杨国美
西昌宁远学校
3D设计和3D打印作为一门新型的学科，近几年的发展迅速，国际上科学技术水平较为先进的国家如美国、英国、日本等，学生的技术课程中早就引入了“3D设计与打印技术”，将学生学到的知识和已有的生活经验综合应用教学内容；而我国还处于起步与探索阶段，包括北京、上海等一线城市的中小学也在这一两年做出了尝试。我们民族地区就更落后了，好在在各级部门领导的关心和帮助下凉山地区近两年，很多学校都配备了几台或者建立了专门的3D打印室，供学生学习设计和打印使用，有的学校还专门开设了兴趣课，让学生利用业余时间学习创作和设计。
在这方面西昌宁远学校建立了自己专门的3D打印室，我们的打印机是由南京銮清电子科技有限公司生产的3D智能成型一体机，我们的打印室配备了9台单色打印机（型号：TOP-ONE-S），一台双色打印机(TOP-ONE-M)，和一台可打印更大模型的机器(TOP-ONE-L)，还增设了一台扫描设备，可现场扫描打印。每台3D打印机都配备了设计电脑，去年在学校领导的关心和帮助下，我们3D打印室开设了兴趣班,教学中我们使用的设计软件是“123D”。我们初步的课程设计是：初期让每一个学生知道如何操作3D打印机，并能够打印一个现有的模型；中期是老师带着学生学习使用“123D”建模设计软件；后期是让每一个学生学会自己独立利用“123D”这个建模软件来独立创建一个自己的模型。每个兴趣班有30名同学，分成几个小组进行学习，通过几期的学习我们取得了很大的成绩：
一、让学生和前言科技零距离接触
3D设计和打印作为一项新型科技，学生通过电视、网络，或多或少对该项科技有了解，但是都停留在一个视觉和意识当中，通过课程的开设和学习让学生近距离的接触了该门学科，也让学生知道了3d打印的原理，同时通过学习学生还知道了如何打印一个模型和设计一个自己的作品，这些都将大大增加学生的思维能力和对前言科技的熟知程度。
二、激发学生的创新意识，培养丰富的想象力
3D设计是在充分发挥学生主观能动性的基础上，把自己的想法和创意，通过设计得以实施的过程。学生通过自己动脑思考，动手操作，把自己的想法转化为可以看得见摸得着的实物，大大增加了他们的兴趣和自信力，也让学生的创新意识得以加强，想象力得意丰富。3D技术具有广阔的前景，学生通过学习设计和创作，对此产生了浓厚的兴趣，对他们以后的学习和生活都将有很大的帮助，也让他们明白了自己的想法可以通过此项技术得以转化为实物，成就感不言而喻。
三、加强了学生设计能力和与人合作的能力
3D设计可以使人们无限制的表达自己的设计想象力，而3D打印则是将你设计想象力转化为真实形状的物理实物。学生在3D设计创意的过程中，可无限制的放大自己的想法，然后通过设计软件表达自己的创意，通过不断的尝试和努力来加强自己的设计能力。但是在设计过程中或多或少都存在一些问题，如软件的不熟悉或创意考虑不周全的情况，所以我们采用分组教学，让学生之间相互学习，相互配合，相互促进，加强他人合作的能力。
四、为祖国3D事业的发展助力
虽然现在看对于学生而言只是一个小小的兴趣班，但是我们通过几学期的学习，部分学生的学习兴趣极浓，也给了自己定了一个小小的目标，希望自己以后能够从事3D相关的工作，这也让此门课程的开设取得了预期的效果——为祖国3D事业的发展助力。
通过课程的开设和实际操作过程中我们还是发现了很多不足的问题：
一、部分学生对3D设计的学习兴趣不足
在一开始的时候学生的兴趣很浓，好奇心也很强，我们首先学习的是3D打印机的基本操作，材料更换，以及如何用现有的模型打印出一个成品来。学生通过小组的形式学习情况还是很好，大部分都能按照要求打印出成品来。看到成品学生常开心。后期我们开始学习简单的自己设计物品，部分学生的学习兴趣就降低了，尤其是对于软件的操作上，因为软件的操作本身难度太大，加之学生基础差，就出现了部分学生不愿意学习基础知识，只希望自己一来就能设计出一个多好的东西，不愿意在基础学习上花时间的情况。还有我们本身的学习时间是很有限的，一节课能教的东西不多，学生基础不足，学习起来困难也很大，连续几下达不到自己想要的结果就烦躁，所以兴趣瞬间就降了。
二、打印时间太长
目前的3D打印技术在打印成品时都采用分层加工、叠加成型的方式逐层增加材料将设计好的物体转化为三维设计图打印出真实物体的过程，因此打印时间较长，我们学校的设备使用的耗材是树脂材料，机器首先要通过高温将树脂融化为液体，然后再以细小的丝状堆积模型，所以耗时很长，比如我们一个简单的口哨模型我们都需要打印30多分钟，如果遇到大一点的模型，如笔筒之类的至少都需要好几个小时，这样对于课程在开设也是很大的制约条件。
三、耗材费用高且无法重复利用
3D打印的耗材目前也是制约该项课程开展的一个重要因素，就以我们目前学校的机器来说，一卷耗材市场价格都在两百元左右，这就使得我们在开设课程成本升高。而且如果遇到打印粗糙或打坏的作品，我们对于耗材无法重复利用，因为我们的机器对耗材的要求很好，都是先将粗细均匀，大小固定的树脂丝通过进线口进入到机器内部再通过高温融化成更细的丝状层叠堆积成品。
四、打印精度和智能化不够
通过几期的课程开设，我们发现目前3D打印的机器打印精度上严重不足，在打印成品的过程中我们发现能够精确完美的出成品很少，每个产品出来都存在一定的缺陷，不够完美，丝的堆积过程中也出现空隙较大粗糙的情况。在打印的过程中也容易出现断丝的情况，而机器不会暂停，因此3D打印机还需要在智能化上再提升。
总之，随着3d打印技术的快速发展，应用领域十分广泛，是未来科技快速发展的必备技术，我们国家起步晚，发展缓慢，对比先进国家已经很有差距了，我们知道西方发达国家可以通过3D打印技术打印出房子、汽车、枪之类的物品，很多科学家已经开始致力研发打印人体器官，解决很多医学难题。对比这些我国的3D技术还需要从小培养，加强学习和推广，克服当前硬件软件等多方面存在的问题，促进3D打印技术迅速发展，从而增强我国在该项技术的竞争力。