用3D打印手段培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的教學設(shè)計探討

吳智雪

【摘要】如今，3D打印技術(shù)不斷得到發(fā)展和應(yīng)用，特別是在教育領(lǐng)域有著顯著的應(yīng)用效果。3D打印技術(shù)作為創(chuàng)新發(fā)展中的全新產(chǎn)物，在課堂中合理運用能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維，使學生在設(shè)計和操作過程中體驗不一樣的感覺。文章對3D打印手段培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的教學設(shè)計進行了合理探析。

【關(guān)鍵詞】3D打印技術(shù)；創(chuàng)造性思維；教學設(shè)計

培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維對于學生的學習有著積極的促進作用。將3D打印技術(shù)帶入課堂，能夠從基礎(chǔ)上優(yōu)化教師的教學模式和管理方法，以便于學生對知識的了解和運用，并且還能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維，給學生未來的學習和就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

一、3D打印技術(shù)的概念

3D打印技術(shù)就是一種快速成型的技術(shù)，以數(shù)字模擬為基礎(chǔ)，利用粉末狀金屬等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)涉及的領(lǐng)域非常廣，其增材制造的特殊性質(zhì)可以為工業(yè)的發(fā)展帶來突破性的創(chuàng)新。在制造過程中能夠做到不浪費材料是3D打印技術(shù)最明顯的優(yōu)勢。從專業(yè)性的角度來看，3D打印技術(shù)在各領(lǐng)域都能夠得到有效的應(yīng)用。

二、3D打印手段培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的需求

（一）創(chuàng)造性思維的重要性

我國第一個提出創(chuàng)新教育理念的是陶行知先生，并且他在教育中也進行了實踐，通過親手制作等方式去培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力，這也是我國創(chuàng)新教育思維最有代表性也是最早出現(xiàn)的案例。很多學者提出，多種學科結(jié)合的教學培養(yǎng)模式是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的重要方法，不僅可以為教師提供參考和指導的方向，也為國家培養(yǎng)出更多創(chuàng)造性人才提供了有效的依據(jù)。

我國素質(zhì)教育改革已經(jīng)進行了一段時間，但是個別地區(qū)對學生創(chuàng)造力的培養(yǎng)仍未提高重視。從時代發(fā)展背景來看，近些年互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)等領(lǐng)域正處于高速發(fā)展階段，要想緊跟時代發(fā)展的步伐，就要具備一定的創(chuàng)新能力和想象能力。在此期間，創(chuàng)新思維的訓練應(yīng)該從學生階段抓起。

根據(jù)教育心理學的觀點，學生階段是培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力的最佳時期。因為學生年齡比較小，創(chuàng)新思維能力正處于高速的發(fā)展中，在這個階段若是能夠?qū)W生進行創(chuàng)造性思維的訓練和培養(yǎng)，將對學生的學習有積極的促進作用。從國家的發(fā)展形勢來看，我國正處于可持續(xù)發(fā)展階段，需要大量的創(chuàng)造性人才，所以就更應(yīng)該積極培養(yǎng)創(chuàng)造性人才。因此，創(chuàng)造性思維的教育設(shè)計對于我國目前的實際情況來說，具有深遠的意義。

（二）3D打印在創(chuàng)造性思維課堂中的運用

3D打印技術(shù)在各個領(lǐng)域的發(fā)展中都發(fā)揮了重要的作用。3D打印技術(shù)的自身特點可以避免原材料的浪費。3D打印技術(shù)對學生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

1.3D打印課程

3D打印課程指的是根據(jù)3D打印技術(shù)開設(shè)的一門課程。雖然目前我國對這種課程沒有較為統(tǒng)一的標準規(guī)定，但是一些發(fā)達城市的研究隊伍對3D打印課程已有所研究。以校企合作的形式，企業(yè)提供3D打印設(shè)備，專業(yè)的研究隊伍根據(jù)學校的實際情況來進行教材的編制。在此過程中，3D打印課程教學，可以正確引導學生發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力。

在創(chuàng)新方面，3D打印課程以一種新型的教學方法和理念出現(xiàn)在教師和學生面前，新穎的教學手段可以吸引學生的注意力，讓他們盡情發(fā)揮想象力。在操作方面，學生要想完成學習任務(wù)，就要親自利用計算機技術(shù)來進行操作，這就在一定程度上培養(yǎng)了他們的動手操作能力，而且能夠培養(yǎng)學生的立體思維想象能力。在合作方面，3D打印課程可以分為若干個小組，在小組之中學生可以充分表達自己的創(chuàng)意，學生之間互相溝通，互相協(xié)作，共同進步。在此過程中，能夠鍛煉學生的溝通能力與人際交往能力，還可以促進學生之間感情的升華，有效避免了學生在學習過程中不敢提出問題、缺乏自信等現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外，3D打印課程是一門新興課程，所有的學生站在同一起跑線上，沒有優(yōu)劣之分，每位學生的創(chuàng)造性想法都應(yīng)得到鼓勵。

2.3D打印在學科教學中的應(yīng)用

在教學方面，3D打印技術(shù)可以被運用在各個學科的教學中，它可以被看作演示文稿、多媒體設(shè)備等在課堂中的應(yīng)用。演示文稿主要是被用在講課的內(nèi)容中，而多媒體設(shè)備則可以顯示畫面的效果。3D打印技術(shù)就是這些教學的輔助工具。在學生學習中，利用3D打印技術(shù)打印實物，可以使學生更直觀地去面對實物和了解實物，也可以在打印中證實自己的猜想。

在傳統(tǒng)教學中，若是講到學生沒有見過的事物，教師就會利用多媒體設(shè)備以圖像和視頻的形式展示出來讓學生直觀感受。但是這種方式用得多了就無法激發(fā)學生的學習興趣。將3D打印技術(shù)引入到課堂以后，教師就可以利用其將3D建模圖形打印出來，并且構(gòu)建出模型，這樣就會引起學生的注意，增強他們對學習的興趣，也可以培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維能力。

三、培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的不足之處

（一）受傳統(tǒng)的教學觀念影響

我國推進素質(zhì)教育創(chuàng)新和改革的主要目的就是要打破教師、學生和家長對教育的傳統(tǒng)思想?，F(xiàn)階段，應(yīng)該明確的是教育的目的不只是簡單的授課教學，更重要的是促進學生的語言溝通能力、人際交往能力、團隊合作能力、獨自思考能力和創(chuàng)新思維能力全面發(fā)展。根據(jù)我國目前的實際情況，受傳統(tǒng)教育模式的影響，教師在課堂上向?qū)W生灌輸知識，學生只是被動地接受，課堂氣氛緊張，學生在學習中不能提出疑問，更別說創(chuàng)新。雖然近些年來我國教育制度得到了改革創(chuàng)新，逐漸注重對學生能力的培養(yǎng)，但是很多教師仍舊不能打破傳統(tǒng)的教學模式，使學生的創(chuàng)新思維能力受到束縛。所以，只有徹底打破傳統(tǒng)的教育觀念，才能夠使學生在未來的學習中占據(jù)主導地位，創(chuàng)新思維能力得到發(fā)展。

（二）個別地區(qū)的教學條件落后

就我國目前的教育情況而言，個別地區(qū)的教學條件有限，師資有限，教育資源嚴重不均衡。這就導致學生不能夠接受良好的教育，各方面能力得不到有效提升。這就要求有關(guān)部門要高度重視教育幫扶，尤其重視教育落后的地區(qū)的教育發(fā)展，以促進學生各方面素質(zhì)的全面發(fā)展。

（三）國家政策有待完善

近年來我國雖然對教育工作加大了重視力度，要求對中小學生的各方面素質(zhì)能力進行有效的培養(yǎng)，但是在具體實施的過程中，是否能夠保證質(zhì)量，就要看各個部門對此事的重視程度以及后期的跟蹤調(diào)查結(jié)果。只有教育工作得到了保障，才能夠順利實現(xiàn)提高學生各方面素質(zhì)能力的目標。只有讓學生在適當?shù)哪挲g范圍內(nèi)接受相應(yīng)的教育，才能為他們未來的生活學習奠定基礎(chǔ)，同時也能為國家培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。

四、3D打印技術(shù)在課堂中的實施效果

將3D打印技術(shù)應(yīng)用在課堂中，學生參與課堂的積極性要比以往高出很多，課堂氣氛比較活躍，而且對于學習內(nèi)容學生都非常感興趣，大多數(shù)學生在課堂中都能夠集中注意力，主動參與到課堂活動中來。教學環(huán)節(jié)的有效設(shè)置，能夠激發(fā)出學生的好勝心。在課堂中，學生需要親自設(shè)計圖案，表現(xiàn)非常積極，這也是整個教學過程中最有意義且最受學生歡迎的階段。3D打印技術(shù)在課堂中的合理應(yīng)用，能讓學生的想法變成事實。正因為如此，學生在學習中不受條條框框的束縛，能夠積極參與并充分發(fā)揮想象力，創(chuàng)新思維能力得到更好的發(fā)展。另外，采用分組的形式進行教學，可以激發(fā)出學生的潛能。在小組合作學習中，學生的語言溝通能力、團隊協(xié)作能力得到進步，創(chuàng)新思維能力也得到發(fā)展。

所以，在課堂上合理運用3D打印技術(shù)，能夠很好地發(fā)揮學生的想象力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，促進學生的學習和發(fā)展。

五、結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，科技的不斷創(chuàng)新，教育領(lǐng)域迎來了嶄新的面貌。隨著教育模式的不斷改革與創(chuàng)新，對中小學課程的研究程度日漸成熟。在此期間，要想將一種新型的多媒體教學模式有效應(yīng)用于課堂，就一定會出現(xiàn)對技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)疑。因此，研究和實踐3D打印技術(shù)就非常有必要。3D打印技術(shù)在課堂上的合理應(yīng)用，可以充分發(fā)揮學生的影響力和創(chuàng)造力，不僅對學習有積極的促進作用，而且對各方面素質(zhì)的全面發(fā)展也有著積極的促進作用。

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