李彬　顧海　張捷　姜杰

【摘 要】目前，3D打印課程已在全國(guó)中小學(xué)中廣泛開(kāi)展。本文首先介紹了3D打印課程在中小學(xué)素質(zhì)教育中的意義，并以南通理工學(xué)院3D打印技術(shù)研究所開(kāi)展中小學(xué)素質(zhì)教育為例，探討了3D打印課程如何在中小學(xué)素質(zhì)教育中進(jìn)行應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】3D打印；素質(zhì)教育；中小學(xué)

我國(guó)一直致力于中小學(xué)生的素質(zhì)教育的探索和應(yīng)用。素質(zhì)教育的核心是人自身的創(chuàng)新，中小學(xué)生在創(chuàng)新的活動(dòng)中在獲取知識(shí)的同時(shí)還能得到身心的深層變化，也就是素質(zhì)得到提升。

3D打印，又稱為增材制造（AM），作為第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)學(xué)、航空航天、教育等行業(yè)。3D打印是一種以數(shù)字CAD模型為基礎(chǔ)，通常采用逐層堆積的方式將線材、粉末等材料直接制造出三維實(shí)體的技術(shù)。

近年來(lái)，3D打印課程在全國(guó)各地中小學(xué)中廣泛的得到了開(kāi)展，越來(lái)越多的學(xué)校參與到將3D打印課程應(yīng)用到中小學(xué)創(chuàng)新素質(zhì)教育改革熱潮中來(lái)。

1 3D打印課程在中小學(xué)素質(zhì)教育中的意義

1.1 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

3D打印以其獨(dú)特的加工方法讓學(xué)生可以在制造過(guò)程中發(fā)揮想象力，能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力；同時(shí)讓學(xué)生的想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.2 拓展空間思維，豐富學(xué)習(xí)途徑

三維模型是3D打印的基礎(chǔ)，讓學(xué)生在素質(zhì)教育階段學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的三維建模軟件可以有效拓展學(xué)生的空間思維能力，使其想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的第一步。通過(guò)三維建模可以感受數(shù)學(xué)空間與圖形知識(shí)從抽象變?yōu)榫唧w的過(guò)程，從而豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)途徑。

1.3 提高動(dòng)手能力，鍛煉解決問(wèn)題能力

桌面級(jí)3D打印機(jī)由于方便靈活等特點(diǎn)適合中小學(xué)生的使用。學(xué)生可以根據(jù)生活中實(shí)際需要自己觀察、設(shè)計(jì)并通過(guò)3D打印機(jī)將實(shí)際需要的物體打印出來(lái)，從而鍛煉學(xué)生解決生活實(shí)際問(wèn)題的能力。

2 3D打印課程在中小學(xué)素質(zhì)教育中的應(yīng)用

作為地方性應(yīng)用本科高校，南通理工學(xué)院成立3D打印技術(shù)研究所，并將為地方服務(wù)作為研究所的一項(xiàng)職能，與南通市崇川區(qū)中小學(xué)素質(zhì)教育實(shí)踐基地合作，為地區(qū)小學(xué)生推廣3D打印技術(shù)。南通市崇川區(qū)中小學(xué)素質(zhì)教育實(shí)踐基地主要承擔(dān)崇川區(qū)各小學(xué)五、六年級(jí)的素質(zhì)拓展活動(dòng)，南通理工學(xué)院成立3D打印技術(shù)研究所有針對(duì)性的制定了教學(xué)內(nèi)容。

（1）3D打印基礎(chǔ)知識(shí)

課程開(kāi)始首先播放一段關(guān)于神筆馬良的視頻引出3D打印技術(shù)。隨后簡(jiǎn)單介紹3D打印的理論知識(shí)，然后介紹3D打印的簡(jiǎn)單應(yīng)用，最后介紹得到三維模型的方法。

（2）簡(jiǎn)單三維建模軟件

利用遨為IME3D教育軟件中的3D魔術(shù)師模塊進(jìn)行三維建模。3D魔術(shù)師模塊通過(guò)參數(shù)化積木堆積、2D草圖繪制、布爾運(yùn)算、拖拽變形等簡(jiǎn)單操作能完成3D模型構(gòu)建。

（3）桌面級(jí)3D打印機(jī)使用

課程最后讓學(xué)生自己操作3D打印機(jī)，將自己設(shè)計(jì)好的三維模型打印出來(lái)。可以讓學(xué)生鍛煉自己的操作能力，又能讓學(xué)生得到成就感，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。

3 總結(jié)

在素質(zhì)教育階段開(kāi)展3D打印技術(shù)課程可以讓學(xué)生了解國(guó)家當(dāng)前的最新動(dòng)態(tài)，拓展學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在觀察、思考、動(dòng)手的過(guò)程中提高了觀察能力、動(dòng)手能力以及解決問(wèn)題的能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]