程吉慧

3D打印作為一項(xiàng)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(huì)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(shí)踐，三是用于強(qiáng)化課堂交互活動(dòng)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(shí)際應(yīng)用仍存在很大的研究空間。

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

一、3D打印項(xiàng)目主線的創(chuàng)新

2015年6月，濟(jì)南市機(jī)場(chǎng)小學(xué)就被山東省教育學(xué)會(huì)教育信息化專業(yè)委員會(huì)授予“3D創(chuàng)新工作室”。2016年4月，濟(jì)南市機(jī)場(chǎng)小學(xué)作為槐蔭區(qū)唯一一所山東省3D打印項(xiàng)目學(xué)校被評(píng)為濟(jì)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(tuán)已基本步入正軌。2015年到2018年之間，上級(jí)教育部門組織的創(chuàng)客比賽活動(dòng)特別多，所以，3D打印社團(tuán)活動(dòng)主題多數(shù)來自比賽內(nèi)容。比如，“可變形多功能臺(tái)燈”“硬幣存儲(chǔ)盒”等。另一方面，來自學(xué)生自己平時(shí)的創(chuàng)意，社團(tuán)老師設(shè)計(jì)了創(chuàng)意卡，讓學(xué)生把自己的創(chuàng)意隨時(shí)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(xiàng)目主題這條線很不清晰，沒有一個(gè)抓手。2018年9月，經(jīng)過三位課題組成員多次研討，立足于濟(jì)南市機(jī)場(chǎng)小學(xué)的實(shí)際情況，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，依托泉城濟(jì)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(xiàng)目板塊，開發(fā)跨學(xué)科3D打印項(xiàng)目。

二、3D打印項(xiàng)目模板的創(chuàng)新

社團(tuán)活動(dòng)初期，我們只有學(xué)生的學(xué)習(xí)手冊(cè)，模板也比較簡(jiǎn)單，共有五個(gè)環(huán)節(jié)——預(yù)習(xí)時(shí)長(zhǎng)，學(xué)習(xí)時(shí)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(xiàng)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(xiàng)目，仔細(xì)推敲了3D打印項(xiàng)目模板，最終確定3D打印項(xiàng)目模板共分為五個(gè)環(huán)節(jié)，四個(gè)板塊，五個(gè)環(huán)節(jié)分別是“項(xiàng)目意圖”“項(xiàng)目目標(biāo)”“項(xiàng)目重難點(diǎn)”“項(xiàng)目準(zhǔn)備”“項(xiàng)目活動(dòng)過程”;四個(gè)板塊是“創(chuàng)設(shè)情境項(xiàng)目發(fā)布”“小組合作自主探究”“展示交流拓展延伸”“活動(dòng)評(píng)價(jià)歸納總結(jié)”。

1.項(xiàng)目意圖

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

2.項(xiàng)目目標(biāo)

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

（1）通過搜集資料，使學(xué)生了解濟(jì)南的市花——荷花的特點(diǎn)，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(dòng)，使學(xué)生在愉悅的氛圍中初步認(rèn)識(shí)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(xiàng)目活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的打印興趣，啟迪他們的創(chuàng)造意識(shí)，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(xiàng)目重難點(diǎn)

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

4.項(xiàng)目準(zhǔn)備

項(xiàng)目在實(shí)施過程中需要用到的所有東西。例如，《探秘泉城市花——荷花》項(xiàng)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(xiàng)目活動(dòng)過程

一個(gè)項(xiàng)目一般用2～4個(gè)課時(shí)。項(xiàng)目活動(dòng)又分為四個(gè)模塊。

*創(chuàng)設(shè)情境項(xiàng)目發(fā)布。

*小組合作自主探究。

*展示交流拓展延伸。

*活動(dòng)評(píng)價(jià)歸納總結(jié)。

經(jīng)過一段時(shí)間的試驗(yàn)，這個(gè)模板還是很好用的，大大提高了社團(tuán)活動(dòng)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(tái)3D打印機(jī)，社團(tuán)主要成員都是六年級(jí)的學(xué)生。從六年級(jí)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(jí)的學(xué)生對(duì)3D打印更容易上手。

Cnstu3D建模軟件是一款適合小學(xué)高年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)的建模軟件，但是它有個(gè)弊端，就是建好的模型無法保存成stl格式，3D打印機(jī)不識(shí)別。目前，社團(tuán)都是教3Dmax建模軟件，這款軟件對(duì)于小學(xué)高年級(jí)學(xué)生來說也比較容易掌握。六年級(jí)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(shí)在太短，所以，我們把社團(tuán)成員放寬到4～6年級(jí)。對(duì)于4年級(jí)學(xué)生來說，建模軟件難度有點(diǎn)大，在劉校長(zhǎng)的大力支持下，我校又購(gòu)進(jìn)了適合中年級(jí)學(xué)生用的3D打印筆。3D打印筆簡(jiǎn)單易學(xué)，很受社團(tuán)成員的歡迎。3D打印筆和3D打印機(jī)的結(jié)合，使我校3D打印社團(tuán)活動(dòng)搞得有聲有色。

3D打印項(xiàng)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(gè)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(jī)器人等，3D打印校本教材的從無到有，豐富了我校科技類校本課程體系，為我校社團(tuán)發(fā)展打出了一條創(chuàng)新之路。