隨著互聯(lián)網(wǎng) 、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的快速發(fā)展，人類社會(huì)正從網(wǎng)絡(luò)時(shí)代快速邁向智能時(shí)代，知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)方式發(fā)生著巨大的變化。人工智能和3D打印技術(shù)應(yīng)用正深入人們的日常生活。3D打印在教育中的應(yīng)用已經(jīng)得到了普遍推廣，其教育價(jià)值也逐漸凸顯，成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要載體。3D打印是一種以3D數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來(lái)創(chuàng)造物體的技術(shù)。3D建模設(shè)計(jì)和3D打印具有所思即所得的天然優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)�學(xué)生的創(chuàng)意變成看得見、摸得著的現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，使學(xué)生在實(shí)踐創(chuàng)意的過程中獲得體驗(yàn)感和成就感，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。3D打印從作品設(shè)計(jì)、創(chuàng)意、實(shí)踐到應(yīng)用創(chuàng)新，整個(gè)過程涵蓋數(shù)學(xué)、材料學(xué)、物理學(xué)、信息技術(shù)、藝術(shù)設(shè)計(jì)、軟件工程等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，是多學(xué)科知識(shí)的匯聚和融合，符合當(dāng)前STEAM教育、創(chuàng)客教育和人工智能教育融合理念。
隨著教育的深化改革和智能融合，3D打印技術(shù)作為一種新興的科學(xué)技術(shù)，在各類學(xué)校教育教學(xué)活動(dòng)中正呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢(shì)。將3D打印與各學(xué)科課程建設(shè)有機(jī)融合，促進(jìn)人工智能時(shí)代創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。STEAM教育是將科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）和數(shù)學(xué)（Mathematics）五個(gè)學(xué)科相融合，打破學(xué)科壁壘，以知識(shí)之間的聯(lián)系作為教學(xué)內(nèi)容組織的原則和依據(jù)，基于真實(shí)世界中的問題情境開展教學(xué)。STEAM教育具備跨學(xué)科、趣味性、體驗(yàn)性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計(jì)性、藝術(shù)性、實(shí)證性和技術(shù)增強(qiáng)性等教育教學(xué)特征。創(chuàng)客教育以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為重要目標(biāo)、以項(xiàng)目學(xué)習(xí)為主要形式，是一種技術(shù)支持的基于創(chuàng)造的學(xué)習(xí)�！督逃�信息化十三五規(guī)劃》要求我們必須以創(chuàng)新為導(dǎo)向，營(yíng)造創(chuàng)新環(huán)境、激發(fā)創(chuàng)造精神、鼓勵(lì)創(chuàng)新思維、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、追求創(chuàng)新成果、積極探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)的模式創(chuàng)新。國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，3D
One軟件既具備簡(jiǎn)單易用的3D設(shè)計(jì)環(huán)境，還具有專業(yè)級(jí)平面草圖繪制、積木式圖形化編程和Python代碼編程設(shè)計(jì)界面，可采用多種方式進(jìn)行3D模型設(shè)計(jì)，能夠培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維、編程思維、設(shè)計(jì)思維、工程思維和創(chuàng)新思維能力�；�于3D打印技術(shù)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，能讓學(xué)生通過主動(dòng)探索、動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、跨界融合、問題導(dǎo)向、活動(dòng)探究、項(xiàng)目體驗(yàn)等獲取新知識(shí)，在玩和做的過程中學(xué)習(xí)新知識(shí)，并在做和學(xué)的過程中得到升華和創(chuàng)新，進(jìn)而把創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)玩中做做中學(xué)學(xué)中做做中創(chuàng)的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)STEAM多學(xué)科知識(shí)融合實(shí)踐育人目標(biāo)。通過創(chuàng)客學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中體驗(yàn)、在探索中創(chuàng)新，將跨學(xué)科知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化吸收，讓學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)和活動(dòng)體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，終達(dá)到培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的創(chuàng)新型人才。
本套叢書的編寫以*新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，全面深入貫徹黨的十九大報(bào)告精神，堅(jiān)持立德樹人，根據(jù)青少年的認(rèn)知規(guī)律、關(guān)鍵能力培養(yǎng)規(guī)律和人才成長(zhǎng)規(guī)律，根據(jù)*印發(fā)的相關(guān)文件中所涉及的3D打印技術(shù)應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)本套叢書的知識(shí)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用案例，引入STEAM教育和創(chuàng)客教育理念，突出其項(xiàng)目學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)等創(chuàng)客學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，為發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)助力。
本套人工智能和STEAM教育叢書包含《3D打印技術(shù)應(yīng)用與實(shí)戰(zhàn)》《3D創(chuàng)意作品設(shè)計(jì)與實(shí)例》兩冊(cè)，引導(dǎo)學(xué)生圍繞情景導(dǎo)入項(xiàng)目主題項(xiàng)目目標(biāo)項(xiàng)目探究問題構(gòu)思設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)施實(shí)踐成果交流思考活動(dòng)評(píng)價(jià)知識(shí)拓展等項(xiàng)目學(xué)習(xí)主線開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，理解3D打印應(yīng)用、3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)和3D創(chuàng)意編程的基本概念，掌握3D打印機(jī)、3D打印筆、3D激光雕刻（打標(biāo)）、3D掃描儀、3D
One創(chuàng)意設(shè)計(jì)、平面草圖繪制、積木式圖形化編程和Python代碼編程等基本方法，開展互動(dòng)交流、成果展示、作品評(píng)價(jià)等實(shí)踐活動(dòng)，從而將知識(shí)建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入到解決問題和完成任務(wù)的過程中，既能培養(yǎng)學(xué)生掌握3D打印硬件實(shí)操技術(shù)，又能幫助學(xué)生提高利用計(jì)算機(jī)軟件工具進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)和創(chuàng)意編程的技能，能有效地培養(yǎng)一批具有跨界融合、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，適應(yīng)人工智能時(shí)代發(fā)展的復(fù)合型創(chuàng)新人才。
本書主要包括：3D建模設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)、3D建模創(chuàng)意設(shè)計(jì)入門、3D建模創(chuàng)意設(shè)計(jì)進(jìn)階、3D建模創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)、3D建模創(chuàng)意設(shè)計(jì)編程等五章內(nèi)容。每章以項(xiàng)目形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中常見的事物作為案例，運(yùn)用平面草圖繪制、積木式圖形化編程和Python代碼編程等多種形式開展3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)。案例設(shè)計(jì)使用3D
One設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行呈現(xiàn)與實(shí)踐實(shí)現(xiàn)，全書圖文并茂、語(yǔ)言簡(jiǎn)潔精練，內(nèi)容從基礎(chǔ)知識(shí)到綜合創(chuàng)新，層次分明。講解過程中配有大量關(guān)鍵實(shí)踐操作圖片，力圖讓學(xué)生快速掌握3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)操技能。書中的3D建模創(chuàng)意設(shè)計(jì)以學(xué)生為中心，能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體會(huì)到更多的學(xué)習(xí)樂趣，能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，便于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體驗(yàn)完整的3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)的操作過程，獲得直接的實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生思考、探索和動(dòng)手的能力。主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：
（1）結(jié)合創(chuàng)客教育和STEAM教育的理念，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，選擇與學(xué)生學(xué)習(xí)、生活比較貼近的實(shí)際案例進(jìn)行3D創(chuàng)意實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者所思即所得的愿望。讓學(xué)習(xí)者在掌握技能的同時(shí)，能有效地學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等多學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，提高多學(xué)科知識(shí)整合應(yīng)用和融合創(chuàng)新能力。
（2）學(xué)習(xí)應(yīng)用簡(jiǎn)易3D設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行平面草圖繪制、積木式圖形化編程和Python代碼編程，發(fā)展立體空間思維，完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)；體驗(yàn)利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)的基本過程與方法。
本書可作為面向青少年開設(shè)創(chuàng)客教育、STEAM教育、勞動(dòng)教育、編程教育和人工智能教育的培訓(xùn)教程，也可以作為中高職學(xué)校的機(jī)械工程、材料工程、工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)的教材，還可以作為3D模型設(shè)計(jì)、工程技術(shù)開發(fā)等領(lǐng)域的自學(xué)教材。
本書由王同聚、丁美榮、朱楊林編著，謝晶晶、葉黃順參加本書圖片和視頻素材的收集與制作。感謝中國(guó)鐵道出版社有限公司的編輯們精心策劃與排版制作，感謝廣東省3D打印產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟和文搏智能提供演示樣機(jī)，感謝廣州中望龍騰軟件股份有限公司提供軟件平臺(tái)和技術(shù)支持。
由于編者水平所限，書中難免存在不足之處，歡迎廣大讀者批評(píng)指正。
編著者