我国是玩教具生产大国，但我国一亿多学龄前儿童能够享有的适合其个性化发展、支持其快乐游戏的玩教具实在太少，尤其是凝聚中国本土创意与思想的玩教具相对匮乏。基于这一现实，本书作者精心撰写了这部充满本土创意与智慧的、以幼儿发展为本的、致力于研究幼儿园玩教具创新设计与有效应用的著作。

书中全面系统地介绍了幼儿园玩教具的配备、设计制作、投放和使用，以大量实例来帮助读者理解和掌握相关知识。它是一部可读性和实践指导性俱佳的著作。

本书既可以作为幼儿园管理人员及教师深入了解玩教具设计与应用的指导书，也可以作为玩教具设计专业、学前教育专业师生的教学参考书。

郭力平　复旦大学电子工程系理学士，华东师范大学心理学博士。华东师范大学学前教育系教授、博士生导师。美国哥伦比亚大学教育学院富布莱特访问学者。中国学前教育研究会游戏与玩具专业委员会委员。主要研究方向：儿童认知发展与教育评价、幼儿园玩教具研究、信息技术与学前教育。发表SSCI、CSSCI收录论文60余篇。

谢萌　“柠檬猫”儿童玩教具品牌创始人。本科、硕士就读于华东师范大学学前教育系，辅修应用心理学第二学位。就读期间，发表学前教育专业论文22篇。两次被评为“上海市普通高等学校优秀毕业生”，并获得研究生国家奖学金。笃信“容颜倒退十载，不如童心一车”，带着一份求真的信仰，致力于以专业的精神全心全意地为儿童服务。 

可玩性是玩教具最具生命力的特征。既能满足儿童的个性化需求，又能支持儿童与其长时间互动，这样的玩教具才可玩，才好玩。即便在教育情境中，可玩性也是实现教育使命最有效的利器。

我一直认为，如何让玩教具更具可玩性，应当是玩教具产业，甚至是与幼儿密切联系的教育行业致力的方向。但事实上，情况往往比我所预期的更为复杂，尤其是在现今以市场为导向的商业环境中，玩教具产业遭到商业文化的冲击，玩教具在一定程度上被“异化”了。正如法国学者罗兰·巴特所言：“儿童玩具作为一种符号意义上的本质已经消逝了。”而这种问题在当下的中国尤为严重。

商业化社会拥抱“流行”，而流行往往意味着大批量、标准化的生产，以及大幅度提高的效益；流行也意味着人人可以拥有买得到、买得起的玩具商品；但流行还意味着成人世界借助大众传媒主导了家庭与孩子们的感官，意味着鼓励儿童自由选择与把玩、满足每个儿童个性化需求的精神本质的模糊与丧失。而在这个“流行”当道的世界舞台上，中国玩教具产业主要充当的是生产者的角色，数十年玩教具产业繁荣的背后，是这样一个严峻的事实：我们培养了大量玩教具生产的技术精英，却缺少为玩教具“插上翅膀”的真正热爱玩教具、让玩教具呈现精神内涵的创新设计者。就这样，数十年来，在把玩教具作为生产产品的主导意识之下，玩教具的可玩性成了被忽视的议题。

如果说玩教具产业没有站在儿童的立场上，忽视了玩教具创意设计中的可玩性，那么在这个前所未有的对幼儿教育寄予厚望的时代，玩教具俨然成了游戏异化为教育指导的附庸。尽管学者们一直在试图理顺游戏与教育的关系，“以游戏为基本活动”也已经长时间地作为中国幼儿园教育的基本指引，但是代表教育者传统意志的教育指导仍旧取代了幼儿真正的游戏，充斥在今天幼儿园的各项活动中。而当教师们抱怨商品玩具不能满足儿童个性化之需，大量采用自制玩教具之时，我原本以为这应是无可奈何之后的春天，但当我看到大量玩教具所承载的深重的教育负荷之后，深感玩之趣其路漫漫，而与此同时带给教师们的沉重负担，也让人深感“解放教师”其修远兮。

但不可忽略的是，技术在日新月异地进步，世界经济格局在发生着翻天覆地的变化，中国的玩教具市场内需在腾飞中提出了更高的质量诉求：中国玩教具产业在世界玩教具产业链中的角色必须转型；以3D打印为代表的新技术要颠覆当今世界主导的生产模式，把个性化还给大众；中国需要彰显本土化的玩教具创意文化。而本书的框架设计和内容构成便是在这样的背景下形成的。

本书希望呈现给读者三个主要特点：前瞻性、全局观和重视儿童发展。

所谓前瞻性，是通过对玩教具产业与文化发展的前瞻性描述，促使读者循着玩教具发展走向，以一种理性批判的眼光来审视今日玩教具的种种现象。

“全局观”即希望读者能较全面地了解玩教具的历史、设计生产与教育应用，尤其是通过全方位的展现，让玩教具设计与幼儿园玩教具的应用更充分地相互理解与沟通。

强调儿童发展，重视从儿童的角度来理解玩教具设计、制作和应用是全书的重点和主线。完成具有可玩性玩教具设计的前提是，设计者必须把对儿童发展的理解和把握细致地展示出来。是否敏感于儿童的发展特点，并恰当地将其融于玩教具的设计之中，反映的不仅是设计师的素养，更是一种设计文化对玩教具的态度。而玩教具的应用如何更加尊重游戏，让玩教具成为儿童主体性发挥的凭借，这是一种真正能使玩教具发挥其功能的教育艺术。设计与应用是幼儿园玩教具的两端，而将二者紧密联系的纽带，我想，一定只能是儿童发展！因此，强调儿童发展，强调玩教具的适龄性是全书一以贯之的主线。

谢萌和我共同合作完成本书的撰写。期间，我们共同对玩教具的各个方面进行了深入细致的探讨。无论涉及设计还是教育应用，玩教具都是一个实践性较强的话题。因此，我们也是在玩教具设计、制作、应用的实践过程中对其进行了“真切”的探究与思考，而我们更重要的默契在于对儿童的尊重、敏感和热爱。我的学生们亦为本书的撰写提供了重要的支持和帮助，尤其是李姗姗、徐小妮、蒋路易、白洁琼、石凤梅、陈珂汀、赵连光、傅蕾和俞思涵，在此深表感谢。

本书内容涵盖幼儿园玩教具的诸多方面，在撰写本书的过程中，主要从学术的角度，不同程度地引用了众多玩教具的案例、素材等，在此向原作者、设计者表示衷心的感谢！由于作者水平有限，本书定会有疏漏与不足之处，恳请各位专家和读者批评、指正。

郭力平 
2014年7月于上海

三、3D打印技术与玩教具的个性化定制

3D打印技术是增材制造（additive manufacturing）技术的俗称，增材制造技术指依据三维CAD设计数据，采用离散材料（液体、固体粉末或丝等）逐层累加原理制造实物的技术。之所以称为3D打印技术，是因为这项技术目前主要采用打印头、喷嘴或其他打印技术沉积材料，制造物体。

迄今为止，制造技术大致可分为三类。其一是材料去除方式，也称减材制造技术，一般是指利用刀具或电化学方法，去除毛坯中不需要的材料，剩下的部分即所需加工的零件或产品。其二是材料成形方式，也称等材制造技术，铸造、锻压、冲压等均属于此种方式，主要指利用模具控形，将液体或固体材料变为所需结构的零件或产品。这两类方式已经出现了较长时间，是传统的制造技术，例如铸造技术在3000多年前的青铜器时代就已经开始使用了。其三就是近20年发展起来的3D打印技术，它采用材料逐层累积的方法来制造物体。相对于传统的减材制造技术，3D打印技术是一种自下而上的增材制造技术（中国机械工程学会，2013）。

3D打印的具体实现技术比较多样化，目前广泛应用且较为成熟的技术主要包括：粉末/丝状材料高能束烧结或熔化成形，如激光选区烧结；丝材挤出热熔成形，如熔融沉积制造；液体喷印成形，如立体喷印等。以熔融沉积制造为例，该方法利用电热源熔化丝状材料，由三轴控制系统移动熔丝材料，逐层堆积形成三维实物。其工艺过程如图3-4所示。熔融沉积制造材料通常为低熔点塑料，如ABS、PLA等。先将材料制成丝状，通过送丝装置送进喷头，丝材在喷头内被加热熔化；喷头在计算机控制下沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，将熔化的材料挤出，材料挤出后迅速固化，并与周围材料黏结；通过层层堆积成形，最终完成实物制造。熔融沉积制造是目前桌面级3D打印机普遍采用的技术。

当然，完成一个3D打印，首先还需要利用三维CAD设计软件（如3ds Max）进行实物建模或者通过其他渠道获得需要打印的3D模型。另外，3D打印软件在实物打印之前将对CAD模型进行切割分层分析，并根据用户设定的密度要求完成实物内壁的结构造型等。总的来说，从最初的建模，到分层、打印和完形，目前的技术已经能够做到整个过程便捷、精确、快速。

3D打印技术的核心思想最早起源于美国。早在1982年，美国的一项专利中已经提出了利用分层制造法构造实物的设想。1987年，美国3D 

Systems公司生产出了第一台基于光固化工艺的增材制造设备，开创了3D打印技术发展的新纪元（中国机械工程学会，2013）。在最初的数年中，由于制造成本高昂，技术尚不成熟，3D打印并没有快速发展起来。但近年来，随着科技的不断进步，3D打印技术迅速渗透到众多领域（航空、生物医学、建筑、生活工艺，甚至教育领域），3D打印技术开始受到前所未有的关注。美国《时代》周刊将3D打印列为“美国十大增长最快的工业”。英国《经济学人》杂志则认为，3D打印技术将改变世界的经济格局，进而改变人类的生活方式。美国总统奥巴马在2012年提出发展美国振兴制造业计划，启动的首个项目就是3D打印。该项目希望依托3D打印技术创新，使美国成为全球最优秀的3D打印技术中心，并据此重铸美国制造业的辉煌。我国自20世纪90年代初开始研发3D打印技术，虽然起步相对较晚，但诸如西安交通大学、清华大学、华中科技大学等诸多大学及科研院所的研究团队介入较全面，研究也比较深入，在3D打印某些领域的研究及应用目前已经接近国际先进水平。另外，我国在《高端装备制造业“十二五”规划纲要》中也明确指出，要大力发展高科技的制造装备，以促进我国从“工业大国”向“工业强国”的迈进。3D打印技术是我国制造业提升科技创新能力的重要抓手。

3D打印技术不但涉及众多尖端科技领域，反映科学技术发展前沿，而且其产品的应用范围广阔，与人们日常生活的联系非常紧密，其未来的发展将对人们的生活方式产生深刻影响。因此，3D打印理所当然地被众多经济学家看作“新工业革命”的重要标志。事实上，3D打印技术也确实体现了“新工业革命”的核心特征，包括定制化生产、绿色生产以及本土化生产等生产方式的革新（彼得•马什，2013）。总的来看，3D打印技术将不仅改变制造技术，更为重要的是它拉开了新工业革命的序幕，还将改变人类社会的基本生活方式。在儿童玩教具的制造领域，3D打印技术生逢其时。

（一）3D打印技术的优势

虽然3D打印技术的诞生只有20多年，相比传统制造技术而言仍存在诸多不成熟之处，比如产品加工速率（单位时间里制造的体积或重量）还比较低、零件加工尺寸受限（目前的最大尺寸不超过数米）、材料的种类也比较有限，但是3D打印技术仍显示出诸多的优越性，而且随着技术的进一步成熟，其优越性还将日渐凸显。

1. 适合个性化定制，满足个性化需求

在不增加制造成本的前提下满足每一个使用者的个性化需求是3D打印最突出的一个优势。在制造业的发展历程中，唯一能做到满足每个消费者需求的生产模式是手工生产。但是，手工生产的最大缺陷是成本过高——制造者每制作一个独特的产品要花费相当多的精力和时间。因此，尽管手工生产在今日社会生活中依旧存在，但由于其价格较高，只能满足个别群体的个别需求。3D打印在快速生产以及灵活性方面极具优势，生产过程中免去了3D建模之后的一切传统生产环节，只需将数字模型和材料进行调整即可生产出不同的产品，并且不会因为打印数量的多少，导致成本的额外增减。这使得3D打印在个性化定制生产、小批量生产以及产品定型之前的验证性制造等方面，可以大大降低个性化、定制生产和创新设计的加工成本。3D打印技术将促成并普及依据消费者个性化的需求而进行的定制生产模式。

2. 适合复杂结构的快速制造，创意空间无限拓展

镂空产品中超越传统工艺的实现能力体现了3D打印可以完美地结合想象力与技术。

与传统机械加工、模具成形等制造工艺相比，3D打印技术将三维实体加工变成了若干二维平面加工，大大降低了制造的复杂度。从理论上而言，只要通过计算机能够设计出结构模型，都可以应用该技术在无须刀具、模具及复杂工艺的条件下迅速地将设计变为实物。3D打印制造过程几乎与实物对象的结构复杂性无关，可实现“自由制造”，这是传统加工无法比拟的。3D打印技术延伸和拓展了人类的物理技能，实现了人类前所未有的造物想象空间。例如，3D打印可以制造出用传统方法难以加工的形状（如内部镂空结构等，见图3-5），可以自由组合材料，可以一次性成型复杂物品，可以实现精确的实体复制等。可以说，“所想即所得”的造物时代近在咫尺。

3. 安全、节省又环保

由于传统制造业的制造工艺大多为减材制造，所以在制造过程中原材料的大量浪费是十分普遍的现象。比如，调查表明，在金属产品的制造过程中，有接近90%的金属原材料被丢弃在工厂车间里（参见：胡迪•利普斯和梅尔芭•库曼，2013）。而3D打印属于增材制造，原材料是按照计算机3D模型分层逐层添加、黏合而成，所以在产品制造过程中几乎不会产生与其功能无关的剩余物，而且3D打印有生产周期短、随时打印、按需打印、无须库存等特点，一旦技术走向全面成熟，整个生产环节（包括材料、电力、流转资金和空间等）的成本能得到极大的节约。此外，已有经验亦表明，当使用者本身成为制造者或者与制造物品直接联系起来时，产品的质量和可用性都会大大提高，由于3D打印可按需制造，消费者或使用者对材料和制造过程的关注将在一定程度上提高3D打印产品的安全性和环保系数。

4. 方便又快捷

3D打印机不占空间，方便移动。就单位生产空间而言，与传统制造机器相比，3D打印机的效能更高，再加上3D打印设备调试方便，移动便捷，因此3D打印机更适合在家中或办公室里使用。如果物品需要按需就近生产，那么毫无疑问，3D打印将是更合适的选择。另外，随着计算机技术和新材料技术的不断发展，3D打印的模型设计、成形过程也都会越来越便捷。逐步实现人人皆可设计、零技能制造，甚至零时间交付并非神话，也许在不久的将来，3D打印技术会成为人们日常生活中的基本技能。

很显然，3D打印技术的优势将会影响到人类社会生活的各个方面。正如人们所预言的，3D打印技术将彻底改变未来的生产与生活模式。在教育领域也是如此。事实上，3D打印技术已经悄悄走入了学校、走进了课堂，并将开启教与学的全新方法之门。我们接下来探讨3D打印技术在儿童玩教具领域的定制化应用。3D打印技术走入教育也为我们在当前的时代背景下更好地理顺游戏、玩教具与幼儿的关系带来新的可能。