讓3D打印技術(shù)走進(jìn)初中信息技術(shù)課堂

阮邡

摘要：3D打印技術(shù)的出現(xiàn)一度是中國(guó)的熱點(diǎn)話題，它的出現(xiàn)影響了如今的各個(gè)方面，為人類(lèi)以后生活帶來(lái)了福音。與此同時(shí)，如果把3D打印技術(shù)在中學(xué)教學(xué)課堂中加以運(yùn)用，一定能發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)，為我國(guó)的教學(xué)質(zhì)量提升做出貢獻(xiàn)。它在課堂上的應(yīng)用，能夠有益于學(xué)生思維能力的鍛煉，同時(shí)學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力也得到了提升。隨著我國(guó)科研方面不斷投入研發(fā)資金，3D打印技術(shù)也在不斷的進(jìn)步中，3D打印機(jī)器及其運(yùn)行功率都在降低，優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯，相信3D打印技術(shù)必將為初中信息技術(shù)課堂帶來(lái)新的活力。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；初中信息技術(shù)課堂；教學(xué)創(chuàng)新

中圖分類(lèi)號(hào)：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2018）08-0094

3D打印技術(shù)其實(shí)很早就被人們發(fā)明了，第一臺(tái)商業(yè)3D打印機(jī)在1986年出生，但是直到近幾年才被人們熟知。打印機(jī)經(jīng)歷了將近三十年的發(fā)展和普及，如今已對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生了巨大的影響。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，將平面變?yōu)榱Ⅲw的過(guò)程簡(jiǎn)單起來(lái)了。如何將3D打印技術(shù)引進(jìn)中學(xué)課堂，讓它的出現(xiàn)優(yōu)化教學(xué)方式，提升教學(xué)質(zhì)量，是我們將要探究的課題。

一、3D打印技術(shù)原理及使用范圍

3D打印通常是使用數(shù)字化技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)完成工作的。如今，在世界的模具制造業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)使用較多，后來(lái)漸漸發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)可以運(yùn)用在零件制造上的案例了。同時(shí)，在一些珠寶首飾設(shè)計(jì)方面、工程建造模型、醫(yī)療技術(shù)方面等都有所應(yīng)用，大大方便了人們的工作，提高了效率。

既然3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍如此廣泛，那么在我們的信息技術(shù)教學(xué)課堂上有沒(méi)有運(yùn)用呢？這是一定的。利用3D打印技術(shù)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和完善，是如今的話題。同時(shí)在一些經(jīng)濟(jì)領(lǐng)先的地區(qū)，已經(jīng)引進(jìn)了信息技術(shù)課堂作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)。從事件效果來(lái)說(shuō)，具有很好的發(fā)展前景，得到了教師與學(xué)生的一致好評(píng)。

二、利用3D打印技術(shù)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

1. 教學(xué)方式創(chuàng)新。創(chuàng)客一詞，來(lái)自美國(guó)，意思是將奇異的想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人，動(dòng)力就是愛(ài)好。根據(jù)這個(gè)理念發(fā)展而來(lái)的一種新式教育理念，名為創(chuàng)客教育，將學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、體驗(yàn)等科學(xué)的教育理念相融合。興趣是學(xué)生最好的老師，創(chuàng)客教育正是利用這一點(diǎn)，引起好奇心，促進(jìn)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的欲望。這個(gè)理念對(duì)學(xué)生思維的拓展、創(chuàng)新能力都有促進(jìn)作用。3D打印技術(shù)和創(chuàng)客教育理念結(jié)合，將會(huì)提升中學(xué)的教育質(zhì)量。

2. 利用3D打印技術(shù)鍛煉思維能力。3D打印技術(shù)可以看作是模型的建立過(guò)程，學(xué)生在腦海中首先要對(duì)模型有一個(gè)大概的構(gòu)思，利用計(jì)算機(jī)再對(duì)模型進(jìn)行具體的分割，利用軟件技術(shù)對(duì)其進(jìn)行重組。這個(gè)過(guò)程看上去簡(jiǎn)單，實(shí)際上需要學(xué)生發(fā)揮邏輯思維能力，從中能得到鍛煉。

3. 利用3D打印技術(shù)激發(fā)創(chuàng)造能力。相關(guān)的研究表明，創(chuàng)造思維的能力和年齡的增長(zhǎng)成正比，而處在中學(xué)階段的青少年，他們往往具有很強(qiáng)的好奇心和求知欲望，看待世界的一切都有探尋的心理。分析這個(gè)階段少年的心理特征可知，其對(duì)于3D打印技術(shù)很有興趣。只要你敢想，3D打印技術(shù)就能幫你制造出來(lái)，這無(wú)形中激發(fā)了學(xué)生對(duì)創(chuàng)新的追求，在教學(xué)中得到樂(lè)趣以及成就感。

4. 發(fā)揮自主，注重實(shí)際體驗(yàn)。從整體來(lái)分析，3D打印技術(shù)需要教師對(duì)中學(xué)生在使用時(shí)的指導(dǎo)教學(xué)從而激發(fā)興趣，其中也涉及到對(duì)學(xué)生操作能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力的考驗(yàn)。所以，在中學(xué)信息技術(shù)課堂上，應(yīng)該充分發(fā)揮3D打印技術(shù)和3DOne草圖功能的作用，將學(xué)生的靈感轉(zhuǎn)化為模型的形式，再變成實(shí)物。在這一過(guò)程中，應(yīng)注意學(xué)生在操作中的體驗(yàn)感與參與感，營(yíng)造快樂(lè)學(xué)習(xí)的氛圍。立體式的物體相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)中文字的敘述以及語(yǔ)言的表述更利于學(xué)生接受，深化對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)也能夠防止記憶的遺失。

例如，在對(duì)使用3D打印技術(shù)搭建積木的實(shí)際教學(xué)中，先為學(xué)生仔細(xì)講解涉及到3DOne草圖功能的操作步驟，再讓學(xué)生進(jìn)行分組練習(xí)。教師在這次教學(xué)中，應(yīng)注意自己扮演的是解惑者，對(duì)于學(xué)生的具體設(shè)計(jì)不加以干擾。讓學(xué)生體驗(yàn)自己的模型設(shè)計(jì)變成實(shí)物的快樂(lè)，從學(xué)習(xí)中獲得成就感，這樣的教學(xué)效果值得推廣。

5. 促進(jìn)其他學(xué)科教學(xué)。前文有介紹關(guān)于3D打印技術(shù)的模型建立過(guò)程，必須要先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件等對(duì)自己設(shè)想的模型進(jìn)行構(gòu)造。即使現(xiàn)在軟件的發(fā)展速度很快，對(duì)于操作者的使用提供便利性，但是在模型的構(gòu)建過(guò)程中只能依靠學(xué)生的空間能力?？臻g能力的使用很好的為以后學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)中立體幾何這方面知識(shí)打好基礎(chǔ)，使學(xué)生更加熟知立體幾何的空間結(jié)構(gòu)，利于以后的學(xué)習(xí)。

教師可以利用3D打印技術(shù)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行生動(dòng)形象的講述，例如，生物中的動(dòng)植物細(xì)胞模型、地理中的地貌植物模型、化學(xué)中的分子運(yùn)動(dòng)模型，要求學(xué)生自己動(dòng)手制作有關(guān)模型，可以加深他們對(duì)這方面知識(shí)的深入理解，使學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情高漲，也提高了現(xiàn)實(shí)生活中的創(chuàng)造能力。

三、推進(jìn)3D打印技術(shù)走進(jìn)信息教學(xué)課堂的幾點(diǎn)意見(jiàn)

3D打印技術(shù)的相關(guān)原理以及使用操作方法，并不是普通的信息技術(shù)教學(xué)都可以掌握的。對(duì)于將3D打印技術(shù)引進(jìn)信息技術(shù)的課堂，首先就要對(duì)教師做好培訓(xùn)工作，系統(tǒng)的進(jìn)行培訓(xùn)能省去教師自己研究的時(shí)間和精力，也能更加完善的了解3D打印技術(shù)的知識(shí)。針對(duì)這一點(diǎn)，學(xué)校可以和供應(yīng)3D打印機(jī)的公司做好協(xié)商，確保他們負(fù)責(zé)銷(xiāo)售后的教學(xué)，指派專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員在中學(xué)進(jìn)行有關(guān)3D打印技術(shù)知識(shí)的講解。同時(shí)，不但信息技術(shù)教師要出席，對(duì)于對(duì)這方面感興趣的任課教師也可以參與其中，方便日后其他科目的教學(xué)工作。

教師培訓(xùn)相關(guān)內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn)：模型構(gòu)建的基本知識(shí)、相關(guān)軟件的操作方法、常用建模的實(shí)例講解、3D打印機(jī)日常使用及維修等，不要求教師對(duì)某一方面有很深入的了解，但也應(yīng)該熟知基本操作流程。當(dāng)然，培訓(xùn)講解時(shí)也可以邀請(qǐng)一些感興趣的學(xué)生參加，并在結(jié)束后詢問(wèn)他們對(duì)于3D打印技術(shù)的教學(xué)看法。

四、結(jié)束語(yǔ)

“偉大發(fā)明帶來(lái)的影響在那個(gè)時(shí)代往往是難以預(yù)測(cè)的”，無(wú)法預(yù)測(cè)在未來(lái)時(shí)代3D打印技術(shù)的出現(xiàn)將如何改變世界。但我們相信3D打印技術(shù)未來(lái)發(fā)展空間的存在，將會(huì)改善人類(lèi)的生活，改變信息技術(shù)的教學(xué)方式。3D打印技術(shù)成本的不斷降低，功能的不斷優(yōu)化，相信在一段時(shí)間之后就能得到普及和發(fā)展，給我們的信息技術(shù)課堂帶來(lái)新的活力。

（作者單位：江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)景城學(xué)校 215000）