論3D打印課程如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力

曹佩怡

[摘? ? ? ? ? ?要]? 3D打印作為一種應(yīng)用廣泛、技術(shù)日臻成熟的新科技，運(yùn)用于我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)、制造業(yè)中對(duì)優(yōu)化傳統(tǒng)制造、推進(jìn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要作用。快速成長(zhǎng)的3D打印產(chǎn)業(yè)需要大量富有創(chuàng)造力的人才。中職3D 打印這一年輕、富有活力的課程教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力為目的。從“營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境、創(chuàng)新教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新動(dòng)機(jī);以STEAM教育理念引領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng);運(yùn)用一體化教學(xué)模式讓學(xué)生在做中學(xué)以及開展技能競(jìng)賽，以賽促創(chuàng)”等幾方面闡述在3D打印課程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的具體策略。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 3D打印;中職;創(chuàng)造力

[中圖分類號(hào)]? G715? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）05-0148-02

3D打印作為一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)、運(yùn)用可黏合材料、采取逐層打印方式構(gòu)造物體的快速成型技術(shù)，迅速滲透人們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，雖然在國(guó)外發(fā)展迅猛的3D打印市場(chǎng)在我國(guó)仍處于起步階段，但3D打印在我國(guó)擁有廣闊的發(fā)展前景。3D打印技術(shù)作為中職學(xué)校的一門專業(yè)技術(shù)課程，學(xué)好3D打印技術(shù)對(duì)學(xué)生而言可以促進(jìn)他們創(chuàng)造力的發(fā)展，提升他們的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，這門學(xué)科的發(fā)展對(duì)促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)、工業(yè)智能化發(fā)展也具有重要推進(jìn)作用。并且，在提倡創(chuàng)新教育的中職教育改革背景下，利用3D打印技術(shù)課程對(duì)教學(xué)過程中的案例模擬、建立立體模型源文件以及拍照創(chuàng)建等都具有重要輔助作用，3D打印技術(shù)課程在推進(jìn)中職教育改革創(chuàng)新、為現(xiàn)代企業(yè)儲(chǔ)備創(chuàng)新型技能人才過程中的作用巨大。中職教師應(yīng)如何利用3D打印技術(shù)課程培養(yǎng)中職學(xué)生的創(chuàng)造力，促進(jìn)其創(chuàng)新能力萌芽、發(fā)展呢？

一、培養(yǎng)中職學(xué)生創(chuàng)造力的重要意義

缺乏學(xué)習(xí)興趣、缺乏良好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、思維能力發(fā)展水平較低、思維品質(zhì)差是當(dāng)前中職學(xué)生普遍存在的問題。而培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)需要的高素質(zhì)技能型人才則是職業(yè)教育的最終目的。時(shí)代發(fā)展、科技進(jìn)步迫切需要?jiǎng)?chuàng)新型人才，培養(yǎng)擁有創(chuàng)新能力以及解決實(shí)際問題能力的技術(shù)人才則是我國(guó)現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展、制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要。中職學(xué)生正處于創(chuàng)造力發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，在這一時(shí)期培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維能力，為他們的“標(biāo)新立異”營(yíng)造寬松、民主、開放的氛圍，鼓勵(lì)、引導(dǎo)他們運(yùn)用新穎、獨(dú)特的方法解決問題，培養(yǎng)他們良好的思維習(xí)慣，對(duì)他們進(jìn)行創(chuàng)造性思維訓(xùn)練，才能成功激發(fā)他們的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)、增強(qiáng)他們的創(chuàng)新意識(shí)、提高他們的創(chuàng)造力，從而培養(yǎng)富有潛力、創(chuàng)造力的高素質(zhì)技能型人才，為實(shí)現(xiàn)人才強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)、全力構(gòu)建創(chuàng)新型社會(huì)儲(chǔ)備強(qiáng)大的后備力量。

二、利用3D打印技術(shù)課程促進(jìn)中職學(xué)生創(chuàng)造力提升的策略

（一）營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境、創(chuàng)新教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)

傳統(tǒng)教學(xué)是教師的單向知識(shí)灌輸，學(xué)生的學(xué)習(xí)十分被動(dòng)，他們的思維被教師牽制，思維的靈活性和發(fā)散性不高。傳統(tǒng)課堂上中職學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力、缺乏探究意識(shí)，他們的創(chuàng)造力自然更是無從萌芽，進(jìn)而發(fā)展。3D打印技術(shù)課程是一門年輕的課程，在這門課程教學(xué)中，教師首先要注重民主、開放的良好學(xué)習(xí)環(huán)境的營(yíng)造。教師可以將傳統(tǒng)的多媒體圖片、直觀、生動(dòng)的多媒體動(dòng)畫等充分利用起來，為中職學(xué)生的學(xué)習(xí)營(yíng)造良好的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境。教師還應(yīng)創(chuàng)新教學(xué)方法，摒棄講授、演示的單一教學(xué)方法，教師可以綜合運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、小組合作探究、演示法以及游戲教學(xué)法等多元教學(xué)法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)。如在3D打印技術(shù)課程教學(xué)中，教師可以運(yùn)用線上線下相結(jié)合的混合教學(xué)模式，將課堂上需要學(xué)生掌握的重難點(diǎn)知識(shí)利用微課視頻等形式上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在課堂導(dǎo)入階段利用和新知相關(guān)的多媒體動(dòng)畫導(dǎo)入課堂教學(xué)，營(yíng)造有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣激發(fā)的信息化教學(xué)環(huán)境，在教學(xué)過程中則以問題引領(lǐng)學(xué)生探究，給學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，并利用可視化的3D打印技術(shù)將學(xué)生設(shè)計(jì)的模型打印出來，學(xué)生可以直觀看到自己的探究成果，他們的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)被充分激發(fā)出來。

（二）以STEAM教育理念引領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)

高校擴(kuò)招背景下中職學(xué)生的素質(zhì)普遍不高，而3D打印技術(shù)作為一項(xiàng)全球領(lǐng)先的新科技，3D打印技術(shù)課程理論性、實(shí)踐性都極強(qiáng)，對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力要求也極高，學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到很多困難，很難取得良好的學(xué)習(xí)效果。中職教師可以運(yùn)用源于美國(guó)的STEAM教育思想指導(dǎo)教學(xué)，從誘發(fā)中職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)積極性做起，在教學(xué)中轉(zhuǎn)變“知識(shí)點(diǎn)教學(xué)”的傳統(tǒng)做法，注重教給學(xué)生思考方法。教師在教學(xué)內(nèi)容的選擇時(shí)，選取那些和中職學(xué)生的專業(yè)、生活息息相關(guān)的，可以成功調(diào)動(dòng)中職學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的內(nèi)容，以STEAM學(xué)習(xí)案例的形式呈現(xiàn)，讓中職學(xué)生在獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)合作過程中親自動(dòng)手實(shí)踐，在這一過程中運(yùn)用自己學(xué)過的知識(shí)探究學(xué)習(xí)案例所涉及的跨學(xué)科知識(shí)，并用3D打印機(jī)制作出來，最終完成裝配過程。由于整個(gè)教學(xué)過程都是基于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的，對(duì)中職學(xué)生而言充滿吸引力，他們?cè)趯W(xué)習(xí)案例完成過程中學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用不同學(xué)科知識(shí)，跨學(xué)科思維也得以發(fā)展，他們的創(chuàng)造力在這一過程中得以充分發(fā)揮。如在3D打印技術(shù)課程教學(xué)中，教師可以將學(xué)生日常生活中觸手可及的電風(fēng)扇作為學(xué)習(xí)案例，讓學(xué)生以分組合作的方式制作出美觀、實(shí)用的電風(fēng)扇。在制作電風(fēng)扇過程中，他們充分調(diào)動(dòng)自己的探究積極性，對(duì)制作電風(fēng)扇需要的電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換技術(shù)、控制風(fēng)力大小的技術(shù)以及齒輪傳動(dòng)比關(guān)系知識(shí)、如何讓電風(fēng)扇更具美觀性等知識(shí)進(jìn)行深入探究，在3D電風(fēng)扇制作過程中，他們不僅充分調(diào)動(dòng)自己的知識(shí)儲(chǔ)備，不同學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)造力都得以有效提升。

（三）運(yùn)用一體化教學(xué)模式讓學(xué)生在做中學(xué)，提升創(chuàng)造力

隨著我國(guó)現(xiàn)代企業(yè)對(duì)初、中級(jí)人才綜合素養(yǎng)要求的提升，我國(guó)職業(yè)教育開展了以就業(yè)為導(dǎo)向的改革創(chuàng)新，一體化教學(xué)模式在職業(yè)教育改革的大潮下應(yīng)運(yùn)而生。和傳統(tǒng)教學(xué)模式不同，一體化教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)的是教學(xué)做合一，強(qiáng)調(diào)的是在興趣引領(lǐng)下、在實(shí)踐教學(xué)中提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力以及創(chuàng)造力。在3D打印技術(shù)課程教學(xué)中運(yùn)用一體化教學(xué)模式，教師要在深入調(diào)研企業(yè)人才需求、充分了解當(dāng)前市場(chǎng)正在使用的3D打印機(jī)類型、服務(wù)方向的基礎(chǔ)上，購(gòu)置合適型號(hào)的3D打印機(jī)以及合適的耗材;構(gòu)建適合一體化教學(xué)的全新教學(xué)體系;教師還應(yīng)在3D打印技術(shù)的輔助下構(gòu)建教學(xué)平臺(tái)，將中職學(xué)校不同專業(yè)學(xué)生所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科、專業(yè)課的重難點(diǎn)構(gòu)建成可視化、可拆解的3D模型，從而更好地輔助不同專業(yè)學(xué)生的主干課程學(xué)習(xí)。在一體化教學(xué)實(shí)施過程中，教師還要做到在教學(xué)中理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，并在教學(xué)中做到教師主導(dǎo)、學(xué)生主體，給學(xué)生“在做中學(xué)”的機(jī)會(huì)。一體化教學(xué)模式下，中職學(xué)生的學(xué)習(xí)更具積極性、主動(dòng)性，從而更具有有效性，在做中學(xué)也給了他們充分發(fā)揮自己潛能的機(jī)會(huì)，一體化教學(xué)模式下，他們的創(chuàng)造力得以有效提升。如，教師可以讓學(xué)生完成設(shè)計(jì)經(jīng)典的動(dòng)畫形象——維尼熊的學(xué)習(xí)任務(wù)，教師提前將維尼熊的外觀特點(diǎn)、尺寸等告知學(xué)生，將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣充分激發(fā)出來。學(xué)生則在教師的引導(dǎo)下分析、討論三維建模的具體操作步驟、方法，針對(duì)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)分析過程中遇到的疑難問題，教師可以運(yùn)用討論法、演示法等多種教學(xué)方法幫助學(xué)生掌握新知。在任務(wù)完成過程中，教師將中職學(xué)生劃分成四至八人小組，讓他們?cè)谧灾鲗W(xué)習(xí)、合作探究相結(jié)合的過程中合作完成維尼熊3D模型制作。最后教師將學(xué)生完成的維尼熊模型進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，以適合3D打印機(jī)的STL格式將模型打印出來。在合作完成學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中實(shí)現(xiàn)了教師的教、學(xué)生的做和學(xué)的統(tǒng)一，學(xué)生不僅在完成任務(wù)過程中充分發(fā)揮學(xué)習(xí)主動(dòng)性，他們的合作能力、創(chuàng)造力也得以提升。

（四）通過開展競(jìng)賽促進(jìn)中職學(xué)生創(chuàng)造力的提升

為加速我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，讓我國(guó)制造業(yè)技術(shù)革新帶來的創(chuàng)造力量早日充分釋放，促進(jìn)我國(guó)“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃的順利實(shí)現(xiàn)以及我國(guó)制造業(yè)的跨越式發(fā)展，我國(guó)每年都有組織包括校級(jí)、市級(jí)直至國(guó)際級(jí)的3D打印技術(shù)創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽。利用3D打印課程培養(yǎng)中職學(xué)生的創(chuàng)造力，教師要以賽促教，通過組織學(xué)生參加不同級(jí)別、不同命題形式的比賽，層層選拔、以賽促教、以賽促創(chuàng)，以不同命題形式、不同級(jí)別的比賽促進(jìn)中職學(xué)生創(chuàng)造力以及綜合素養(yǎng)的有效提升。首先，教師應(yīng)在技能競(jìng)賽的引領(lǐng)下展開日常教學(xué)，教師應(yīng)及時(shí)把握不同年份3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽的創(chuàng)新元素，及時(shí)把握行業(yè)的最新動(dòng)態(tài)，將最先進(jìn)、最富有實(shí)用性的技能傳授給學(xué)生;教師還應(yīng)在學(xué)生合作完成學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，培養(yǎng)中職學(xué)生的集體榮譽(yù)感;另外，就業(yè)是中職學(xué)校人才培養(yǎng)的最終目的，教師要善用技能競(jìng)賽轉(zhuǎn)變學(xué)生理論知識(shí)扎實(shí)、實(shí)操能力薄弱、創(chuàng)新意識(shí)薄弱、創(chuàng)造力欠缺的不良現(xiàn)狀。在日常學(xué)習(xí)中積累的大量實(shí)操經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造力都將為他們成為創(chuàng)新型人才、提高綜合職業(yè)素養(yǎng)奠基。其次，教師要定期組織學(xué)生參加校級(jí)的3D作品設(shè)計(jì)大賽，競(jìng)賽過程不僅是技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，還是創(chuàng)意的比拼，是學(xué)生創(chuàng)造力的比拼。在校級(jí)的3D設(shè)計(jì)比賽中，學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力、創(chuàng)造力，在團(tuán)隊(duì)合作過程中集思廣益，更好地溝通、合作，做出富有創(chuàng)意的作品。不僅培養(yǎng)了合作意識(shí)、合作能力，創(chuàng)造力也在這一過程中得到進(jìn)一步提升。然后教師再推選、組織他們參加更高層次的3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽，在不同層次、不同命題形式的比賽過程中，使他們的能力得以進(jìn)一步提升，以創(chuàng)新能力為核心的核心素養(yǎng)也進(jìn)一步提升。

總而言之，創(chuàng)新是推進(jìn)民族發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的不竭動(dòng)力，是現(xiàn)代人才的必備素質(zhì)。在中職教育改革及李克強(qiáng)總理“大眾創(chuàng)業(yè)，萬(wàn)眾創(chuàng)新”理念的引領(lǐng)下，中職學(xué)校必須將創(chuàng)新教育作為教育改革的核心。3D打印課程作為以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)為基本藍(lán)本的新型技術(shù)，3D打印課程教師必須注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)。教師要在教學(xué)模式、教學(xué)方法上進(jìn)行創(chuàng)新，以多樣化的教學(xué)模式、教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生興趣、創(chuàng)新動(dòng)機(jī)，并在教學(xué)做合一中促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造力的萌芽、發(fā)展，進(jìn)而提升他們的創(chuàng)新能力，為社會(huì)儲(chǔ)備高素質(zhì)創(chuàng)新型技能人才。

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編輯 馮永霞