王衛(wèi)堅(jiān)

【摘要】3D打印技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，而2013年伊始，3D打印技術(shù)突然成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，由工業(yè)、建筑、軍事等應(yīng)用領(lǐng)域逐漸走向民用領(lǐng)域。在不久的將來(lái)，小學(xué)創(chuàng)新課程必然會(huì)因?yàn)?D打印技術(shù)的普及而展現(xiàn)出全新的形式。本文在分析3D打印技術(shù)原理與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，探討3D打印在小學(xué)教育中的初步應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】3D打印 小學(xué)創(chuàng)客教育 社團(tuán)活動(dòng)

【中圖分類號(hào)】G623 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）46-0217-01

一、什么是3D打印

3D打印，即一種快速成型的技術(shù)，它被喻為是第三次工業(yè)革命的核心技術(shù)之一，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用PLA、ABS或粉末、金屬、塑料等可黏合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，常用于模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的模型制造，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，目前已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工、汽車、航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

二、3D打印課程對(duì)學(xué)生的影響

首先3D打印技術(shù)可以給學(xué)生的“學(xué)習(xí)方式”帶來(lái)新的思考，讓抽象的教學(xué)概念更加容易理解，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)、數(shù)學(xué)尤其是工程和設(shè)計(jì)創(chuàng)意的興趣，帶來(lái)實(shí)踐與理論、知識(shí)與思維、現(xiàn)實(shí)與未來(lái)三方面的相互結(jié)合。

具體表現(xiàn)為：（1）通過(guò)3D打印，讓學(xué)生的想象更容易變成現(xiàn)實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐。（2）學(xué)習(xí)運(yùn)用簡(jiǎn)易建模軟件，發(fā)展學(xué)生立體空間思維。（3）通過(guò)3D打印實(shí)體的觸覺過(guò)程，為學(xué)生建立一種新型的學(xué)習(xí)通道。（4）選擇貼近生活的建模主題，培養(yǎng)學(xué)生解決生活實(shí)際問題的能力。

三、選擇合適的教學(xué)軟件

歐特克公司（推出過(guò)知名的AutoCAD）發(fā)布的一套適用于普通用戶的建模軟件Autodesk 123D。該系列軟件為用戶提供多種方式生成3D模型：用最簡(jiǎn)單直接的拖拽3D模型并進(jìn)行編輯的方式進(jìn)行建模；或者直接將拍攝好的數(shù)碼照片在云端處理為3D模型；如果你喜歡自己動(dòng)手制作，123D系列軟件同樣為愛動(dòng)手的用戶提供了多種方式來(lái)發(fā)揮自己的創(chuàng)造力。不需要復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)，任何人都可以輕松使用123D系列產(chǎn)品。

參與者由完全陌生到熟練運(yùn)用僅用了5節(jié)課的時(shí)間，從建模理論和方法及個(gè)人掌握度方面來(lái)看，其高效建模性和簡(jiǎn)單易操作的特點(diǎn)特別適合于小學(xué)學(xué)生。

筆者在上123D的第一堂社團(tuán)課上演示了一個(gè)簡(jiǎn)單的、但造型非常優(yōu)美的花瓶制作方法，其過(guò)程僅僅用了不到兩分鐘的時(shí)間，孩子們的學(xué)習(xí)興趣就被瞬間激發(fā)出來(lái)，在老師一放開廣播軟件，好多同學(xué)就迫不及待地設(shè)計(jì)起來(lái)，而令人驚奇也是意料之中的是孩子們想象力和創(chuàng)造力的確非同一般，在一節(jié)課的最后，孩子們都能設(shè)計(jì)出多種造型獨(dú)特、極具創(chuàng)新性的花瓶造型了。實(shí)踐證明，123D的快速建模功能能夠給學(xué)生帶來(lái)歡樂，由此活躍了課堂氛圍。經(jīng)過(guò)近一年的學(xué)習(xí)，孩子們通過(guò)十幾個(gè)不同作品的制作，在“潤(rùn)物系無(wú)聲”中學(xué)會(huì)了123D軟件的操作，同時(shí)也能利用相應(yīng)的切片軟件將將設(shè)計(jì)模型導(dǎo)出、切片，更重要的是在完成教師提供的樣品任務(wù)后，孩子們更能發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)出諸如科學(xué)、環(huán)保、生肖、紀(jì)念幣等主題模型，既對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行舉一反三，還能根據(jù)學(xué)校特色活動(dòng)設(shè)計(jì)相關(guān)作品，也促進(jìn)了其他學(xué)科的學(xué)習(xí)。

四、教學(xué)中應(yīng)把握的方向

小學(xué)四到六年級(jí)的學(xué)生，發(fā)散思維力強(qiáng)，想象力豐富，活潑好動(dòng)，接受新鮮事物的能力強(qiáng)，因此這一階段的3D打印教學(xué)應(yīng)以“感性認(rèn)識(shí)”與“培養(yǎng)想象力”作為小學(xué)教學(xué)的方向。而在真正的教學(xué)中，3D打印課程的設(shè)置要注意“淺入淺出”。所謂的“淺入”，就是用生動(dòng)活潑、淺顯易懂的語(yǔ)言對(duì)3D打印的原理和3D打印機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，讓學(xué)生在感性上對(duì)3D打印、3D建模等知識(shí)有個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，對(duì)打印原理、3D打印設(shè)備以及應(yīng)用范圍有大致的了解，便于后續(xù)的學(xué)習(xí)。

“淺出”就是通過(guò)做些有趣味性、引發(fā)聯(lián)想、充分結(jié)合課程的簡(jiǎn)單小實(shí)驗(yàn)、小制作使得學(xué)生加深對(duì)3D打印的認(rèn)識(shí)和理解。此外，在教學(xué)中應(yīng)使用自由、輕松的教學(xué)方式以提高學(xué)生的興趣，使學(xué)生產(chǎn)生成就感，形成教學(xué)的良性循環(huán)，在平時(shí)的教學(xué)中，可以定期將學(xué)生設(shè)計(jì)的3D建模圖形打印出來(lái)進(jìn)行展示，既能讓學(xué)生體驗(yàn)到成就感，也能通過(guò)作品的制作讓學(xué)生完整體會(huì)到3D打印的魅力。

五、結(jié)語(yǔ)

3D打印課程的目的是將3D打印作為學(xué)生通往興趣愛好的一座“橋梁”，而非僅作為一門來(lái)自于課堂又終結(jié)于課堂的課程。在教學(xué)上，可以根據(jù)學(xué)校自身的特點(diǎn)、教師的特長(zhǎng)等設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)、小制作，靈活開設(shè)課程。而在建設(shè)3D打印課程的體系中，需要多方協(xié)調(diào)，更可引入外部合作力量，形成良好的教學(xué)和研究氛圍。同時(shí)隨著3D打印技術(shù)、人工智能技術(shù)等信息技術(shù)的不斷發(fā)展，如何不斷發(fā)展和變革我們的課堂教學(xué)及評(píng)價(jià)手段、數(shù)據(jù)化直觀顯示過(guò)程，是我們需要持續(xù)重視和不斷探究的重要課題，與國(guó)際接軌培養(yǎng)具有全球視野的多元化科技人才是我們的共同責(zé)任和目標(biāo)。

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