[實用新型]3D打印教學系統

有效

• 申請號: 201520063899.1
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN204423670U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 韓加軍;章贛陽;勞長石
• 申請（專利權）人: 深圳長朗三維科技有限公司
• 主分類號: G09B5/14
• 分類號: G09B5/14;G09B5/06;B29C67/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

【技術領域】

本實用新型涉及3D打印技術，尤其涉及采用3D打印技術鋪助教學的教學系統。

【背景技術】

3D打印是一種數字化的增材制造過程，首先通過三維軟件設計所需的三維模型，再通過切片軟件將模型按照一定層厚切片分層并生成每層截面輪廓的數控代碼，3D打印噴頭在代碼的控制下逐層打印完成三維模型的打印。

3D打印的成形原理非常適合將物理、化學、生物、數學等學科中的抽象概念，如磁場、分子式結構、細胞、動物模型、幾何結構等，將這些抽象的概念設計成三維模型并方便地通過3D打印機打印出來。所以也有人預言3D技術的出現將會顛覆傳統教育方式。

根據美國視聽教育家戴爾的經驗之塔理論，根據經驗的抽象程度，分為做、觀察、抽象的經驗三類，做的經驗包括有目的的直接經驗、設計的經驗、參與活動(演戲、表演)的經驗，觀察的經驗包括觀摩示范、見習旅行、參觀展覽、電影、電視、廣播、錄音的經驗，抽象的經驗包括視覺符號、言語符號的經驗。其中，最底層的經驗最具體，越往上越抽象，越具體的經驗學生記住和理解的比例越大，其中有目的的直接經驗與設計的經驗可以被記住的比例高達90％，而抽象的聽覺符號與語言符號的記住比例只有20％和10％。經驗之塔理論告訴我們教育教學應從具體經驗下手，逐步上升至抽象經驗，有效的教育方法應是充滿具體的經驗，而具體的經驗有助于促進學生對抽象概念的理解。

因此在傳統教育教學過程中，經常出現學生對于理論性太強的課程理解不夠深刻的現象。即使學生通過死記抽象概念的方式通過考試，但考試之后卻很容易就會忘記，未能領略概念的精髓。這種純粹的理論學習方式使得學生大腦僵化，培養的學生在創新精神與創造能力方面存在不足。

隨著信息技術的快速發展，教學方式也隨之發生深刻地變革。通過與多種信息技術融合，實現數字化教學系統。教學系統主要包括教學控制器、電子白板、教師平板終端、學生平板終端、功放音箱、應答器等。教學系統的應用促進了教學互動環節，提高了教學水平，給教育行業帶來新的發展機遇。但這些幻燈、廣播、電影、電視、照片等觀察的經驗處于經驗之塔的中上部，仍具有較強的抽象性，學生能夠記住的比例也只有20-30％。

而3D打印技術則能夠克服上述傳統教育中的不足，將抽象概念設計成三維模型并打印出來，讓學習者能夠直觀得體驗學習。

如物理、化學、生物、數學等學科中的磁場、分子式結構、細胞、動物模型、幾何結構等，通過平面圖像、照片很難理解透徹并迅速掌握，而一旦采用3D打印技術，則可以獲得立體直觀的學習經驗。

而且學生也可以通過創新設計并通過3D打印機打印出來進行組裝制作發電小裝置、無人飛機、建筑、賽車等，這將促進學生對抽象概念的理解，更重要的是增強學生的動手能力，培養學生的創新思維，激發新一代學生投身在科學、數學、工程、設計等領域的熱情，在未來培養更多創新人才。

而目前還沒有一種特別針對3D打印機而設計的教學系統，能夠利用3D打印的優勢彌補現有教學不足。

【發明內容】

本實用新型針對以上問題提出了傳統教學方式的不足設計了一款能夠提供直觀經驗教學方式的3D打印教學系統。

本實用新型所述涉及3D打印教學系統包括教育控制中樞、揚聲器、學習者終端、教育者終端、交換機、3D打印機、電子白板，其中電子白板、教育者終端、學習者終端、揚聲器、交換機的信號輸出端分別連接到該教育控制中樞的信號輸入端；學習者終端和教育者終端通過云端服務器與3D打印機相連；其中學生終端通過有線/無線交換機與教育控制中樞信號相連，教育者終端通過有線/無線交換機與教育控制中樞信號相連。

該教育者終端是具備智能處理系統的智能終端。

該教育者終端包括平板、筆記本、臺式機和或手機。

該學習者終端是具備智能處理系統的智能終端。

該學習者終端包括平板、筆記本、臺式機和或手機。

該3D打印機設有無線和有線數據傳輸模塊，與云端服務器進行有線或無線數據傳輸。

該3D打印教學系統中配置若干臺3D打印機，每臺3D打印機配置獨立ID的網卡，每一臺都通過云端服務器連接到學習者終端或者教育者終端。

該3D打印機包括FDM桌面級3D打印機、FDM工業級3D打印機、SLA光固化3D打印機、DLP光固化3D打印機、SLS選區激光燒結3D打印機、SLM選區激光熔化3D打印機、3DP噴墨粘結3D打印機。