☆徐欽

（南京市棲霞區(qū)實驗小學，江蘇南京　210046）

3D 打印讓創(chuàng)意立體化

☆徐欽

（南京市棲霞區(qū)實驗小學，江蘇南京210046）

被喻為第三次工業(yè)革命的重要標志之一的3D打印技術，正聲勢浩大地進入人們的視野。3D打印技術雖已廣泛應用于建筑、工業(yè)、醫(yī)學等諸多領域，但在基礎教育應用領域還處于起步、探索的初級階段。本文從文獻研究與教學實踐經驗入手，介紹了3D打印在小學教學中的應用探索；進一步分析了3D打印對培養(yǎng)學生空間思維、創(chuàng)新能力的重要意義；最后討論了目前3D打印應用于教學的前景、困惑與思考。

3D打印；教學應用；教育創(chuàng)新

近年來，3D打印逐漸成為人們關注的熱點，2013年5月30日北京召開首屆世界3D打印技術產業(yè)大會，并同期成立了世界3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟，標志著3D打印技術真正進入了大規(guī)模應用和研究的階段［1］。盡管3D打印技術的應用在教育界還處于嶄新的探索期，但同樣也由此掀起了一番學習的熱潮。

隨著3D打印技術的發(fā)展，它在教育教學領域的應用日益受到一線教師的關注，新媒體聯(lián)盟（New Media Consortium，NMC）在2013年地平線報告中提出［2］，3D打印是未來四到五年值得關注的新技術，將帶來教學、學習和研究領域的創(chuàng)新。如何將其有效應用到學習領域，為學生的發(fā)展提供技術支持與創(chuàng)新發(fā)展，無疑是需要我們共同思考的問題。

一、教學創(chuàng)意的無限延伸

3D打印作為一種全新的媒體形式，創(chuàng)新了現有的教學活動方式。自學校配備兩臺3D打印機后，筆者在“邊學邊做邊思考”的狀態(tài)下開始了3D打印教學的探索。學校以興趣社團的方式組織學生參加每周一課的3D打印學習。3D教學的實質更多是指導學生進行建模的學習，利用建模的技術與打印出的實物來指導實踐活動，實現創(chuàng)造性思維的拓展與提升。

（一）“半成品加工”策略提高教學效率

在3D打印教學之初，學生面對功能復雜的建模軟件會有一定畏難情緒。此時，我們從學生的具體經驗出發(fā)，不要求原創(chuàng)設計出自己的作品，而是給他們提供一些半成品的例子，運用學習到的簡單工具進行修改與完善。通過“半成品加工”策略的應用讓學生在短時間內體會到3D建模技術的操作方法和信息素養(yǎng)的內涵，提高教師講解和學生實踐的效率。

（二）聯(lián)系生活激發(fā)創(chuàng)意源泉

當學生掌握了建模軟件基礎的操作技巧后，往往會在作品設計的創(chuàng)新方面遇到瓶頸。其實，豐富多彩的生活世界是創(chuàng)新取之不盡用之不竭的源泉。我們鼓勵學生善于從生活的細節(jié)中發(fā)現靈感，也經常用生活中的小物件來舉例。

二、課程意義的深遠影響

3D打印課程的開設極大地激發(fā)學生學習的好奇心和積極性，給學生的“思維方式”也帶來了新的變化與挑戰(zhàn)。3D打印在理論與實踐、知識與技能之間架起了一座橋梁，極大地豐富學生真實的學習體驗。具體表現為以下方面。

（一） 3D打印作為虛擬化設計的現實延伸，增強了學生動手實踐熱情和能力

3D打印從模型設計到打印出實物，都需要學生的參與。學生的想法、構思、創(chuàng)意能夠通過3D打印機轉變?yōu)榱Ⅲw彩色的模型，這種可視化的實踐環(huán)境充分激發(fā)了學生DIY創(chuàng)作的樂趣，提高實踐操作的熱情度，開辟了學習活動的新空間。

（二）有效地發(fā)展立體空間思維和創(chuàng)新能力

學生通過簡易軟件的學習掌握3D設計操作技巧，形成一定的建模思想，開發(fā)了其設計能力、思維能力和創(chuàng)造能力。這些都是激發(fā)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要因素，對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)具有積極的作用。

（三）充分發(fā)揮小組協(xié)作性學習，培養(yǎng)合作精神

在組織3D教學過程中，筆者注重以小組為學習單位進行主題式項目學習，讓學生真正成為學習的主人。通常，當確定項目主題后，小組成員將共同展開課題任務，收集設計想法、確定尺寸與耗材、創(chuàng)建模型、打印成品、交流展示等。每個環(huán)節(jié)中學生自主參與其中，創(chuàng)意靈感大家一起分享，困難問題大家協(xié)同解決。這樣民主、和諧、智慧的課堂氛圍充分發(fā)揮了小組的團隊合作意識，有效地拓展了學生的思維寬度、提升了思維深度。

（四）培養(yǎng)學生善于觀察生活，提高解決實際問題的能力

在3D打印社團活動開展以來，學生面對層出不窮的各類3D作品熱情高漲，驚喜不已。很多小巧、精致的作品就是來源于生活實際，如手機座、杯托、口哨。教師鼓勵學生從生活中尋找創(chuàng)意設計的靈感，將想法通過3D打印來實現。只有將在課堂中獲得的技能和創(chuàng)造性構思應用到現實生活中去才是真正的學以致用。

三、應用實踐的研究思考

將3D打印這項新興技術引入中小學課堂，在教與學的諸多方面有著創(chuàng)新之處，能為學生提供更加廣闊的創(chuàng)新實踐平臺，但就其目前在教育領域的起步階段研究來看，3D打印要想實實在在地融入中小學的學科教學，助力學生發(fā)展，還有許多值得深入思考與探索的地方。

（一）有效的學科整合應用

3D打印作為一種通用的技術，可以應用到大部分的學科中去，尤其是國外較早開展的一些3D打印研究項目，值得大家借鑒和學習。就中小學基礎教育而言，我們要切合實際地考慮3D打印與學科整合的應用研究。

1.作為教具、學具，輔助課堂教學

根據教學需求，可利用3D打印制作出教學用具，供師生觀察與使用。例如：語文學科中的說明文教學，打印出“真實”的橋梁建筑等模型給學生觀察研究討論，調動課堂氛圍，提高教學效率。

2.作為學習內容，促進設計創(chuàng)新

在中小學，將3D打印作為學習內容指導學生進行學習與設計，培養(yǎng)學生建模的思維。例如：南京市馬府街小學開展的3D打印課堂，學生通過建模軟件的學習設計航模飛機、八音盒等創(chuàng)意作品，再打印出立體模型進行展示。

（二）適合學生的課程設計

課程的設計需要考慮到學生的年齡特點和認知思維，同時，也需考慮創(chuàng)新性的教學模式。在教學中如何促進學生創(chuàng)意思維的發(fā)展，如何提高學生創(chuàng)新的層次，如何設計符合學生的3D課程等多方面內容，是值得思考與研究的課題。筆者期望能有越來越多的3D研究團隊進行資源共享，組織教師開展學習培訓，助推這項新技術在中小學的推廣普及。

（三）硬件設施的配備需求

相對來說，現在3D打印機的價格比較昂貴。打印精度越高的，價格也會更高，一臺具備3D掃描功能的設備價格也要在三、四萬元以上，打印耗材的種類、安全性也值得考慮。大部分學校配備的入門級3D打印機的打印精度、良品率、工作效率不太高。一個小物件的打印都要數小時時間，這對于常規(guī)班級的教學會帶來一定的影響，也會在一定程度上挫敗教師、學生的積極性。筆者建議可先結合學校實情以興趣小組社團的形式開展3D課程教學，重在培養(yǎng)學生建模的設計思維和創(chuàng)新實踐能力，優(yōu)選出精品設計模型進行打印與展示。

3D打印技術對教育的重要價值之一，在于它能夠創(chuàng)造對事物真實、直觀的探索機會。同時，也對教師在技術應用與教學能力等方面提出更高的要求。教師要參與到3D打印課程應用的教學研究中去，引導學生開展有效的學習活動，促進學生思維創(chuàng)新，推動在創(chuàng)新技術支持下的教育教學發(fā)展。作為教育工作者，我們一同探索挖掘3D打印技術在教育中的應用價值，迎接教育大變革時代的到來。

［1］首屆世界3D打印技術產業(yè)大會：世界3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟［EB/OL］.http：//news.cntv.cn/2013/05/31/VIDE13699578465762 27.shtml.

［2］NMCHorizonReport：2013HigherEducationEdition［EB/OL］.http：//www.nmc.org/publications/2013-horizon-report -higher-ed.

［編輯：陳鉞］

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1671-7503（2015）07-0076-02