探析“3D打印”技術(shù)課程對(duì)小學(xué)生科創(chuàng)能力的有效培養(yǎng)

楊波

（安徽省合肥市肥西縣桃花鎮(zhèn)順和小學(xué)，安徽 合肥 230000）

在接觸3D打印技術(shù)的學(xué)習(xí)后，我們在實(shí)踐中讓學(xué)生體會(huì)自由創(chuàng)作的樂趣。并將設(shè)計(jì)打印出來的模型與電子元件等耗材相互組裝拼接，完成實(shí)踐目標(biāo)。在整個(gè)的實(shí)踐過程中不僅激發(fā)了孩子們的學(xué)習(xí)興趣，更增加了孩子們的創(chuàng)新能力與動(dòng)手能力。

一、分析3D打印相關(guān)學(xué)習(xí)軟件的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，合理安排課程學(xué)習(xí)。

我校使用的3D軟件為IME3D青少年3D打印軟件，這是一款針對(duì)中小學(xué)生學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)的學(xué)習(xí)軟件。它還將時(shí)下倡導(dǎo)的STEAM課程集成在該軟件系統(tǒng)中，讓創(chuàng)意設(shè)計(jì)和STEAM課程相互融合達(dá)到對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

（一）3D快速建模+創(chuàng)意模型庫

什么是3D打印技術(shù)？在沒有接觸過這項(xiàng)技術(shù)學(xué)習(xí)的孩子們眼中，這是一個(gè)陌生的課程，如何讓孩子們對(duì)這門課程有個(gè)深度的理解，我想光靠嘴說是不行的。一節(jié)課開始之前，我們必須要讓孩子們感受什么是3D 打印技術(shù)，它的神奇和魅力之處。在這里我們可以運(yùn)用到的第一個(gè)軟件學(xué)習(xí)就是：3D快速建模和創(chuàng)意模型庫。這兩款軟件是屬于內(nèi)部自帶已經(jīng)設(shè)計(jì)成型的模型數(shù)據(jù)庫，非常適合給孩子們演示3D打印的基礎(chǔ)知識(shí)。讓他們在庫里挑選自己喜歡的模型，制作成成品體驗(yàn)3D打印技術(shù)將虛擬世界帶到現(xiàn)實(shí)生活中的樂趣和奇妙之處，從而真正理解什么是3D打印技術(shù)。

（二）3D漫像

3D漫像是一款簡易的動(dòng)漫角色建模軟件，由于它的操作簡單非常適合0基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)者。其實(shí)，在每個(gè)人的心中都藏有一個(gè)動(dòng)漫夢，孩子更是如此。3D漫像軟件就是將虛擬動(dòng)漫人物帶到我們的現(xiàn)實(shí)生活中的一個(gè)傳輸紐帶。在給孩子們正式上第一節(jié)3D打印課程時(shí)，我就選擇了利用這款軟件來激發(fā)孩子的學(xué)習(xí)興趣和操作欲望。我會(huì)讓孩子們用自己的臉制作一個(gè)以自己為原型的動(dòng)漫模型。在制作的過程中，讓學(xué)生體驗(yàn)到3D打印學(xué)習(xí)的樂趣，制作出第一個(gè)屬于自己的漫像模型，以此為學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)的契機(jī)讓學(xué)生從此愛上3D打印技術(shù)的學(xué)習(xí)。同時(shí)也可以為后期組件各種人物角色模型打下牢固的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

（三）3D浮雕

除了3D漫像是一款適合0基礎(chǔ)學(xué)生學(xué)習(xí)的軟件，還有一款相對(duì)更簡單的就是3D浮雕了。在本款軟件中有許多自帶的浮雕樣式模型，學(xué)生可以自由選擇細(xì)化的模型進(jìn)行打印。由于浮雕的輕薄特點(diǎn)，以及大多數(shù)是以吊墜的形式模型。那么，我在針對(duì)這款軟件學(xué)習(xí)時(shí)，會(huì)讓學(xué)生建立一個(gè)主題例如：生日會(huì)——給自己的媽媽制作一件漂亮的項(xiàng)鏈吊墜。這樣做的目的是為了給孩子建立對(duì)母親的感恩之心的同時(shí)，也會(huì)更加專注于作品的制作上，讓自己的作品有意義有價(jià)值。同時(shí)也體現(xiàn)出3D打印技術(shù)的魅力所在。

（四）3D積木

樂高拼裝玩具是時(shí)下中小學(xué)生十分熱衷的一款組裝玩具，利用一個(gè)個(gè)小小的積木方塊可以拼搭成各種各樣千奇百怪的造型出來。十分考驗(yàn)孩子的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。在我們的IME3D軟件中也有一款專門針對(duì)虛擬積木拼搭的軟件系統(tǒng)，那就是——3D積木。這款軟件也是不需要學(xué)生有太多基礎(chǔ)，它是一款簡單易用的積木建模軟件。我在針對(duì)這款軟件教學(xué)時(shí)，會(huì)讓學(xué)生自由組件積木拼搭出自己理想的樂高世界。里面除了樂高的基礎(chǔ)形狀模型，還增添了各種人物角色模型、以及建筑、交通工具等樂高模型?？梢猿浞职l(fā)揮學(xué)生的想象力和組織能力。

（五）2D轉(zhuǎn)3D

在IME3D打印軟件中除了以上幾種是對(duì)學(xué)生0基礎(chǔ)要求的，還有一款軟件也是0基礎(chǔ)要求的，就是2D轉(zhuǎn)3D軟件。所謂2D轉(zhuǎn)3D其實(shí)就是將2維圖形打印成3維立體模型。學(xué)生可以通過自帶的模型庫導(dǎo)入打印，也可以從網(wǎng)上下載自己細(xì)化的圖片進(jìn)行打印，高難度的還可以挑戰(zhàn)自己繪制圖形完成打印。這款軟件操作簡單，但是擴(kuò)展性大能夠充分發(fā)揮想象力。我在我在教授這節(jié)課時(shí)，會(huì)根據(jù)學(xué)生的電腦操作水平進(jìn)行選擇性學(xué)習(xí)。對(duì)于低基礎(chǔ)的學(xué)生可以讓他們自己在模型庫里直接導(dǎo)入打印，對(duì)于高年級(jí)有一定操作能力的學(xué)生可以讓他們嘗試自己繪制圖形打印，增加孩子的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

二、激發(fā)想象以“競賽”促進(jìn)教學(xué)完成實(shí)戰(zhàn)，提高創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

想要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，首先就要激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的無限想象力。為此我們除了日常的基本設(shè)計(jì)教學(xué)，更重要的是讓學(xué)生參加各類科技性制作比賽。讓學(xué)生在競賽的氛圍下快速發(fā)揮頭腦風(fēng)暴，激發(fā)想象力在完成制作項(xiàng)目的同時(shí)也提高了自己的創(chuàng)新思維。

（一）3D打印機(jī)器人

我們通常在商場里看到各種各樣的跳舞機(jī)器人，其實(shí)完全可以用3D 打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)它的外殼。所以我們在教學(xué)制作機(jī)器人時(shí)，會(huì)讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)機(jī)器人的造型，在3D魔術(shù)師軟件里完成參數(shù)設(shè)置。將自己需要的造型零件全部打印出來，再一一的利用螺絲等零件完成組裝，同時(shí)安裝電子芯片實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)功能。不僅制作出可愛的機(jī)器人玩具，更重要的是學(xué)生的動(dòng)手能力也得到了提高。

（二）3D打印創(chuàng)意發(fā)明

隨著科技的發(fā)展，越來越多的高科技產(chǎn)品已經(jīng)融入我們的日常生活中，給我們的工作和學(xué)習(xí)帶來方便。我們經(jīng)常鼓勵(lì)學(xué)生要善于發(fā)現(xiàn)和觀察自己生活的環(huán)境，想一想能否利用3D打印機(jī)發(fā)明一些生活小助手。近期我校師生已經(jīng)研制出來一款專門針對(duì)廚房安全和散熱的智能機(jī)器人和一款智能手機(jī)支架。這兩款機(jī)器人的外殼都是利用3D打印機(jī)設(shè)計(jì)制作完成的。機(jī)器人同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)智能化，我們還添加了感應(yīng)裝置，讓我們的智能機(jī)器人更加人性化。他們在經(jīng)歷了這次活動(dòng)后，不僅提高了3D打印技術(shù)的操作能力更培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓他們愛上3D 打印技術(shù)的學(xué)習(xí)也愛上科技創(chuàng)造，為祖國未來增添新力量。

三、總結(jié)

其實(shí)，不論是3D打印技術(shù)還是其他信息技術(shù)學(xué)習(xí)，都是為了一個(gè)目標(biāo)：讓每一位孩子都成為未來得科技人才。在教學(xué)的過程中要以學(xué)生的發(fā)展為根本，而不是盲目的去參加各種比賽競爭。要正確認(rèn)識(shí)競賽的意義，是讓學(xué)生將自己所學(xué)的技能制成實(shí)物，體現(xiàn)自己所學(xué)技能的應(yīng)用價(jià)值才是我們做追求的。這樣的未來才是美好的！