3D打印实训室方案
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，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:
①2013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。
②2015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。
③2015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)宏观经济促进:
①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。
②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：
①国家计算机辅助设计（CAD）、切片工具等软件系统逐渐成熟。
②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。
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。
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：
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:
⑴使用面积：场地面积大约80-100平方，或一间普通教室。
⑵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；
⑶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打印以及部分特殊需求；
⑷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。
⑸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；
⑹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；
⑺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打印的产品进一步完善和美化；
⑻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
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
三维扫描设备及配套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
3 配套扫描软件
Full body Scanning System(配套人体扫
描仪) 3 套
3D Scanner 扫描软件（配套桌面扫描仪）
4 配套电脑
人体扫描仪配套电脑：Intel Core i7,8G
DDR3,GT*760 2G,Seagate 1TB,24寸液
1 台
基础设
施
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
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