机器人教室里的工具

在美国纽约的HORACE GREELEY高中,并没有单独开设三维打印课程,而是将三维打印机放置于机器人课程里的学科教室,供学生们做项目需要的时候使用。学生会根据自己项目的需要选择三维打印机进行打印。教师引导全班学生自由分组,一般是2~4人一组,而后每组自行决定选择书本中的项目完成或自己设计解决现实问题的项目进行实现。在一个班级里会有十几个项目同时开展,有宠物自动喂食机、自动滴灌机、高能起重机、外骨骼手套,等等。每一组的方案背后都有着学生们强烈的自主想法。只有当一些特殊结构需要三维打印的时候,学生们才会利用三维打印机进行设计打印。三维打印作为工具嵌套在学生设计与实现的环节中。3D打印机对他们来说跟锯子、钳子等工具别无两样。

再现化学元素结构

美国纽约的石溪学校开设了三维设计的相关课程。在课程中,学生们合作完成了用三维打印再现化学元素结构的作品。学生们对化学元素中的结构进行仔细研究,并深入地剖析各成分之间的关系。再通过三维打印设计出每一个要素的代表样式,而后将不同样式串联起构成整个结构系统。这种将三维打印技术与各学科课程知识紧密结合的例子,在这所学校的三维设计课程开设过程中还有非常多,三维打印作为一种工具,有助于学生们更深入地学习某些学科的核心知识。

来自于学生的生物医学项目设计

美国哥伦比亚第五区技术中心是一个面向所在区域内三所高中的学生的课程中心。这里为学生们提供了各种各样、丰富多彩的课程,包括影视创作、计算机工程、宠物护理、建筑搭建、手工艺品焊接、清洁能源设计、航空航天、生物医学、农业工程,等等。在这里,介绍一位学生参与课程中心学习了18周后完成的项目设计作品。该学生在生物医学的课程里学习了很多跨学科的专业知识,包括医学、生物生理学、工程学等。而他在日常生活中发现有些病人因为卧床不方便起身喝水,而躺着喝水容易导致水沾湿衣服的情况。再结合自己所学的跨学科知识,根据生物学、医学的有关知识,用三维打印机打印出自己设计的避免躺着喝水侧漏的物件,并给出了自己精准的设计和依据。

三维打印与服装设计

新加坡南洋理工学院的大学生正在学习将三维打印技术运用于服装设计。这需要学生们拥有高水平的三维打印技术,兼备较好的设计思维和审美能力。学生们所使用的工业级三维打印机能够打印出具备较好弹性系数的衣服、首饰和各种服饰配件。服装设计与三维打印技术相互结合,对于学生和教师来说都是充满挑战性的项目,师生们需要对尚不确定的领域做出自己大胆而又独特合理的设计。在这个项目学习过程中,学生们既要考虑到材料的局限性,又要最大限度地创造出美观的服装,还要符合人体基本的服饰规律。学生们往往以小组的方式进行项目设计,并在分工合作中完成设计。不同小组之间相互分享讨论,借鉴彼此的方案优点。最终,学生们会穿着自己创作的三维打印衣服进行T台表演,以此作为课程的最后展示。