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【导师分享】施永忠:造物奇迹:神奇的3D打印技术

六、展望:未来甚至能够打印出人类

在1997年,发生了一件震惊医学界的大事。那就是马萨诸塞州总医院的杰伊·瓦康提医生,成功地让老鼠背上长出一只人的耳朵。瓦康提用可以缓慢降解的材料制做了一个布满小孔的支架,他的同事将这个支架植入没有免疫力的小鼠皮肤下,并注入牛的成软骨细胞。发育的软骨组织渗透进支架,支架降解掉,就得到了一只真正的耳朵。

四年后,这项技术被应用到新领域:他为一个失去1/6颅骨的孩子修补了颅骨,用这个孩子自身的成骨细胞成功地再造了骨头,而这一切背后使用的工具,不过是改进过的3D打印机。


这种3D打印机和传统的喷墨打印机原理差不多,只是采用了不同的“墨”。它相当于把一个模型分成许多层“横截面” ,将原料液体或颗粒喷射到指定位置,一层一层地堆叠起来,最后得到精确模型。如果给墨盒里装满人体细胞,以打印机的打印精度精确地堆叠这些细胞,最终变成了活的人体组织。现在经过测试,这种从打印机喷嘴发射出来的细胞,成活率居然高达95%以上。


既然骨骼、肌肉和皮肤都能用3D打印机打印出来,在未来,造人可能也只需要获得一张精确的三维图。也许下一个时代的创世神话是这样开始的:上帝对自己的设计很满意,然后,他按下了“打印”键。


而且3D打印将颠覆传统教育方式!


事实证明,一些在传统教育中表现不好的学生,主要是因为所学的课程理论性太强,没有兴趣,死记抽象概念让学生通过了考试,但考试过后就很快忘记了,3D 打印机可以让枯燥的课程变得生动起来,它是一种同时拥有视觉和触觉的学习方式,具有很强的诱惑力,在触觉学习中,学生不是在黑板或显示器上简单地看文字或图形,而是通过他们的触觉抓住核心概念的三维模型,这样能够吸收和消化知识,使学生不再遗忘所学的课程。英国著名教师戴夫怀特曾经说过:如果你能抓住学生的想象力,你就能抓住他们的注意力。


中国的传统教育是应试教育,没有开设培养学生 “创新精神和创造力”的课程,纯粹的理论学习使学生的大脑僵化,学校应开设集设计和3D 打印于一体的“边学边做 ”的课程,把数学,物理课中的许多抽象概念通过让学生动手设计一些由3D 打印组件组成的小电路和小装置,变成有趣的课程, 3D 打印机将激发新一代学生投身科学,数学,工程和设计的热情,造就一批学生工程师。


美国政府已经以实际行动给出了答案。在美国,几乎所有的大中小学已经开设了3D打印的课程,通过对青少年进行3D打印创新意识、技术手段的培养,3D打印成为“美国智造”的有力手段,成为中美制造业竞争的重要砝码。


3D打印技术变革教育事业的十种方式:

1、工程设计系的学生可以用它打印出自己设计的原型产品。

2、建筑系的学生可以用它方便的打印出自己设计的建筑实体模型。

3、历史系的学生可以用它来复制有考古意义的物品,方便进一步的观察。

4、平面设计系的学生可以用它来制作3D版本的艺术品。

5、地理系的学生可以用它来绘制真实的地势图,人口分布图。

6、食品系的学生可以用它设计食物的产品造型。

7、车辆工程的学生可以打印各种各样的实体汽车部件,便于测试。

8、化学系的学生可以把分子模型打印出来观察。

9、生物系的学生可以打印出细胞、病毒、器官,和其他重要的生物样本。

10、数学系的学生可以将他们的“问题”打印出来,并在他们自己的学习空间中寻找答案。

 

 七、课后作业(二选一)   

(一)请同学们自主阅读3D有关资料,写一份你对3D技术的看法或者你有什么很好的创意,写在作业本上。
 自主浏览网站,有兴趣的可以下载并使用3D One建模软件:https://www.i3done.com/


(二)观察自己身边,如家庭、学校和社会,看看能否发现一些自己感兴趣而又需要解决的问题,上网看看有没有答案?没有的问题,就把它写在作业本上或直接发送到老师的电子邮箱或直接通过qq(1749098158)与老师交流。


<12345共5条

本文内容仅代表作者本人观点,与i3DOne社区无关。

作者简介

施永忠,高级教师,2015年中国十佳好教师。2009年指导学生开展“青少年科技创新大奖赛”,至今先后指导七个学生课题组获得浙江省一等奖,三个全国一等奖,三个二等奖;2010年开设高中“创意与发明”,指导学生获得两项发明专利;2014年接触3D打印,参加人社部3D打印材料高级研修班,并编辑中小学3D打印教师培训用书《3D打印新未来》;2015年设计申报的《3D打印与微创意》选修课程被评为杭州市精品课程并入选全国首届教育创新成果展博会,同时在杭州市先临科技股份有限公司支持下,在浙大附中设计建成杭州市第一个3D打印创新实验室。
文章介绍
  • 教学目的及要求:通过教学使学生了解目前世界上3D打印技术的发展现状及前景,了解它的基本原理与构造,打破思维定式,初步了解其神秘之处。。教学内容:2013年7月,美国宇航局,把一台3D打印机发送到国际太空站,宇航员可以采用该设备,直接制造或修复工具,这样就没必要将多余设备或工具发往太空站了。这是美国宇航局兰利研究中心工作人员专门针对微重力环境而开发的电子束无模成型微重力零件增材制造工艺,地面专家可以先通过电...
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  • 更新时间:2016-10-28
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