3D打印對(duì)推動(dòng)小學(xué)教育創(chuàng)新發(fā)展的作用分析

（南通市海安縣教育局電化教育中心，江蘇 南通 226600）

[摘 要] 為了保障我國(guó)在未來社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中能夠占領(lǐng)科技領(lǐng)先地位，小學(xué)教育的創(chuàng)新能力培養(yǎng)是非常關(guān)鍵的，3D打印技術(shù)不僅能夠結(jié)合知識(shí)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，還能夠促進(jìn)教學(xué)環(huán)境的改善，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，使教學(xué)活動(dòng)開展更加豐富多彩，培養(yǎng)學(xué)生成為新型綜合技術(shù)人才。

[關(guān) 鍵 詞] 3D打??；小學(xué)教育；創(chuàng)新；教學(xué)活動(dòng)

[中圖分類號(hào)] G622 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）06-0074-02

21世紀(jì)的教育重點(diǎn)是什么？當(dāng)然是創(chuàng)新，社會(huì)是在不斷發(fā)展的，只有具備創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的新型人才才能夠順應(yīng)社會(huì)發(fā)展，并推動(dòng)社會(huì)發(fā)展得更快、更好。雖然3D打印課程是時(shí)代化的產(chǎn)物，技術(shù)也比較新穎，不可否認(rèn)3D打印也是現(xiàn)在最熱的科技概念，應(yīng)該如何將其運(yùn)用至小學(xué)教育課堂？小學(xué)生是否能夠掌握3D打印這一創(chuàng)新技術(shù)？3D打印技術(shù)能否促進(jìn)小學(xué)教育創(chuàng)新發(fā)展？這都是教育者應(yīng)該思考的問題。在教育變革的浪潮中，教育工作者應(yīng)該科學(xué)應(yīng)用新技術(shù)、新思想、新經(jīng)驗(yàn)，以使學(xué)生的綜合能力得到培養(yǎng)。

一、什么是3D打印技術(shù)

在廣告、影視、教育、醫(yī)療等各行各業(yè)中現(xiàn)在都在推行一項(xiàng)熱門技術(shù)，那就是3D技術(shù)。3D技術(shù)是將立體動(dòng)畫通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)字得以展示的高科技技術(shù)，它包含有3D顯示技術(shù)、3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和3D打印技術(shù)，其中3D打印技術(shù)是可以通過三維立體數(shù)字形式構(gòu)建出現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)物品，教育平臺(tái)現(xiàn)在重點(diǎn)推廣應(yīng)用的也是這項(xiàng)3D打印技術(shù)。

二、將3D打印引進(jìn)小學(xué)教育的意義

3D打印可謂是新時(shí)代的高科技產(chǎn)物，也逐漸被學(xué)校廣泛應(yīng)用，成為學(xué)校、家長(zhǎng)和學(xué)生的關(guān)注重點(diǎn)，對(duì)于凡是有可能促進(jìn)學(xué)生教育的產(chǎn)物都會(huì)成為學(xué)校和社會(huì)的關(guān)注重點(diǎn)，更何況這種能夠促進(jìn)學(xué)生緊隨時(shí)代步伐的高科技產(chǎn)物。但是將3D打印列為小學(xué)教育課堂不可或缺的必備神器，是否能夠真正如大家所愿，達(dá)到令人期待的效果呢？3D打印就像是以前的微機(jī)課，在大家對(duì)互聯(lián)網(wǎng)不熟知的時(shí)候，并不相信它能夠成為時(shí)代的必需品，現(xiàn)在的3D打印就是如此，它也必定會(huì)成為未來時(shí)代發(fā)展中人們所需掌握的必備技能。將3D技術(shù)引入小學(xué)教育課程中，教育者需要考慮三個(gè)重要問題：第一是由于中國(guó)對(duì)學(xué)生的考核方式仍然是以應(yīng)試教育為主，所以3D打印的引入不能夠影響現(xiàn)在義務(wù)教育課程的開設(shè)；第二是小學(xué)生尚處于未知好奇階段，對(duì)何事都很好奇，對(duì)何物都能產(chǎn)生興趣，因此，在利用3D打印進(jìn)行課堂教育時(shí)要使其能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)文化課程的學(xué)習(xí)積極性；第三，未來社會(huì)不缺乏人才，但一定會(huì)缺乏創(chuàng)新人才，所以，教師應(yīng)注意在運(yùn)用3D技術(shù)的同時(shí)對(duì)學(xué)生正確引導(dǎo)，在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，從而提高創(chuàng)新

意識(shí)。

三、3D打印在教育行業(yè)中的應(yīng)用情況

學(xué)生是國(guó)家的未來，所以教育一直也是國(guó)家關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)于各種新型技術(shù)，國(guó)家都會(huì)考慮它在教育行業(yè)的適用性，目前，3D打印就推動(dòng)了一場(chǎng)教育熱潮，全國(guó)各地區(qū)學(xué)校都在廣泛引進(jìn)3D打印技術(shù)，可以說，3D技術(shù)將會(huì)促進(jìn)教育、學(xué)習(xí)和研究方面的創(chuàng)新。英國(guó)可謂是3D技術(shù)在教育行業(yè)推行的先行者，他們不僅設(shè)立基金為學(xué)校購(gòu)買3D打印機(jī)，還專門開設(shè)培訓(xùn)課程對(duì)教師進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，相比較而言，我國(guó)教育行業(yè)在推行3D技術(shù)方面還處于起步階段，過程中也存在打印成本、打印材料、質(zhì)量、時(shí)間等制約因素，所以，為了確保教育創(chuàng)新能夠得到有效推進(jìn)，解決這些問題也是至關(guān)重要的。

（一）3D設(shè)備尚未全面推廣

3D打印機(jī)可以說是價(jià)格不菲的高科技產(chǎn)品，即便是現(xiàn)在部分學(xué)校使用的，也都僅僅是入門款而已。因此，我們?cè)谕茝V方面也是存在著配套設(shè)施不齊全的問題，比如材質(zhì)、掃描儀等配套設(shè)施的不健全，導(dǎo)致應(yīng)用效果并沒有預(yù)期的那么高效。

（二）教師的專業(yè)技能還不達(dá)標(biāo)

3D打印在教學(xué)中的應(yīng)用需要通過教師的使用來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，教師通過3D打印來構(gòu)建教學(xué)模型并制訂教學(xué)計(jì)劃，輔助教學(xué)活動(dòng)的開展，這就要求教師對(duì)3D打印要能夠熟練掌握，但是一方面由于3D課程的開展需要制定一套系統(tǒng)且循序漸進(jìn)的教學(xué)計(jì)劃，另一方面教師在繁重教學(xué)任務(wù)下實(shí)在沒有多余精力去學(xué)習(xí)這項(xiàng)科技，導(dǎo)致并不完全了解3D打印的教師無法引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新。

（三）強(qiáng)化在學(xué)科教育環(huán)節(jié)的應(yīng)用

現(xiàn)在的教育環(huán)境還是以應(yīng)試教育為主，各學(xué)科課程安排已經(jīng)相當(dāng)緊湊，現(xiàn)在還需要在復(fù)雜的課程設(shè)計(jì)中引入3D打印技術(shù)，這對(duì)于教師和學(xué)校來說都是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的任務(wù)，由于3D打印在促進(jìn)學(xué)生改善學(xué)習(xí)效果方面還沒有廣泛的論證，所以，它在學(xué)科教育環(huán)節(jié)當(dāng)中的推進(jìn)還是比較緩慢的。

四、3D打印對(duì)推動(dòng)小學(xué)教育創(chuàng)新上的作用

小學(xué)生對(duì)于實(shí)質(zhì)的物體會(huì)更感興趣，對(duì)小學(xué)教育應(yīng)側(cè)重于學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，小學(xué)生活潑好動(dòng)，具有豐富的想象力，對(duì)于新鮮事物的接納能力也更好，在小學(xué)教育中應(yīng)用3D打印，不僅能夠使教師的教學(xué)活動(dòng)更形象生動(dòng)，真實(shí)地將問題情境展現(xiàn)出來，還能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生和教師理論與實(shí)際能夠更好地融合在一起，幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)和技能。除此之外，將3D打印帶進(jìn)課堂，打破了傳統(tǒng)教育模式，使教育模式在信息化教育的基礎(chǔ)上更上一層樓。

（一）激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高教學(xué)效率

3D打印對(duì)于教育行業(yè)來說可謂是一次巨大變革，在小學(xué)教育中推行3D打印看似是在為難學(xué)生，因?yàn)閷?duì)于功能如此復(fù)雜的建模軟件，教師也是要經(jīng)過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)才能夠使用，更何況是年齡尚小的小學(xué)生，因此，建議在小學(xué)推行過程中，要求小學(xué)生能夠運(yùn)用簡(jiǎn)單的工具對(duì)半成品進(jìn)行修改和完善就可以了，這樣學(xué)生不僅能夠積極創(chuàng)新參與到活動(dòng)中，還能夠在體會(huì)3D建模技術(shù)的操作中提高實(shí)踐效率，從而達(dá)到提高教學(xué)效率的目的。

（二）打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，使教學(xué)內(nèi)容形象化

每一次科技創(chuàng)新都會(huì)引起一番浪潮，比如燈泡的出現(xiàn)、微機(jī)課程的普及以及現(xiàn)在3D打印的推行，那么，將3D打印應(yīng)用至小學(xué)教育中，到底能為教學(xué)內(nèi)容帶來什么改變呢？首先，傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容并不會(huì)受影響，課程設(shè)置也并不會(huì)被改變，但是，相比較于死氣沉沉的文化課程學(xué)習(xí)，反而這種可以打印教學(xué)模具的課程更能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生可以看到形象的教學(xué)模型，比如在學(xué)習(xí)幾何時(shí)，打印出的幾何模型可以使學(xué)生更直觀地了解幾何內(nèi)部元素之間的關(guān)聯(lián)；在學(xué)生打印物體時(shí)，打印出的生物樣本也更為形象，所以說，3D打印能夠使學(xué)生更容易接納教學(xué)內(nèi)容，思維創(chuàng)新發(fā)展空間也能得到更廣泛的拓展，真正成為課堂的主人。其次，學(xué)生的創(chuàng)新精神也能在這種動(dòng)手、動(dòng)腦的教學(xué)活動(dòng)中得到鍛煉，自主學(xué)習(xí)能力得到提高。

（三）培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)

學(xué)?？梢酝ㄟ^召集對(duì)3D打印感興趣的學(xué)生組成一個(gè)小組，并且對(duì)他們進(jìn)行培訓(xùn)，使他們能夠基本掌握3D打印的技術(shù)和操作，由此，他們不僅對(duì)于3D打印能有更形象、直觀的認(rèn)識(shí)，還能夠通過建模軟件將自己想設(shè)計(jì)的軟件制作出來。這樣，不僅學(xué)生能夠在操作中鍛煉動(dòng)手能力，還能夠培養(yǎng)學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作精神，使他們?cè)诤献髦谢ハ鄬W(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同進(jìn)步。

（四）可以促進(jìn)學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)

將3D打印引入課堂，究竟會(huì)給學(xué)生帶來什么改變呢？首先，3D打印能夠形象地將學(xué)生的創(chuàng)意和想象轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)情景，并且能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，使學(xué)生的腦力和動(dòng)手能力得到發(fā)展，以此促進(jìn)課堂效果的變更。

學(xué)生對(duì)于不感興趣的課程，由于學(xué)生的積極性被抑制，無法達(dá)到高效學(xué)習(xí)的目的，對(duì)于教學(xué)內(nèi)容一方面是不感興趣，另一方面是不能很好地理解、掌握，但是3D打印能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)這一缺陷，比如說在數(shù)學(xué)課打印幾何模型、在美術(shù)課打印工藝品等等，這樣不僅能夠促進(jìn)學(xué)生更好地掌握教學(xué)內(nèi)容，還能夠引導(dǎo)學(xué)生積極拓展思維方式。

五、3D打印走進(jìn)小學(xué)課堂

實(shí)體模型能夠提高教學(xué)質(zhì)量，3D打印能夠優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，構(gòu)建更好的教學(xué)環(huán)境，此次，筆者也有幸觀摩體驗(yàn)了一堂3D打印課程。

葉圣陶先生的《景泰藍(lán)的制作》這一課，在傳統(tǒng)的教學(xué)課堂，我們只能通過文字感受到那些手工藝品的精美，然而3D打印的引入，學(xué)生能夠通過3D打印筆來完成景泰藍(lán)工藝品的制作項(xiàng)目，更直觀地體驗(yàn)景泰藍(lán)“掐絲”這種精細(xì)的工藝流程，感受到這種工藝品的珍貴以及手工制造者工藝的精巧。在這一堂課上，學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容，取出提前準(zhǔn)備的塑料瓶，利用3D打印筆的制作來展示景泰藍(lán)的美。

這堂課生動(dòng)而形象，并且達(dá)到了以下幾個(gè)教學(xué)目標(biāo)：（1）語文目標(biāo)：學(xué)生通過閱讀文本在了解到景泰藍(lán)制作過程的同時(shí)也學(xué)會(huì)了使用批注的方式進(jìn)行閱讀；（2）數(shù)學(xué)目標(biāo)：通過觀察、操作、討論活動(dòng)，在合作探究下拓展了對(duì)圓柱相關(guān)知識(shí)的了解；（3）英語目標(biāo)：能夠聽、說、讀、寫詞組made by sb.，并掌握made by sb.在生活中的具體應(yīng)用；（4）培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，使他們更了解日常生活中有哪些物品和材料是可以進(jìn)行簡(jiǎn)單回收再利用的；

（5）美術(shù)目標(biāo)：綜合培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、想象能力和創(chuàng)造能力，使他們能夠?qū)⒆约旱乃兴胪ㄟ^畫筆表達(dá)出來，通過對(duì)景泰藍(lán)的操作，也更深刻地體會(huì)到黃金分割點(diǎn)的意義；（6）技術(shù)目標(biāo)：通過3D打印以高效直觀的模型表達(dá)作品的設(shè)計(jì)理念，使學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力得到綜合發(fā)展，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力，提升了學(xué)生根據(jù)問題選用技術(shù)的意識(shí)。

通過這堂課不難看出，3D打印是能夠輔助教學(xué)活動(dòng)開展的教學(xué)搭檔，它能夠直觀地展示抽象、難懂的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到充分調(diào)動(dòng)。

總之，未來發(fā)展創(chuàng)新離不開高科技的發(fā)展，為了豐富教學(xué)內(nèi)容和課堂教學(xué)方式，校企也在考慮如何使學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力得到培養(yǎng)，3D打印技術(shù)對(duì)于教育的創(chuàng)新作用還是不容忽視的，比如在小學(xué)教學(xué)中，學(xué)生可以通過觀察3D打印作品，對(duì)打印過程一目了然，3D打印機(jī)這種一目了然、堅(jiān)固耐用的穩(wěn)定性能使其在小學(xué)教學(xué)中受到廣泛推崇。

3D打印走進(jìn)課堂順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，能激起學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和積極性，因此，為了更好地將3D打印應(yīng)用至教學(xué)課程實(shí)踐當(dāng)中，就必須利用一切積極因素，重視3D打印的教學(xué)推廣。在小學(xué)教育中引入3D打印課程，不僅能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)好奇心和積極性，還能鍛煉學(xué)生的思維創(chuàng)新能力，將學(xué)生培養(yǎng)成為以解決問題為導(dǎo)向的創(chuàng)新思維，由此有效推動(dòng)教育變革。

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