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增材制造技术赋能边疆科学教育

今日热点网　　2025-09-01 22:05:22

7月15日至7月18日，塔里木大学机械电气化工程学院“青年携技入乡野，智慧田园焕新生”社会服务实践团前往阿克苏地区儿童福利院，以三维建模与3D打印为核心，开展“童心建模创未来，3D打印筑梦想”科普实践活动。此次活动旨在响应STEAM教育理念，将先进制造技术融入基层儿童教育环节，采用软硬件结合、学做一体的教学方式，拓宽孩子们的科技视野，激发他们对现代工程技术的兴趣。

活动以虚拟与现实的转化为主线，围绕三维设计开展系统的教学与实践。志愿者通过投影展示葡萄果穗施药装置、基于Arduino大棚环境监测及病虫害识别小车、玻璃栈道清洁及监测机器等十余项三维模型作品，生动地呈现了三维建模的实际应用价值，引得孩子们惊叹不已。趁孩子们兴趣正浓，志愿者向他们系统地介绍了SolidWorks建模软件的基本界面、常用命令及设计流程。在动手操作环节，孩子们在志愿者的指导下，逐步学习草图绘制、特征生成、装配体构建等核心操作，从最基础的立方体、球体开始，逐步尝试设计属于自己的三维模型。尽管孩子们起初对视图旋转、尺寸约束较为陌生，但在志愿者手把手的教学与鼓励下，逐渐能够独立完成手机、手机支架、小船等模型的设计。其中一名维吾尔族男孩感慨道：“原来电脑上画的东西真的可以变成实物，我感觉自己像个小工程师！”

实践团凭借机器人产业学院雪枫工作室的技术积累，把两台运用熔融沉积制造技术的3D打印机移至建模课堂，促使科普实践活动进入3D打印机现场展示与输出阶段。为呈现从“数字模型”到“实体输出”的完整流程，志愿者不仅对材料进丝、热端熔化、逐层成型等关键步骤展开讲解，还结合动态打印演示，向孩子们阐释3D打印机的结构与工作原理。活动高潮之际，孩子们运用SolidWorks设计的三维模型，经志愿者稍作优化后，被导入3D打印机进行制作。一个个小玩具、小摆件在喷头的往复移动中逐步成型，现场不时响起孩子们的欢呼声。打印过程中，志愿者还拓展介绍了PLA、ABS、PETG等不同打印材料的特性与适用情形，以及支撑结构、打印精度等实用概念。福利院带队老师称，通过此种教学方式，孩子们在惊叹科技魅力的同时，更领悟到了工程中细节的重要意义。

本次科普实践活动，着眼于提升福利院儿童的空间想象力、逻辑思维能力以及动手解决问题的能力，把专业的工程软件和制造设备以可感知、可互动、可实际操作的形式融入孩子们的科学教育教学之中。实践团带队教师王海明总结表示：“我们并非仅仅传授技术，更期望激发他们主动创造的热忱。每个孩子所设计的作品，无论简易还是复杂，皆是思维与世界展开对话的开端。”据了解，实践团将持续跟进阿克苏地区福利院儿童在科技学习方面的需求，尝试探索远程协助与定期回访的机制。


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