上图一台桌面级3D打印机、二台电脑的标配,先进的教学设施,宽敞的教学环境,好似一家大专院校3D打印实验室。其实,这是北京二中供“未来工程师"课程使用的教学课堂。
 

北京市第二中学 校门
图片1 北京市第二中学 老校门(上图)新校门(下图)

北京二中是全国性示范中学,始建于清雍正年间,迄今已有近292年的历史。学校秉承“全面优质 追求卓越”的校训,根据北京市教委新课程改革的要求,大胆开发符合现代教育的校本课程,并为新课程的开发整合课程资源,以培养学生的创新能力。学校先后建成CAD设计和制造、人工智能机器人、网络技术等20余个教室和实验室。

早在2012年,北京二中就开始了“未来工程师”课程的规划和开发,经过三年的调研和准备,2015-2016年度的第一学期,北京二中在高中年级开设了“未来工程师”校本课程,“CAD设计和制造(其中包括3D打印)”是该校本课程的一部分,属高二年通用技术课程的选修部分。除了“CAD设计和制造”课程外,为了进一步提高高中同学在这一领域的学识和能力,学校还开设了“3D创意设计”选修课及涉及3D打印内容的社团,面向所有的高中同学。由于设备有限,每学期每个选修班级仅有20多位同学选课成功。

北京二中开设这门课程,旨在为那些立下“成为未来工程师”志向的高中同学提供一个建设性的选择,为他们将来的专业选择和职业发展奠定较好的基础。为此,北京二中购买了太尔时代十台UP BOX 3D打印机,作为其“未来工程师“课程体系建设的一部分。

 


图片2 北京市第二中学3D打印课

 

北京二中学生在上3D打印课(图片2)“CAD设计和制造”是一学年的课程,每周一堂课(40分钟),一个学期20个学时。为保证每位同学的操作时间和安全,北京二中采取小班授课,一个班级分两组上课,由两名教师分别授课,每次上课的人数在15人左右。一学期课程结束后,学生们的收获不小,每位同学都打印出属于自己的设计作品。

北京二中 张锦良老师
            图片3 北京市第二中学 张锦良老师

北京二中通用技术课的师资力量非常雄厚。张锦良老师(图片3),既是CAD设计和制造方面的年轻专家,也是“未来工程师”课程的设计者之一。当谈到“CAD设计和制造”课程给学业带来的益处时,他说:“高中同学有许多颇有创意和创新的想法,按照传统的做法,很多设计思路体现不出来,也呈现不出来;3D打印是实现设计思路的一种方式,通过快速成型,同学们的设计思路不是停留在一个思路,一个草图,而是可以完整的呈现来”。“学生不管作品好看与否,只要是自己设计和打印出来的,他们的喜悦是别人替代不了的;实现他们的想法最重要!”,这是张老师对这门课的重要性和意义的体会。

半年多来,在课堂教学和日常工作中使用UP BOX 3D打印机后,张老师对太尔时代3D打印机的优点——精度和稳定性高以及操作简单,给予了肯定,同时,他还特别指出,“当老师和同学们打印组装模型时,只要将尺寸和公差设计好,打印出来的零部件就可以直接装配了,无需进行后处理,这为老师和同学们的创新设计提供了极大的便利”。与绝大多数桌面级3D打印机相比,在这一方面,UP品牌3D打印机具有突出的优势。

北京二中每年都会参加全国、北京市和东城区组织的一些中学生科技和创客活动。在学校配备了UP BOX 3D打印机之后,北京二中参加“F1 in Schools”比赛的各支队伍,他们赛车的前翼、尾翼和车轮等都是用学校的3D打印机制作出来的(图片4-5)。另外其他竞赛的机器人,机器手的制作等也可以通过3D打印来实现。“今后,在设计机器人时,实现创新设计的可能性拓宽了”,张老师就这方面的应用谈了自己的看法。

作为一家全国性示范中学,北京二中在实施中学课程改革和提高学生科技认知上始终位居全国前列。在中国目前“万众创新”的大好环境,北京二中推出“未来工程师”课程,这对于培养中国下一代的创新人才意义重大!从这里出发,更多的中学参加到“未来工程师“培养的宏伟计划中,中国从“中国制造”进入“中国创新”指可待!

 

3D打印的“F1 in school”竞赛车身加工专用夹具
      图片4 3D打印“F1 in school”竞赛车身加工专用夹具

3D打印的“F1 in school”竞赛车身加工专用夹具
图片5 “F1 in school”竞赛车 成品