劉平

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)應(yīng)運而生，在現(xiàn)代中學(xué)信息技術(shù)教育中，3D技術(shù)不僅使原有傳統(tǒng)教學(xué)方法改變，更是教學(xué)模式的創(chuàng)新，幫助學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科的學(xué)習(xí)，極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，學(xué)生的創(chuàng)新思維得到了培養(yǎng)，它是教學(xué)理念和科技創(chuàng)新的完美結(jié)合，將中學(xué)信息技術(shù)教育推向更高水平。本文闡述了三維技術(shù)與信息技術(shù)教育的研究背景，如何將其應(yīng)用于中學(xué)信息技術(shù)教育，以及3 D技術(shù)對中國中學(xué)信息技術(shù)教育未來的影響和可能性，希望具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù) 中學(xué) 信息技術(shù)教育 應(yīng)用分析

在信息時代，多媒體技術(shù)和3D打印技術(shù)已經(jīng)在教育領(lǐng)域發(fā)揮了作用，取得了良好的教學(xué)效果。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)已成為全球受眾的革命性產(chǎn)業(yè)，，特別是在教學(xué)領(lǐng)域，極大的突破學(xué)生的視野，激發(fā)著學(xué)生的邏輯思維，全面提升著學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、3D打印技術(shù)及信息技術(shù)教育現(xiàn)狀

1.3D打印技術(shù)簡介

3.打印技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代，是德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校第一個開發(fā)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的技術(shù)。隨后3D打印在麻省理工大學(xué)得到進(jìn)一步發(fā)展，畢業(yè)生試圖將非傳統(tǒng)材料應(yīng)用于噴墨打印機(jī)，由此創(chuàng)造出了當(dāng)今的3D打印技術(shù)。[1]雖然3D打印技術(shù)可以支持多種材料，但它已廣泛應(yīng)用于珠寶，鞋類，工業(yè)設(shè)計，建筑等領(lǐng)域。同時，其快速成型技術(shù)使其在市場上獨樹一幟，在生產(chǎn)應(yīng)用中具有巨大潛力，但3D打印技術(shù)在教育中的應(yīng)用才剛剛起步。目前還存在如推廣力度不夠、成本比較高等局限性。

2.信息技術(shù)教育現(xiàn)狀

目前，信息技術(shù)在中學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用主要是指具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體和智能化的多媒體計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代信息技術(shù)。在信息技術(shù)領(lǐng)域，計算機(jī)硬件意識和計算機(jī)組裝一直是教學(xué)中的難點之一。在以前的教學(xué)中，由于缺乏硬件，教師只能使用少量設(shè)備給學(xué)生集體觀察和示范。學(xué)生很難近距離直接接觸主板、網(wǎng)卡、內(nèi)存模塊、CPU等。得來的知識總是模模糊糊。而3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，可使這些配件按1：1的模型被打印并分發(fā)給每個學(xué)生，這使得學(xué)生很容易滿足學(xué)生的觸摸，觀察和組裝的愿望。

二、3D打印技術(shù)在中學(xué)信息技術(shù)教育中的應(yīng)用方法

3.打印技術(shù)應(yīng)用到中學(xué)技術(shù)教育中，使學(xué)生的視野更加開闊，契合了素質(zhì)教育教學(xué)的理念和中學(xué)技術(shù)教育的課程目標(biāo)。其應(yīng)用在教學(xué)中可以幫助學(xué)生梳理設(shè)計思路，不斷改進(jìn)設(shè)計方法。具體操作如下：首先，教師需要認(rèn)真選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)3D建模軟件，這必須滿足教學(xué)活動的發(fā)展，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知能力也是必要的，這樣學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下設(shè)計簡單的模型。其次，通過學(xué)生的體驗和學(xué)習(xí)，需要在教師的帶領(lǐng)下盡快掌握3D建模軟件的使用，設(shè)計出學(xué)生自己創(chuàng)造的3D模型。最后，利用3D打印機(jī)展示出學(xué)生的作品，學(xué)生在展示的過程中，會相互交流意見，并進(jìn)行反思，從而積累設(shè)計經(jīng)驗[2]。

本文以3Done建模軟件及教程《3D打印與建模入門》為例，根據(jù)3D打印技術(shù)與教學(xué)的結(jié)合情況，分三階段進(jìn)行說明：

在第一階段的教學(xué)中，學(xué)生在初步學(xué)習(xí)3 D建模軟件后，就可以利用軟件設(shè)計出簡單的造型，比如水杯、花盆、愛心鑰匙扣等，這就說明學(xué)生已經(jīng)具備基本達(dá)到了課程的要求、但是有些學(xué)生的想法更加具有創(chuàng)新意識，在入門操作中無法制作出想要的模型。這時，3D打印來技術(shù)第二階段的進(jìn)階篇就可以滿足學(xué)生DIY的愿望，只要學(xué)生可以想象出物品的形象，它可以在建模軟件中繪制，一旦形成以滿足生產(chǎn)要求，然后使用3D打印機(jī)打印出成品。學(xué)生不僅可以欣賞到藝術(shù)作品，還可以在觀察中提升認(rèn)識能力、陶冶情操，對成品工藝有更加深刻的了解。3D打印技術(shù)應(yīng)用在中學(xué)課堂中，使課程內(nèi)容更加豐富，并且滿足了學(xué)生的創(chuàng)造力培養(yǎng)[3]。

3D打印技術(shù)在第三階段與電子相結(jié)合的教學(xué)中，教師可以為學(xué)生創(chuàng)建創(chuàng)客空間，在學(xué)生的思考和教師的引導(dǎo)下，制作出精美的巡線3D智能車、會呼吸的3D旋律燈和帶手機(jī)遙控的自動感應(yīng)幻彩小夜燈等，給予學(xué)生充分的發(fā)揮空間。

三、3D打印技術(shù)在中學(xué)信息化教育中的影響及發(fā)展前景

3D打印技術(shù)在中學(xué)技術(shù)教育領(lǐng)域的應(yīng)用，使書中的生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，獲得了極好的感知體驗。3D打印在教育教學(xué)中發(fā)揮著巨大的優(yōu)勢，并且產(chǎn)生了較大的影響，具體表現(xiàn)在：

1.激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作熱情

學(xué)生在進(jìn)行物品設(shè)計時，其思維能動性得到了極大的調(diào)動，不斷發(fā)掘著新的元素，是作品更具美感，充滿藝術(shù)氣息。3D打印技術(shù)本身的優(yōu)勢可以作為課堂教學(xué)的新方法。學(xué)生的思維能力和實踐能力相結(jié)合，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.教學(xué)模式的改革

3D打印技術(shù)開辟了教學(xué)新篇章，顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式。在以往的應(yīng)試教育中，學(xué)校很少開設(shè)可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的課程，在大量的理論課程學(xué)習(xí)下，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣難以提升。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)從以學(xué)科為中心成功向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，因此實現(xiàn)了學(xué)生在課堂的主體地位。3D打印技術(shù)引入教學(xué)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗進(jìn)一步升級，更加重視培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，體現(xiàn)出其優(yōu)越性。

3.各學(xué)科的交叉學(xué)習(xí)

3D打印技術(shù)具有視覺教學(xué)的優(yōu)點，調(diào)動了學(xué)生的積極性，使課堂教學(xué)充滿樂趣。3D打印技術(shù)把數(shù)字化的設(shè)計以及虛擬模型在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為實物，比如化學(xué)模型制作、物理模式制作、地理圖形等等，從而實現(xiàn)3D打印技術(shù)與各種學(xué)科的結(jié)合，讓學(xué)生在實際情境中學(xué)習(xí)，近距離觸摸和體驗。

結(jié)語

綜上所述，隨著3D打印技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，其成本也在不斷降低，更多的學(xué)校可以采購該設(shè)備，滿足學(xué)生的探索需求。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以培養(yǎng)學(xué)生的探究意識。它還培養(yǎng)學(xué)生的科技素養(yǎng)。為社會培養(yǎng)出更多的優(yōu)質(zhì)人才。

參考文獻(xiàn)

[1]李青.3D打印：一種新興的學(xué)習(xí)技術(shù)[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2013，（04）：29-30.

[2]王同聚.3D打印技術(shù)在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用與實踐——以中小學(xué)創(chuàng)客教育為例[J].教育信息技術(shù)，2016（6）：11-14.

[3]楊青春.3D打印技術(shù)在中小學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字化用戶，2016（44）.