上海市盲童学校用拓竹P1S自研视障教具 | PXD案例

上海市盲童学校

视障学生认识世界,从指腹开始。一行盲文、一圈凸起的轮廓、一处深浅不同的纹理,都是他们辨认事物的入口。课本上的金字塔,明眼的孩子看一眼就记住了形状;对看不见的学生来说,如果手边没有一件能拆开、能反复摸索的模型,「金字塔」就只是两个字。

难处在于,这样的教具几乎无处可买。特殊教育的诉求细碎又具体,商业厂商鲜有专门投入,老师们只能自己想办法:纸质剪贴经不起长期触摸,找木工做一件往往要等半个月,而且难以复制。教学上的许多好想法,就停在「做不出来」这一关。

上海市盲童学校把这道关拆开了。这所学校创办于 1912 年,是上海唯一一所专门培养视力障碍青少年的公办全日制寄宿制特殊教育学校,办学覆盖学前到初高中各学段,面向全盲、低视力及多重残疾学生分类教学。盲文、定向行走、生活自理与视觉康复是基础课程,艺术、体育与信息技术是特色方向。学科不同,老师们却卡在同一道题上:怎样把抽象知识,变成学生凭触摸与残余视力能够理解的实体。

3D 打印由此走进了这所百年老校的教研日常。借助 4 台拓竹 P1S,老师们自主开发出 80 余种教具,累计打印部件超过 2000 件。我们(PXD,上海印悦电子科技)是这批案例的整理方。看到「80 余种、2000 余件」这两个数字时我们有点意外——一台桌面级 FDM 打印机 的常规用法,多半是打几个模型、做个原型、出几件小批量件;把它当成一条长期稳定的「教具生产线」,是另一种用法。

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案例客户:上海市盲童学校

为什么是 P1S,而不是一台更贵的机器

特殊教育教具有一个特点:量小、品类多、变化快。一种教具可能只有几件,甚至只有一件;但只要验证有效,就得能随时补做。这个「不按量下单、却要能随时补货」的需求,恰好落在桌面级 FDM 的能力区间里——它不追求工业机的节拍,但胜在随时开机、随时换料、随时改模型。

具体到这台机器上,有三点和这个场景高度契合:

一是无需木工手艺,把门槛从「会做模型」挪到「会建模」。 建模本身就是老师熟悉的事,围绕知识点画个结构图并不难;而真正劝退人的木工、抛光、装配被彻底绕开了。凸起不够明显、点距不好分辨,改一版模型重打就行,不需要等半个月;需要防磕碰的边角,也可以用拓竹 TPU 85A / 90A做一圈软胶护边。

二是多色打印(AMS 多料单元)省掉了后期涂漆这道最容易翻车的工序。 过去单色教具上,凸起文字与底板颜色接近,低视力学生辨认起来非常吃力。现在文字、轮廓、功能区可以在建模时分别指定高对比色,颜色在打印过程中直接完成,不用反复补漆,也减少了被触摸后表面脏污需要维护的问题。

三是稳定性和一致性,直接决定教具能不能用。 盲文点距、轮廓高度、纹理差异,任何偏差都会影响辨认。P1S 的成型精度稳定,同一件教具打印多份,每一份摸起来都保持一致——这对普通玩具是加分项,对盲文教具则是及格线。经常被拿起、放下、磕碰的教具,除了 PLA 也可以换成PETG 基础耗材增加韧性;表面如果希望完全不反光,用PLA Matte 哑光会更合适。

三类使用者,拿到了三种不同的东西

对设计教具的老师: 设备自动化程度高、运行稳定,成功率和零件一致性令人满意,老师不必把精力耗在调机和返工上,可以把时间留给教学设计本身。常规 PLA 基础耗材 即可满足多数需求,一键成型、稳定打印,长期成本完全可负担。多色设计不取代盲文与触觉结构,而是让触觉与视觉两条线索在同一件教具上互相补充。

对低视力学生: 获得的是更清晰的视觉线索。颜色对比把原本靠触觉猜的轮廓,变成了看得见的辅助信息。

对全盲学生: 依靠的是触觉的准确。盲文点距、轮廓高度、纹理差异被如实复现,一件教具可以复制很多份,每一份的手感都一样。

教具库里有什么

一件教具的诞生,通常从课堂上的一个难点开始。拆分式金字塔可以逐层分解,学生在取下与复位之间理解各部分的空间关系;都江堰水利模型把复杂的工程布局,变成可以追溯水流走向的实体。

打印完成并不意味着结束。各部分能否分辨、组装是否顺畅、尺寸是否便于双手把握,只有回到课堂才有答案。老师观察学生使用、调整模型、再次试用,几轮之后教具才正式投入教学;验证过的模型留存为数字文件,需要时直接批量打印,无需开模。

就这样,司母戊鼎、秦代战车、世界六大板块、校园地图、化学分子结构、盲文点位图与触摸训练器陆续进入课堂。正在制作的长征五号火箭模型采用分件设计,学生既能摸清整体外形,也能把关键部件单独拿起辨认。课堂之外,老师们还打印了盲人五子棋与盲用桌游,棋子经过专门的结构设计,凭触觉即可辨认、自如落子。

用拓竹P1S打印的都江堰水利工程模型教具
复杂的水利布局,变成可以追溯水流走向的实体
秦代战车教具:可逐层拆分的结构教学模型
学生在取下与复位之间,理解各部分的空间关系
盲文点读教具:凸起点位与纹理差异可触摸辨认
多色打印让低视力学生也能看清凸起文字与轮廓
盲文数学教具:盲文点位与几何图形结合
同一件教具上,触觉与视觉两条线索互相补充

我们从这批案例里看到的

作为 3D 打印设备分销商,我们整理这批案例,看的角度和学校不太一样。我们看到的是一个被长期低估的场景:特殊教育的教具需求分散、体量小、变化快,几乎注定进不了规模化商业生产的视野,所以它不会有人主动来满足。而这恰恰是桌面级 3D 打印最该待的位置——把制造能力交到最了解使用者的老师手里,让他们能按需、按量、为具体的学生裁剪教具。

这份价值的落点不在打印速度,也不在设备参数。它落在视障学生能拿到和普通学生同样完整的知识这件事上,落在教育公平被落实到一件件具体教具上。

学校下一步计划把教具延伸至人体解剖、地理结构等更多领域。对还在评估设备的朋友,如果你的场景同样「量小、变化快、要随时改」,欢迎来聊聊选型——这恰恰是我们最擅长的部分。可以先看看我们的3D 打印机产品线和耗材专区,或者直接找我们聊需求,我们会按你的实际场景给出配置建议,而不是按参数表推荐机型。

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案例与配图源自拓竹科技「应用案例」系列报道(素材由 PXD 协助提供),本文由 PXD 整理改写。