準備動作

導論

本書宗旨

3D列印應用在教育上的機會與挑戰

淺談標準

家用3D列印機如何運作

學生如何創作設計？

如何從物體截取3D影像

實作單元

1 – 齒輪板

2 – 背包吊牌

3 – 用Tinkercad製作背包吊牌

4 – 七巧板

5 – 風扇驅動車

6 – 多面體的拉張整體模型

7 – 雙齒輪時鐘

8 – 五角形地磚

9 – 五芒星

10 – 扭結探索

11 – 設計生物體

12 – 列印你自己的化石

13 – 設計活動雕塑

14 – 製作埃舍爾（Escher）風地磚

15 – 製作電子元件盒

16 – 河內塔

17 – 製作希臘神殿

18 – 創意陶器

自己動手做

靈感從何而來

資源

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序



　　3D列印機毋庸置疑地是課室中有力的工具。這些列印機一年比一年便宜，且已經有許多學校開始想辦法將它們應用在自然科學、工程學科中。學生從3D繪圖開始，應用各種程式，最後以光固化成型法（STL）將作品輸出。輸出物品本身對於教育倒是沒有什麼幫助，真正的價來自於學生在設計過程中的實驗與創造。只要抱持這樣的想法，就可以輕易地看出這些設備可以應用的科目範圍極廣，尤其是自然科學、科技、數學、工程等學科，不過在藝術、人文科學、語言和社會科學等領域也可以用得到。



　　這本書中有一些跨年級的課堂實作提案。例如七巧板，光是設計、製造的過程就牽涉到很多數學；風扇驅動車則需要許多設計層面的構思，包含車體外觀、物理實驗等。我們也在書中提供每項實作單元與新世代科學標準（NGSS）、以及各州的數學共同核心標準（CCSS）之間的關聯。新世代科學標準的中心思想是讓學生發展理解能力，非只是記憶課程內容。在設計、製造、實際操作之中，理解力發展將遠遠超越傳統的照本宣科教學法。



　　雖然用3D設計程式，如Sketch Up就可以創造出任何製作物，不過從Inkscape之類的2D繪圖工具開始，再利用擠出（加上高度）形成三維圖形會比較容易。從傳統的2D繪圖工具開始有個優點，那就是學生和老師都已經很熟悉了。雖然許多好用的圖形無法用這個方式繪製，但能用的圖形也夠多了。利用2D繪圖工具，慢慢建立三維的設計技能，進而從其他程式進入直接的3D設計。