在信息技術(shù)教學中滲透3D打印創(chuàng)客課程的應(yīng)用研究

寧冠超

【摘要】隨著STEM理念的提出，創(chuàng)客教育也在國內(nèi)遍地開花。結(jié)合農(nóng)村中學的實際情況，在沒有統(tǒng)一教材的情況下，將信息技術(shù)課程通過整合，篩選出適合農(nóng)村中學信息技術(shù)學科教學的基于3D打印的創(chuàng)客教育內(nèi)容，分別從選擇合適的教學軟件、采用合適的教學策略、優(yōu)化教學內(nèi)容這三個方面入手，論述了在信息技術(shù)教學中滲透3D打印創(chuàng)客課程的有效途徑，意在更好地讓信息技術(shù)課程為培養(yǎng)學生的終身學習能力和創(chuàng)新意識奠定基礎(chǔ)，為3D打印融入初中信息技術(shù)教學提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);3D打印;創(chuàng)客教育

信息技術(shù)課程是一門以計算機為工具，以互聯(lián)網(wǎng)為導(dǎo)向，以提升學生信息素養(yǎng)和能力為目標的課程。隨著全球信息化的不斷發(fā)展，創(chuàng)客、機器人、3D打印以及人工智能等新詞層出不窮，新時代對學生、對教師的要求也更多元，信息技術(shù)課程的教學，需要補充新時代的元素，教師必須融入多種先進的技術(shù)。本文將以3D打印技術(shù)為范例，主要探討在信息技術(shù)教學中如何滲透3D打印創(chuàng)客課程。

一、創(chuàng)客教育與3D打印核心概念

創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化與教育的結(jié)合，基于學生興趣，以項目學習的方式，使用數(shù)字化工具，倡導(dǎo)造物，鼓勵分享，培養(yǎng)跨學科解決問題能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質(zhì)教育。它主要以課程為載體，在創(chuàng)客空間的平臺下，融合科學、數(shù)學、物理、化學、藝術(shù)等學科知識，培養(yǎng)學生的想象力、創(chuàng)造力以及解決問題的能力。而3D打印獨有的成型技術(shù)引起了教師的關(guān)注，越來越多的教師將3D打印視為其中一種熱門的實踐課程引入到越來越多的學校，因為3D打印創(chuàng)客教育能為學生提供平臺，讓他們自由發(fā)揮及表達，將3D打印創(chuàng)客教育融入信息技術(shù)教學中，可以潛移默化地培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識與創(chuàng)客精神，提高信息技術(shù)教學的質(zhì)量與效率。

二、在信息技術(shù)教學中滲透3D打印創(chuàng)客課程的優(yōu)勢和可行性

3D打印創(chuàng)客教育有助于培養(yǎng)學生良好的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。它來源于生活，又高于生活。學生通常能在教師有意識的引導(dǎo)下，或是自己感興趣的情況下進行設(shè)計創(chuàng)作。當遇到困難時，學生可以利用信息技術(shù)手段，摸索解決問題的思路，把創(chuàng)新想法轉(zhuǎn)換為實踐，得到看得到、摸得著的作品。這不僅可以培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，還提高了學生解決問題的能力。

對于農(nóng)村中學而言，師資和教學條件有限，學生基礎(chǔ)也較弱。與開設(shè)創(chuàng)客空間和開展人工智能課程的高投入不同的是，3D打印課程所需要的成本不高，不需要配置獨立的教室或場所，在計算機室增加1-2臺桌面級的3D打印機即可實現(xiàn)。同時，課程中使用的三維設(shè)計軟件是中望集團專門為青少年開發(fā)的3D One軟件，操作界面簡潔，對于基礎(chǔ)相對薄弱的農(nóng)村中學生來說也能很快上手，不需花費太多精力用于軟件的學習。學生快速將操作命令掌握后，便能夠徜徉在創(chuàng)意設(shè)計的海洋中。

三、在信息技術(shù)教學中滲透3D打印創(chuàng)客課程的途徑

（一）選擇合適的教學軟件，讓課程實施切實可行

3D One是一款簡單易學的3D空間建模軟件，符合農(nóng)村中學生的認知基礎(chǔ)，能滿足學生零基礎(chǔ)、易上手的要求。筆者之前也接觸過123 Design和3DMAX，對比之下，3D One更容易激發(fā)啟發(fā)青少年的創(chuàng)新學習思維。功能界面也符合學生的審美興趣，讓學生不用太在意陌生的命令。學生可以在腦海中輕松、愉快地展現(xiàn)出來，在“做中學”“學中創(chuàng)”，充分體驗理想變成現(xiàn)實的成就感。更為重要的是與3D One軟件有配套的社區(qū)平臺i3D One社區(qū)，涵蓋了各地的優(yōu)秀信息技術(shù)教師和培訓(xùn)講師，豐富的教學資源為開展教學就更為便利。

（二）采用合適的教學策略，讓課堂教學更加有效

1.用3D打印教具模型輔助信息技術(shù)教學，激發(fā)學生學習興趣

3D打印技術(shù)，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，不但可以應(yīng)用于建筑業(yè)、航空、醫(yī)藥學中，也能運用到我們?nèi)粘５膶W習和生活中。而且3D打印技術(shù)造就了空間立體感，打印出來的實物使教學充滿了趣味性，誘發(fā)學生的學習興趣。

2.將3D打印技術(shù)與教學有機結(jié)合，提升信息素養(yǎng)

在初中信息技術(shù)課程中，教師進行教學的目的在于培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)，尤其是信息收集、整合、分析與匯總的能力等。基于此，教師可以將3D打印技術(shù)與教學實踐進行有機結(jié)合，讓學生在設(shè)計與制作各種模型中逐漸掌握信息技能，培育信息能力，提升信息素養(yǎng)。例如，教師以簡單例子講解命令的用法，再通過完成課堂作品鞏固練習命令，最后設(shè)置拓展課題供學生課后練習。首先，會建議學生利用互聯(lián)網(wǎng)搜尋各種相關(guān)模型制作的信息及特征，然后將收集到的信息進行整合與歸納，從而繪制出模型，最后運用3D打印機將模型打印出來。通過上述一系列的過程，學生們可以從中獲得處理信息的各種能力，有利于提升學生的信息素養(yǎng)。

3.充分應(yīng)用i3D One社區(qū)作為3D打印的學習平臺，強化學習動機

與3D One軟件本身緊密相連的就是i3D One社區(qū)，里面不僅有很多教程，而且學生上傳作品有非常好的統(tǒng)計和評價功能。學生上傳每堂課的作品到社區(qū)，得到教師、學生的點評和點贊。隨著作品的累積，學生的身份也可以從“一級士兵”“二級班長”“三級排長”到“四級連長”的晉級，每一級的進步都能給學生滿滿的成就感和自信心。每上完一節(jié)課，筆者都迫不及待去看作品空間，看看他們有什么新作品上傳，有什么互動。看到他們一些小創(chuàng)意，教師會感到欣慰?？吹胶玫淖髌愤€能打印出來，讓學生看到自己制作的作品變成實物，更加強化他們學習的動力和熱情。

（三）優(yōu)化教學內(nèi)容安排

初中生對事情已經(jīng)有了自己相對獨立的見解和看法，選擇怎樣的案例，制作什么樣的作品既能將軟件的技能教會給他們，又簡單易做，能讓學生在一節(jié)課的時間里能夠?qū)⒆髌纷龀鰜?，還要能讓他們對作品感興趣，有好奇心和成就感。作品太簡單，學生不屑做;作品太普通，學生不感興趣，感覺沒新意。因此，選題要符合學生見識并結(jié)合實際，如，太超出學生的見識或知識范疇就脫離學生生活實際了。選題方向根據(jù)實際調(diào)整，當學生發(fā)散思維能力強時，以大方向的選題為主，如生活用品，學生發(fā)散思維能力較弱時，選題局限性強些，如文具等。課題應(yīng)分階段設(shè)置，按照所用命令，同命令可設(shè)置多個課題，以便學生進行拓展訓(xùn)練。

總而言之，教師運用3D打印技術(shù)開展創(chuàng)客教育，不僅有利于為信息技術(shù)課程創(chuàng)造不一般的新鮮體驗，也有利于拓寬農(nóng)村學生的視野，培養(yǎng)學生的想象力和創(chuàng)造力，而且也有助于從根本上提升學生的信息素養(yǎng)、進一步改善教學效率。

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責任編輯 ?陳 ?洋