3D打印在中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

福建省邵武第二中學(xué) 張玉志

中學(xué)信息技術(shù)課程開設(shè)主要就是為了促進學(xué)生信息能力的發(fā)展，讓學(xué)生具備一定的信息素養(yǎng)及能力。因此，信息技術(shù)教學(xué)老師應(yīng)當(dāng)優(yōu)化并創(chuàng)新教學(xué)方式，使得其教學(xué)效果可以更為顯著化的提高。3D打印是一類新推行的技術(shù)，其技術(shù)的應(yīng)用價值會比較強，適用范圍較為廣泛，所以，將3D打印技術(shù)融入到中學(xué)信息技術(shù)課程當(dāng)中，會給其課程的開展帶來很大的挑戰(zhàn)，賦予其較多的創(chuàng)新點。

一、3D打印技術(shù)概述

隨著我國科技水平的提升，信息技術(shù)投入到教育領(lǐng)域當(dāng)中會起到較強的教育成效，信息技術(shù)也逐漸演變成為了當(dāng)代人才所必備的一項基礎(chǔ)技能。在新課改的帶領(lǐng)下，初中信息技術(shù)教學(xué)受到了社會各界的關(guān)注及重視，該項課程的開展會直接影響到學(xué)生未來的綜合素質(zhì)發(fā)展態(tài)勢。所以，需要應(yīng)用3D打印技術(shù)，不斷地創(chuàng)新并優(yōu)化初中信息技術(shù)教學(xué)方式。3D打印技術(shù)最先投入到工業(yè)制造領(lǐng)域當(dāng)中，其主要用來生產(chǎn)模具。但是隨著我國工業(yè)及社會經(jīng)濟的發(fā)展，3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍也開始在不斷地擴張，會被運用到汽車以及建筑等各個領(lǐng)域當(dāng)中，其技術(shù)的核心原理就是利用塑料或者粉末狀的金屬等物質(zhì)，將其材料實行分層化的打印，粘合成為一個立體化的模型結(jié)構(gòu)。由此可見，該項技術(shù)的可造性會比較強，并且其技術(shù)具有靈活性的應(yīng)用特征，將其技術(shù)投入到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，會給其所開展的各項生產(chǎn)活動提供很大的幫助，同時還可以達到人們個性化的發(fā)展標(biāo)準。當(dāng)前，我國3D打印機械設(shè)備價格越來越低，在中學(xué)信息技術(shù)教育課堂中應(yīng)用3D打印技術(shù)，更是成為了時代發(fā)展的必然?？梢詫⑵浼夹g(shù)投入到學(xué)生課外小組模型制作以及各類科研創(chuàng)新的活動之中，這會讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣變得更加的濃郁，同時還可以促進學(xué)生信息核心素養(yǎng)的發(fā)展。

二、3D打印技術(shù)在中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)活動中的目標(biāo)

1.提高學(xué)生主體意識。

首先，3D打印技術(shù)趣味性極強，其是一類較為新穎的技術(shù)，將其技術(shù)投入到信息技術(shù)教學(xué)課堂上，會更好地集中學(xué)生的精力，同時引發(fā)學(xué)生的好奇心理，借助3D打印技術(shù)，將各項物理物體的特性直接的打印出來，讓學(xué)生可以更為自主地投入到3D打印實踐活動之中。學(xué)生利用3D打印技術(shù)，把自身在腦海當(dāng)中的設(shè)計及思想等一一的展現(xiàn)出來，呈遞出一個創(chuàng)新想法十足的實物。在同學(xué)面前，開展打印表演等活動，會讓學(xué)生得到更強的成就感以及獲得感。其次，3D打印技術(shù)帶有極強的創(chuàng)新優(yōu)勢，會讓學(xué)生更為自主地投入到學(xué)習(xí)及實踐活動之中，感受學(xué)習(xí)信息技術(shù)給其帶來的快樂，從而激發(fā)出學(xué)生主體的認知意識，學(xué)生也會更為積極自主地參與活動。最后，3D打印技術(shù)是需要靈感及創(chuàng)新的，并不是已經(jīng)完成的一類物體或者已經(jīng)存在的東西，學(xué)生要在學(xué)習(xí)時，自主的去思考問題，掌握一些基礎(chǔ)的信息知識之后，將自身的想象力發(fā)揮出來，制作出一個更為巧妙且新穎的產(chǎn)品。

2.探索新型教學(xué)方式。

3D打印技術(shù)投入到中學(xué)信息技術(shù)課堂上，會有效的改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這種新型的教學(xué)法和以往所沿用的填鴨式教學(xué)模式進行對比，該類教學(xué)模式的使用可以起到弱化老師主導(dǎo)課堂地位的作用，同時還可以正確的引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生都能夠體驗式的學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識，學(xué)生能夠自發(fā)地參與到教學(xué)活動之中，帶著興趣去學(xué)習(xí)信息知識，同時解決其在學(xué)習(xí)時期所遇到的信息問題，讓學(xué)生可以養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、團結(jié)協(xié)作的友好精神，主動地去吸納學(xué)科知識，并且一些學(xué)生在掌握3D打印技術(shù)知識之后，還會和其他同學(xué)灌輸這種知識，這就會進一步的提高學(xué)生掌握該知識的吸收效果。此外，體驗式學(xué)習(xí)的改變會進一步地推進老師探索創(chuàng)新教學(xué)方式的進程，讓學(xué)生都可以自主的去掌握并學(xué)習(xí)新的信息知識。

三、3D打印在中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

1.利用3D打印模型，開展理論教學(xué)活動。

在講解信息技術(shù)知識時，老師通常會先給學(xué)生講解和信息技術(shù)相關(guān)的機械設(shè)備，這部分設(shè)備的結(jié)構(gòu)相對來說會比較復(fù)雜，所以，并不方便將其結(jié)構(gòu)的內(nèi)容在課堂上展示給學(xué)生，還有一部分學(xué)校受到資金等方面的因素影響，導(dǎo)致其并不能收集整合較多類型的信息設(shè)備當(dāng)作教學(xué)的工具。在該種狀況下，大多數(shù)老師都會借助多媒體等一些設(shè)備，將這些結(jié)構(gòu)的圖片播放出來給學(xué)生進行介紹，但是這種圖片只是平面的形式，并不能讓學(xué)生更為直觀且立體化的感受并認知其設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，這就使得其所呈現(xiàn)出的教學(xué)效果會比較差。將3D打印機引入到課堂當(dāng)中，老師就可以對這些多元化的設(shè)備進行介紹，利用打印設(shè)備，在課堂當(dāng)中制作出和其設(shè)備相對應(yīng)的實體模型，這會讓學(xué)生更為立體且直觀的感受設(shè)備的形態(tài)，同時還會讓學(xué)生的思維及認知變得更加的豐富。比如，在講解計算機硬件知識時，老師就可以使用3D打印技術(shù)，利用其技術(shù)制作出多個計算機硬件的模型，例如顯卡、聲卡等，之后要將學(xué)生劃分成為多個學(xué)習(xí)小組，分配好學(xué)習(xí)小組的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生分組對這些硬件模型進行拆裝或者組裝，正確化的引導(dǎo)學(xué)生，便于學(xué)生更好地認識并掌握這部分計算機硬件模型的名稱以及模型硬件所存在的作用，學(xué)生不斷地練習(xí)及操作，可以在較短的時間內(nèi)了解計算機設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以及做功的原理，這種3D打印教學(xué)模式的使用，會讓學(xué)生更為直觀的了解其知識的內(nèi)容，同時學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗感受也會變得更加的豐富，真正地掌握并了解計算機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及使用原理等，在學(xué)生腦海中加深這部分立體模型的名稱以及記憶。另外，3D技術(shù)打印制作出來的模型，還會給學(xué)生創(chuàng)建出更為豐富的動手實踐機會，賦予其信息技術(shù)課堂更強的生命力，整體信息技術(shù)課堂也會更加的活泛，學(xué)生也可以利用實踐來了解計算機內(nèi)部的構(gòu)成。

2.利用3D打印技術(shù)，提高課堂教學(xué)趣味。

信息技術(shù)這門學(xué)科會被中學(xué)教師當(dāng)成副科，特別是處于農(nóng)村地區(qū)，這部分學(xué)生所具備的信息及計算機信息知識量會比較少，同時缺乏一定的計算機常識。這些學(xué)生學(xué)習(xí)計算機的興趣較低，在日常教學(xué)過程中，通常都會使用電腦去演示一些基本性的操作?，F(xiàn)在還有一部分老師會采取放電影的形式，講解信息技術(shù)知識，長時期下去，學(xué)生就會完全失去學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識的欲望，將3D技術(shù)投入到其中，可以借助該項技術(shù)，模擬打印出一些硬件設(shè)施，讓學(xué)生使用計算機去設(shè)計作品，打印出成品，使得學(xué)生全過程地參與到其中，能夠更好的激發(fā)出學(xué)生對于各類未知事物的學(xué)習(xí)興趣以及熱情。興趣可以起到引導(dǎo)的作用，能夠讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識的欲望以及動力。所以，在實際教學(xué)時，老師需要利用3D打印技術(shù)，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得其課堂的趣味性變得更加的濃郁，盡可能地集中學(xué)生的注意力，讓學(xué)生可以將其精力全部投置到其所創(chuàng)設(shè)的教學(xué)活動之中，這會有效提高總體信息課堂教學(xué)的效果。3D打印技術(shù)的創(chuàng)新性以及新奇性特征會比較明顯，所以，將其技術(shù)投入到信息教學(xué)課堂當(dāng)中，會有效地提高課堂的趣味性。在以往老師所講解的信息技術(shù)課堂活動當(dāng)中，老師所使用的語言以及教學(xué)方式會過于的單一且枯燥，同時這部分軟件的操作內(nèi)容也會較為單調(diào)，這就導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)新模塊知識時，極易容易失去興趣以及學(xué)習(xí)的耐性，但是將3D技術(shù)引入到信息教學(xué)活動之中，就會讓課堂的趣味性變得更強，老師可以借助趣味化的軟件設(shè)計，讓學(xué)生去設(shè)計父親節(jié)的賀卡，之后在使用3D打印機，制作出和賀卡相關(guān)的零配件等，分別將這些零配件打印出來，進行賀卡的組裝。這種親自實踐的活動，會使學(xué)生收獲更強的信息知識學(xué)習(xí)的成就感，同時還會增加學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)以及3D打印技術(shù)知識的興趣，制作出更為直觀且立體化的模型，對學(xué)生的感官感受形成雙重的刺激，促進并提高課堂教學(xué)的效果。

3.利用3D打印方式，強化學(xué)生實踐能力。

處于初中時期的學(xué)生，其對外界各類新奇事物的好奇心理會比較強，所以，在教學(xué)時，老師要抓住學(xué)生的這一特性進行知識的講解。初中信息技術(shù)課程的開設(shè)，主要就是利用實踐活動等方式，讓學(xué)生的信息實踐能力變得更強，同時促進學(xué)生信息收集等素養(yǎng)的發(fā)展。將3D技術(shù)引入到其中，老師可以借助該項技術(shù)，訓(xùn)練學(xué)生的實踐意識，比如，老師可以給學(xué)生布置帶有設(shè)計類的教學(xué)作業(yè)，可以讓學(xué)生設(shè)計雜志或者設(shè)計網(wǎng)站等，學(xué)生在設(shè)計以及制作時，會相繼地觸碰到一些和其內(nèi)容相關(guān)的信息處理方式以及技巧，同時還可以促進學(xué)生知識遷移能力的發(fā)展，讓其可以更好地過渡到3D技術(shù)的使用過程當(dāng)中，顯著性的提高學(xué)生的信息獲取能力，讓學(xué)生產(chǎn)生深層次的學(xué)習(xí)動力。端正學(xué)生學(xué)習(xí)信息知識的態(tài)度，讓其都可以養(yǎng)成更為良好的學(xué)習(xí)品質(zhì)，有目的地去構(gòu)建信息技術(shù)知識框架。老師必須要優(yōu)化傳統(tǒng)的教學(xué)活動形式，同時對其課堂教學(xué)的內(nèi)容進行調(diào)整，改善信息技術(shù)教學(xué)環(huán)境。

四、3D打印中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用的新趨勢

1.轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)目標(biāo)。

在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的時代發(fā)展趨勢下，學(xué)生獲取知識的路徑及方式變得越來越豐富，且各類知識的更新速度也在不斷的加快，想要進一步地適應(yīng)當(dāng)前21世紀的學(xué)習(xí)以及生活發(fā)展需要，那么學(xué)校所開展的教育教學(xué)工作就需要以培養(yǎng)復(fù)合型的綜合人才為主，讓其能夠掌握21世紀技能發(fā)展目標(biāo)以及理論知識，同時還需要提高學(xué)生的生活技能水平以及創(chuàng)新能力，讓學(xué)生能夠運用其所掌握的技能和知識解決生活當(dāng)中所遇到的問題，從而更好地適應(yīng)信息化的發(fā)展。將3D打印技術(shù)投入至中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)課堂上，其能夠展現(xiàn)出更為獨特化的優(yōu)勢，把一些較為抽象性的知識形象地呈遞給學(xué)生，使得學(xué)生的腦海想象更加的實物化，提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。學(xué)生在應(yīng)用3D打印技術(shù)完成學(xué)習(xí)項目或者任務(wù)時，一般會以小組合作的方式為主，在完成項目后，學(xué)生的協(xié)作以及溝通能力會有所提升，并且通過合作探究的方式，一同處理加工各部分信息，使用其他的媒體進行輔助，在這一學(xué)期過程當(dāng)中，不管是學(xué)生的信息素養(yǎng)，還是學(xué)生的媒體素養(yǎng)水平，都會越來越高。

2.融合轉(zhuǎn)變學(xué)科知識。

把3D技術(shù)投入到中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)課堂上，能夠讓教學(xué)內(nèi)容和跨學(xué)科的知識保持良好的融合狀態(tài)。課堂的教學(xué)內(nèi)容也會變得更加的充實，搭創(chuàng)出教學(xué)平臺，對各部分知識進行融合化的處理，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識時，就不會是單一的獲取這一門學(xué)科的知識，而會把多門學(xué)科的知識和技能融合在一起，打破學(xué)生傳統(tǒng)的思維認知，將其已經(jīng)掌握的認知結(jié)構(gòu)連接成一個有機體，保障新舊知識的良好融合狀態(tài)，從而多方面的增加知識的儲備量，提升知識技能水平。

3.創(chuàng)造多樣化方法。

傳統(tǒng)的教育教學(xué)方式會比較單一，這就使得學(xué)生獲取知識的能力以及知識儲備量較差。把3D打印投入至中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)當(dāng)中，其能夠更好地支持學(xué)生個性化的發(fā)展，總結(jié)3D打印新型的教學(xué)經(jīng)驗，可以將其劃分成為3D打印問題教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法以及項目教學(xué)法這三類，其中項目教學(xué)法主要是以項目為核心所開設(shè)的一系列學(xué)習(xí)活動，借助3D打印，讓一些抽象的內(nèi)容變得更加的具象化，同時幫助學(xué)生深度地理解并掌握該知識點，給其創(chuàng)建出更為真實的問題情境，組建學(xué)習(xí)小組，采取改進、打印、觀察等多種方式，幫助學(xué)生構(gòu)建新的知識和技能。任務(wù)驅(qū)動法主要是學(xué)生在老師的指引下，一同借助3D打印完成教學(xué)任務(wù)，讓一些難以理解的內(nèi)容變得更加的具體，幫助學(xué)生理解并完成教學(xué)任務(wù)，同時提升學(xué)生的知識以及技能水平。問題教學(xué)法就是讓學(xué)生帶著問題去思考以及研究，這樣學(xué)生就會由傳統(tǒng)被動化的知識接受方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃咏邮談?chuàng)造，借助3D打印分析理解問題，可以打印出一些較為復(fù)雜的模型，輔助學(xué)生學(xué)習(xí)該學(xué)科知識，其教學(xué)方式會更加的新奇多樣，吸引學(xué)生的注意力，并讓學(xué)生注意力更加的集中。

結(jié)束語

在信息技術(shù)教學(xué)課堂上，老師需要高度重視3D打印技術(shù)的使用，可以利用3D打印技術(shù)的運用，這會有效地提高總體課程的教學(xué)效果，同時還可以優(yōu)化教學(xué)流程，促進學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展，給學(xué)生日后的學(xué)習(xí)做鋪墊，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，讓學(xué)生可以更好地投入到信息技術(shù)教學(xué)活動當(dāng)中，不會再覺得信息技術(shù)是一門枯燥、乏味的課程。