程吉慧

3D打印作為一項先進(jìn)的制造技術(shù)，正在快速改變我們的生產(chǎn)和生活方式，并將爆發(fā)出巨大的生命力。隨著3D打印技術(shù)的不斷完善和進(jìn)步，3D打印從象牙塔里的高科技發(fā)展成為融入學(xué)校、家庭和社會教育常態(tài)的具有革命性影響的技術(shù)，成為技術(shù)支持教育應(yīng)用創(chuàng)新不可或缺的元素。目前，3D打印在教學(xué)中的應(yīng)用主要有三種模式：一是制作可視化的教具、學(xué)具，二是幫助學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實踐，三是用于強化課堂交互活動和協(xié)作學(xué)習(xí)。3D打印技術(shù)在教育領(lǐng)域，特別是中小學(xué)中的實際應(yīng)用仍存在很大的研究空間。

近幾年，我校借濟南市“十三五”規(guī)劃課題的東風(fēng)，展開了“小學(xué)中高年級3D打印項目開發(fā)”課題研究，為我校的3D社團活動打出了一條創(chuàng)新之路。

一、3D打印項目主線的創(chuàng)新

2015年6月，濟南市機場小學(xué)就被山東省教育學(xué)會教育信息化專業(yè)委員會授予“3D創(chuàng)新工作室”。2016年4月，濟南市機場小學(xué)作為槐蔭區(qū)唯一一所山東省3D打印項目學(xué)校被評為濟南市首屆中小學(xué)創(chuàng)客空間工作室。2017年，我校的3D打印社團已基本步入正軌。2015年到2018年之間，上級教育部門組織的創(chuàng)客比賽活動特別多，所以，3D打印社團活動主題多數(shù)來自比賽內(nèi)容。比如，“可變形多功能臺燈”“硬幣存儲盒”等。另一方面，來自學(xué)生自己平時的創(chuàng)意，社團老師設(shè)計了創(chuàng)意卡，讓學(xué)生把自己的創(chuàng)意隨時記錄下來，再一起研究創(chuàng)意的可行性。

從2019年開始，3D打印比賽越來越少，“我們打印什么？”“我們?yōu)槭裁匆蛴　背蔀檎n題組老師共同的困惑，課題組老師都感覺打印項目主題這條線很不清晰，沒有一個抓手。2018年9月，經(jīng)過三位課題組成員多次研討，立足于濟南市機場小學(xué)的實際情況，順應(yīng)時代發(fā)展，依托泉城濟南豐富的自然、人文和歷史資源，圍繞“走進(jìn)泉城生態(tài)”“穿越泉城歷史”和“漫步泉城建筑”三大項目板塊，開發(fā)跨學(xué)科3D打印項目。

二、3D打印項目模板的創(chuàng)新

社團活動初期，我們只有學(xué)生的學(xué)習(xí)手冊，模板也比較簡單，共有五個環(huán)節(jié)——預(yù)習(xí)時長，學(xué)習(xí)時間，預(yù)習(xí)目標(biāo)，生成目標(biāo)，反饋目標(biāo)，主要是讓學(xué)生記錄自己的學(xué)習(xí)成果。

隨著3D打印項目板塊的確立，課題組成員認(rèn)真打磨了自己負(fù)責(zé)的項目，仔細(xì)推敲了3D打印項目模板，最終確定3D打印項目模板共分為五個環(huán)節(jié)，四個板塊，五個環(huán)節(jié)分別是“項目意圖”“項目目標(biāo)”“項目重難點”“項目準(zhǔn)備”“項目活動過程”;四個板塊是“創(chuàng)設(shè)情境項目發(fā)布”“小組合作自主探究”“展示交流拓展延伸”“活動評價歸納總結(jié)”。

1.項目意圖

項目意圖也就是項目的初衷，即依托三大項目板塊所確定的項目主題的緣由。比如，我們依托“走進(jìn)泉城生態(tài)”項目板塊想到了濟南的市花——荷花?！八拿婧苫ㄈ媪?，一城山色半城湖”就是對老濟南的真實寫照。可不可以讓濟南的市花在我們3D打印社團成員的3D打印筆下栩栩如生？既能增強學(xué)生熟練操作打印筆的技能，又能增強學(xué)生對家鄉(xiāng)的熱愛之情。

2.項目目標(biāo)

項目目標(biāo)即通過項目活動使學(xué)生獲得哪些收獲和提高。例如，《探秘泉城市花——荷花》項目目標(biāo)。

（1）通過搜集資料，使學(xué)生了解濟南的市花——荷花的特點，從而激發(fā)學(xué)生熱愛家鄉(xiāng)之情。通過觀察荷花的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和想象能力。

（2）通過操作活動，使學(xué)生在愉悅的氛圍中初步認(rèn)識3D打印筆，了解3D打印筆的基本原理并尋找適合的模具操作打印筆完成荷花的制作。

（3）通過此次項目活動，激發(fā)學(xué)生的打印興趣，啟迪他們的創(chuàng)造意識，培養(yǎng)他們用創(chuàng)新視角分析、解決問題的能力，提高他們的信息及綜合素養(yǎng)。

3.項目重難點

項目在實施過程中遇到的技術(shù)重點和難以解決的地方。例如，《探秘泉城市花——荷花》項目重點：3D 打印筆的使用方法和技巧。項目難點：荷花花瓣的打印方法。

4.項目準(zhǔn)備

項目在實施過程中需要用到的所有東西。例如，《探秘泉城市花——荷花》項目準(zhǔn)備：3D 打印筆、電腦、剪刀、細(xì)口鉗、雞蛋、香蕉、卡紙等。

5.項目活動過程

一個項目一般用2～4個課時。項目活動又分為四個模塊。

*創(chuàng)設(shè)情境項目發(fā)布。

*小組合作自主探究。

*展示交流拓展延伸。

*活動評價歸納總結(jié)。

經(jīng)過一段時間的試驗，這個模板還是很好用的，大大提高了社團活動的效率。

三、3D打印硬件、軟件的不斷豐富與完善

2016年我校就配備了兩臺3D打印機，社團主要成員都是六年級的學(xué)生。從六年級開始，信息技術(shù)課就有3D建模軟件——Cnstu3D的學(xué)習(xí)了，所以，六年級的學(xué)生對3D打印更容易上手。

Cnstu3D建模軟件是一款適合小學(xué)高年級學(xué)生學(xué)習(xí)的建模軟件，但是它有個弊端，就是建好的模型無法保存成stl格式，3D打印機不識別。目前，社團都是教3Dmax建模軟件，這款軟件對于小學(xué)高年級學(xué)生來說也比較容易掌握。六年級學(xué)生面臨畢業(yè)，學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)比較重，而且一年的周期實在太短，所以，我們把社團成員放寬到4～6年級。對于4年級學(xué)生來說，建模軟件難度有點大，在劉校長的大力支持下，我校又購進(jìn)了適合中年級學(xué)生用的3D打印筆。3D打印筆簡單易學(xué)，很受社團成員的歡迎。3D打印筆和3D打印機的結(jié)合，使我校3D打印社團活動搞得有聲有色。

3D打印項目開發(fā)研究，豐富了學(xué)校校本課程體系，為滿足不同學(xué)生的發(fā)展需求，給每一個學(xué)生提供廣闊的發(fā)展空間。我們學(xué)校已經(jīng)形成了文、體、藝、科技類的校本課程，包括書法、擊劍、版畫、機器人等，3D打印校本教材的從無到有，豐富了我?？萍碱愋１菊n程體系，為我校社團發(fā)展打出了一條創(chuàng)新之路。