué)設(shè)備：電腦、打印機(jī)課程內(nèi)容：l 啟動操作l 打印操作l 打印軟件安裝及使用操作l 打印學(xué)生在建模課自己學(xué)習(xí)制作的模型，打印數(shù)學(xué)、物理課應(yīng)用教案，打印自己設(shè)計(jì)創(chuàng)造的模型課程：3D打印技術(shù)原理概論教學(xué)目標(biāo)：對3D打印技術(shù)有個(gè)基本的概念和認(rèn)知教學(xué)設(shè)備：標(biāo)準(zhǔn)化課堂3D打印是直接從數(shù)字模型通過材料的堆積來生產(chǎn)三維實(shí)體的技術(shù)，即增材制造。傳統(tǒng)的制造為減材制造。增材制造舉例，蠟筆在紙張上反復(fù)涂會產(chǎn)生厚度和形狀/紙張通過疊加產(chǎn)生厚度/堆沙子等。減材制造舉例，蠟筆通過卷筆刀或者美工刀切割/紙張裁剪出形狀3D打印技術(shù)原理：l 3D打印機(jī)工藝介紹l 耗材介紹l 建模軟件介紹課程：3D建模教學(xué)