上圖一臺桌面級3D打印機、二臺電腦的標配,先進的教學設施,寬敞的教學環境,好似一家大專院校3D打印實驗室。其實,這是北京二中供“未來工程師"課程使用的教學課堂。
? ? ? ?北京二中是全國性示范中學,始建于清雍正年間,迄今已有近292年的歷史。學校秉承“全面優質 追求**”的校訓,根據北京市教委新課程改革的要求,大膽開發符合現代教育的校本課程,并為新課程的開發整合課程資源,以培養學生的創新能力。學校先后建成CAD設計和制造、人工智能機器人、網絡技術等20余個教室和實驗室。
? ? ? ? 早在2012年,北京二中就開始了“未來工程師”課程的規劃和開發,經過三年的調研和準備,2015-2016年度的第一學期,北京二中在高中年級開設了“未來工程師”校本課程,“CAD設計和制造(其中包括3D打?。?/strong>”是該校本課程的一部分,屬高二年通用技術課程的選修部分。除了“CAD設計和制造”課程外,為了進一步提高高中同學在這一領域的學識和能力,學校還開設了“3D創意設計”選修課及涉及3D打印內容的社團,面向所有的高中同學。由于設備有限,每學期每個選修班級僅有20多位同學選課成功。
? ? ? ?北京二中開設這門課程,旨在為那些立下“成為未來工程師”志向的高中同學提供一個建設性的選擇,為他們將來的專業選擇和職業發展奠定較好的基礎。為此,北京二中購買了太爾時代十臺UP BOX 3D打印機,作為其“未來工程師“課程體系建設的一部分。
圖片2 北京市第二中學3D打印課
? ? ? ? 北京二中學生在上3D打印課(圖片2)“CAD設計和制造”是一學年的課程,每周一堂課(40分鐘),一個學期20個學時。為保證每位同學的操作時間和安全,北京二中采取小班授課,一個班級分兩組上課,由兩名教師分別授課,每次上課的人數在15人左右。一學期課程結束后,學生們的收獲不小,每位同學都打印出屬于自己的設計作品。
北京二中通用技術課的師資力量非常雄厚。張錦良老師(圖片3),既是CAD設計和制造方面的年輕專家,也是“未來工程師”課程的設計者之一。當談到“CAD設計和制造”課程給學業帶來的益處時,他說:“高中同學有許多頗有創意和創新的想法,按照傳統的做法,很多設計思路體現不出來,也呈現不出來;3D打印是實現設計思路的一種方式,通過快速成型,同學們的設計思路不是停留在一個思路,一個草圖,而是可以完整的呈現來”?!皩W生不管作品好看與否,只要是自己設計和打印出來的,他們的喜悅是別人替代不了的;實現他們的想法*重要!”,這是張老師對這門課的重要性和意義的體會。
半年多來,在課堂教學和日常工作中使用UP BOX 3D打印機后,張老師對太爾時代3D打印機的優點——精度和穩定性高以及操作簡單,給予了肯定,同時,他還特別指出,“當老師和同學們打印組裝模型時,只要將尺寸和公差設計好,打印出來的零部件就可以直接裝配了,無需進行后處理,這為老師和同學們的創新設計提供了極大的便利”。與絕大多數桌面級3D打印機相比,在這一方面,UP品牌3D打印機具有突出的優勢。
? ? ? ?北京二中每年都會參加全國、北京市和東城區組織的一些中學生科技和創客活動。在學校配備了UP BOX 3D打印機之后,北京二中參加“F1 in Schools”比賽的各支隊伍,他們賽車的前翼、尾翼和車輪等都是用學校的3D打印機制作出來的(圖片4-5)。另外其他競賽的機器人,機器手的制作等也可以通過3D打印來實現?!敖窈?,在設計機器人時,實現創新設計的可能性拓寬了”,張老師就這方面的應用談了自己的看法。
? ? ? 作為一家全國性示范中學,北京二中在實施中學課程改革和提高學生科技認知上始終位居全國前列。在中國目前“萬眾創新”的大好環境,北京二中推出“未來工程師”課程,這對于培養中國下一代的創新人才意義重大!從這里出發,更多的中學參加到“未來工程師“培養的宏偉計劃中,中國從“中國制造”進入“中國創新”指可待!