基于3D打印的小學創(chuàng)客教育課程的探究

鄧麗娟

3D打印技術(shù)起源于美國，始于19世紀末形成的照相雕塑和地貌形成技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用PLA、ABS或粉末、金屬、塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。隨著創(chuàng)客教育的興起以及3D打印技術(shù)的不斷進步，這一技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用得到大力推廣，在教育教學中適當應(yīng)用3D技術(shù)，可以激發(fā)學生的學習興趣，帶來實踐與理論、知識與思維、現(xiàn)實與未來的相互結(jié)合，增強學生的實際操作能力。

一、3D打印的教育應(yīng)用案例

（一）開設(shè)社團活動、興趣班

各校通過開設(shè)社團活動的形式進行授課，每周二到周五下午四點半組織學生參加3D打印社團活動。老師的主要任務(wù)是不斷探索使用方法，指導學生利用建模軟件進行設(shè)計。

以設(shè)計“個性化筆筒”為例，在3D打印社團活動中，老師通過導入“開放性3D立體模型案例”，教學生使用3D建模軟件，引導學生用不用的方式完成同類型的3D立體模型作品。以今年新冠狀病毒疫情為創(chuàng)作背景，讓學生制作新冠狀病毒或者白衣天使的文具筆筒，制作“個性化疫情筆筒”前，應(yīng)設(shè)計好草圖，規(guī)劃好筆筒的各個部分，利用簡單的數(shù)學運算對筆筒各個層次的高度進行求和，計算好筆筒的各個部分疊加后的高度，以保證草圖設(shè)計的精準性;草圖繪制完成后，在3D One建模軟件中，分別設(shè)計各個部分，將草圖建模成立體模型;建模完成后，進行師生點評，學生間互評的方式，繼續(xù)完善模型的構(gòu)建。

在社團活動、課后興趣班中，教師通過導入有趣的3D打印教學主題，讓學生發(fā)現(xiàn)生活中或者其他學科的模型，使學生能夠獨立設(shè)計作品，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維與能力。

（二）由公司到校開展課程培訓

由專門的培訓公司到校內(nèi)對學生開設(shè)3D打印課程，為學生提供專業(yè)的指導。課程的目標是培養(yǎng)學生對立體設(shè)計及打印的興趣，啟發(fā)創(chuàng)作思維發(fā)揮創(chuàng)意，建立對3D設(shè)計軟件操作的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學生實踐操作能力，這種以公司到校進行培訓的形式，可以給學生更加專業(yè)的技術(shù)指導。

（三）3D打印技術(shù)與學科課程相融合

有學者提出3D打印與學科教學相融合。比如在語文課上充分運用3D建模軟件建立兵馬俑三維模型并插入到課件中，讓學生能夠自己動手360°觀察兵馬俑的各方位形態(tài)，真正體現(xiàn)了互動課堂自主探究的實質(zhì)意義;在數(shù)學課上，利用3D打印技術(shù)打印相關(guān)的數(shù)學幾何體進行教學，利用3D建模的“環(huán)繞觀察、移動、透視”等基本功能，不重復(fù)、不遺漏地數(shù)出拼搭出的復(fù)雜立體圖形所用的正方體個數(shù);在美術(shù)課上，學生可以將平面設(shè)計的作品或不易保存的創(chuàng)作作品，制作成三維立體的藝術(shù)品，比如版畫的制作和泥土作品的制作。

二、對3D打印創(chuàng)客教育課程的問題與挑戰(zhàn)

（一）創(chuàng)客教育理念與我國的應(yīng)試教育

我國傳統(tǒng)的應(yīng)試教育仍然以高考成績?yōu)橹?，家長擔心學生參加創(chuàng)客教育活動會影響孩子的考試成績，進而會阻撓學生參加。因此學校要先處理好創(chuàng)客教育與考試成績的關(guān)系，消除家長的擔憂，用事實證明創(chuàng)客教育不但不會影響學生的學習成績，還會幫助學生全面健康發(fā)展。

（二）缺乏專業(yè)的3D打印教師

隨著創(chuàng)客教育的普及，學校缺乏專業(yè)教師的問題也日益凸顯。學?；驹O(shè)備不健全，工具、教材參差不齊，教師大部分沒有接受過專業(yè)的培訓，開展創(chuàng)客教育取得效果也不顯著。沒有教材，沒有配套的設(shè)備，教師一邊網(wǎng)上學習，一邊給學生進行授課，大大降低了教學的質(zhì)量。而且大部分教師還有繁重的工作任務(wù)，第一次接觸3D打印技術(shù)，普遍接受度低，3D打印課程還需要教師重新探索設(shè)計新的課程計劃，這對于教師來說也是一大困難。

（三）創(chuàng)客教育課程開設(shè)處于初期

創(chuàng)客教育課程開設(shè)仍然處于萌芽期，3D打印創(chuàng)客教育課程暫時只是學校的社團活動，還沒有成為一門正式的課程，缺乏系統(tǒng)的教學設(shè)計與教學文本，這種狀態(tài)下的教學，會隨著時間的推移慢慢被忽略，從而影響課程質(zhì)量。因此，轉(zhuǎn)變課程的形式，讓課程規(guī)范化，定期將學生設(shè)計的3D設(shè)計圖打印出來進行展示，收集學生制作的作品，做成一門課程，而不僅僅只是一門社團活動。

教師要積極參與構(gòu)建包含3D智能學習、交互式學習的新型教育體系，建立以學習者為中心的教育環(huán)境，實現(xiàn)傳統(tǒng)教育和創(chuàng)新教育的融合，提高學生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)客思維，讓學生得到全面發(fā)展。

責任編輯 龍建剛