3d打印教学系统的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及3D打印技术，尤其涉及采用3D打印技术铺助教学的教学系统。【【背景技术】】
[0002]3D打印是一种数字化的增材制造过程，首先通过三维软件设计所需的三维模型，再通过切片软件将模型按照一定层厚切片分层并生成每层截面轮廓的数控代码，3D打印喷头在代码的控制下逐层打印完成三维模型的打印。
[0003]3D打印的成形原理非常适合将物理、化学、生物、数学等学科中的抽象概念，如磁场、分子式结构、细胞、动物模型、几何结构等，将这些抽象的概念设计成三维模型并方便地通过3D打印机打印出来。所以也有人预言3D技术的出现将会颠覆传统教育方式。
[0004]根据美国视听教育家戴尔的经验之塔理论，根据经验的抽象程度，分为做、观察、抽象的经验三类，做的经验包括有目的的直接经验、设计的经验、参与活动(演戏、表演)的经验，观察的经验包括观摩示范、见习旅行、参观展览、电影、电视、广播、录音的经验，抽象的经验包括视觉符号、言语符号的经验。其中，最底层的经验最具体，越往上越抽象，越具体的经验学生记住和理解的比例越大，其中有目的的直接经验与设计的经验可以被记住的比例高达90%，而抽象的听觉符号与语言符号的记住比例只有20%和10%。经验之塔理论告诉我们教育教学应从具体经验下手，逐步上升至抽象经验，有效的教育方法应是充满具体的经验，而具体的经验有助于促进学生对抽象概念的理解。
[0005]因此在传统教育教学过程中，经常出现学生对于理论性太强的课程理解不够深刻的现象。即使学生通过死记抽象概念的方式通过考试，但考试之后却很容易就会忘记，未能领略概念的精髓。这种纯粹的理论学习方式使得学生大脑僵化，培养的学生在创新精神与创造能力方面存在不足。
[0006]随着信息技术的快速发展，教学方式也随之发生深刻地变革。通过与多种信息技术融合，实现数字化教学系统。教学系统主要包括教学控制器、电子白板、教师平板终端、学生平板终端、功放音箱、应答器等。教学系统的应用促进了教学互动环节，提高了教学水平，给教育行业带来新的发展机遇。但这些幻灯、广播、电影、电视、照片等观察的经验处于经验之塔的中上部，仍具有较强的抽象性，学生能够记住的比例也只有20-30%。
[0007]而3D打印技术则能够克服上述传统教育中的不足，将抽象概念设计成三维模型并打印出来，让学习者能够直观得体验学习。
[0008]如物理、化学、生物、数学等学科中的磁场、分子式结构、细胞、动物模型、几何结构等，通过平面图像、照片很难理解透彻并迅速掌握，而一旦采用3D打印技术，则可以获得立体直观的学习经验。
[0009]而且学生也可以通过创新设计并通过3D打印机打印出来进行组装制作发电小装置、无人飞机、建筑、赛车等，这将促进学生对抽象概念的理解，更重要的是增强学生的动手能力，培养学生的创新思维，激发新一代学生投身在科学、数学、工程、设计等领域的热情，在未来培养更多创新人才。
[0010]而目前还没有一种特别针对3D打印机而设计的教学系统，能够利用3D打印的优势弥补现有教学不足。
【
【发明内容】
】
[0011]本实用新型针对以上问题提出了传统教学方式的不足设计了一款能够提供直观经验教学方式的3D打印教学系统。
[0012]本实用新型所述涉及3D打印教学系统包括教育控制中枢、扬声器、学习者终端、教育者终端、交换机、3D打印机、电子白板，其中电子白板、教育者终端、学习者终端、扬声器、交换机的信号输出端分别连接到该教育控制中枢的信号输入端；学习者终端和教育者终端通过云端服务器与3D打印机相连；其中学生终端通过有线/无线交换机与教育控制中枢信号相连，教育者终端通过有线/无线交换机与教育控制中枢信号相连。
[0013]该教育者终端是具备智能处理系统的智能终端。
[0014]该教育者终端包括平板、笔记本、台式机和或手机。
[0015]该学习者终端是具备智能处理系统的智能终端。
[0016]该学习者终端包括平板、笔记本、台式机和或手机。
[0017]该3D打印机设有无线和有线数据传输模块，与云端服务器进行有线或无线数据传输。
[0018]该3D打印教学系统中配置若干台3D打印机，每台3D打印机配置独立ID的网卡，每一台都通过云端服务器连接到学习者终端或者教育者终端。
[0019]该3D打印机包括FDM桌面级3D打印机、FDM工业级3D打印机、SLA光固化3D打印机、DLP光固化3D打印机、SLS选区激光烧结3D打印机、SLM选区激光熔化3D打印机、3DP喷墨粘结3D打印机。
[0020]本实用新型将3D打印技术融合到教学模式中，创造性地提出了一种适合3D打印技术进行教学的教学系统，该系统配置教育者终端、学习者终端，通过云端服务器与3D打印机相连，控制操作3D打印机，完成教学。方便教师与学生利用3D打印技术将设计的模型打印出来，有助于培养学生的创新精神与创新能力，改变传统教学方式僵化的弊端。
【【附图说明】】
[0021]图1是本实用新型3D打印教学系统的结构框图；
【【具体实施方式】】
[0022]下面将结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。
[0023]本实用新型所述涉及3D打印教学系统包括教育控制中枢、扬声器、学习者终端、教育者终端、交换机、3D打印机、电子白板，其中电子白板、教育者终端、学习者终端、扬声器、交换机的信号输出端分别连接到该教育控制中枢的信号输入端；学习者终端和教育者终端通过云端服务器与3D打印机相连；其中学生终端通过有线/无线交换机与教育控制中枢信号相连，教育者终端通过有线/无线交换机与教育控制中枢信号相连。
[0024]该教育者终端是具备智能处理系统的智能终端。
[0025]该教育者终端包括平板、笔记本、台式机和或手机。
[0026]该学习者终端是具备智能处理系统的智能终端。
[0027]该学习者终端包括平板、笔记本、台式机和或手机。
[0028]该3D打印机设有无线和有线数据传输模块，与云端服务器进行有线或无线数据传输。
[0029]该3D打印教学系统中配置若干台3D打印机，每台3D打印机配置独立ID的网卡，每一台都通过云端服务器连接到学习者终端或者教育者终端。
[0030]该3D打印机包括FDM桌面级3D打印机、FDM工业级3D打印机、SLA光固化3D打印机、DLP光固化3D打印机、SLS选区激光烧结3D打印机、SLM选区激光熔化3D打印机、3DP喷墨粘结3D打印机。
[0031]在教育者终端或者学习者终端都安装有打印机管理软件，可实时管理所以3D打印机，可实现打印参数设置、暂停或者取消打印、打印状态检测等功能。
[0032]教师与学生拥有独立的软件ID和密码，用户可以通过打印管理软件查看所有3D打印机的任务进展，但只能暂停、取消自己的3D打印任务。3D打印机设有无线和有线数据传输模块，可与云端服务器进行有线和无线的数据传输。
[0033]该3D打印机配置有独立ID的网卡，用户通过3D打印机的ID可以查看3D打印机的状态。
[0034]在具体操作过程中，教师和学生将三维模型数据导入到智能终端，使用打印管理软件选择欲连接的3D打印设备，输入该3D打印设备的ID和密码。利用打印管理软件将打开的三维模型生成3D打印机可识别的数控代码。数控代码通过有线或无线的方式传输到云端服务器，云端服务器通过有线或无线的传输方式将数控代码传输到3D打印机，3D打印机则开始打印模型。
[0035]以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容做出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种3D打印教学系统，其特征在于，该3D打印教学系统包括教育控制中枢、扬声器、学习者终端、教育者终端、交换机、3D打印机、电子白板，其中电子白板、教育者终端、学习者终端、扬声器、交换机的信号输出端分别连接到该教育控制中枢的信号输入端；学习者终端和教育者终端通过云端服务器与3D打印机相连；其中学生终端通过有线/无线交换机与教育控制中枢信号相连，教育者终端通过有线/无线交换机与教育控制中枢信号相连。
2.根据权利要求1所述3D打印教学系统，其特征在于，该教育者终端是具备智能处理系统的智能终端。
3.根据权利要求2所述3D打印教学系统，其特征在于，该教育者终端包括平板、笔记本、台式机和或手机。
4.根据权利要求1所述3D打印教学系统，其特征在于，该学习者终端是具备智能处理系统的智能终端。
5.根据权利要求4所述3D打印教学系统，其特征在于，该学习者终端包括平板、笔记本、台式机和或手机。
6.根据权利要求1所述3D打印教学系统，其特征在于，该3D打印机设有无线和有线数据传输模块，与云端服务器进行有线或无线数据传输。
7.根据权利要求6所述3D打印教学系统，其特征在于，该3D打印教学系统中配置若干台3D打印机，每台3D打印机配置独立ID的网卡，每一台都通过云端服务器连接到学习者终端或者教育者终端。
8.根据权利要求1所述3D打印教学系统，其特征在于，该3D打印机包括FDM桌面级3D打印机、FDM工业级3D打印机、SLA光固化3D打印机、DLP光固化3D打印机、SLS选区激光烧结3D打印机、SLM选区激光熔化3D打印机、3DP喷墨粘结3D打印机。
【专利摘要】一种3D打印教学系统，该3D打印教学系统包括教育控制中枢、扬声器、学习者终端、教育者终端、交换机、3D打印机、电子白板，其中电子白板、教育者终端、学习者终端、扬声器、交换机的信号输出端分别连接到该教育控制中枢的信号输入端；学习者终端和教育者终端通过云端服务器与3D打印机相连；学生终端通过有线/无线交换机与教育控制中枢信号相连，教育者终端通过有线/无线交换机与教育控制中枢信号相连。将3D打印技术融合到教学模式中，创造性地提出了一种适合3D打印技术进行教学的教学系统，该系统配置教育者终端、学习者终端，通过云端服务器与3D打印机相连，控制操作3D打印机，完成教学。有助于培养学生的创新精神与创新能力，改变传统教学方式的弊端。
【IPC分类】G09B5-14, B29C67-00, G09B5-06
【公开号】CN204423670
【申请号】CN201520063899
【发明人】韩加军, 章赣阳, 劳长石
【申请人】深圳长朗三维科技有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月29日