綜合實踐活動中3D打印課程的實踐探討

費莉

【摘要】在教育改革與教育創(chuàng)新的現(xiàn)實背景下，3D打印這一新興學(xué)科也進入到綜合實踐課堂中。作為一門新興的課程，3D打印課程教學(xué)實踐仍舊處于實踐完善中。為此，對昆山校外實踐基地3D打印課程的教學(xué)探索進行了闡述，希望為綜合實踐活動3D打印課程的開發(fā)與實施起到拋磚引玉的作用。

【關(guān)鍵詞】綜合實踐活動 3D打印 課程設(shè)計 新媒體聯(lián)盟《地平線報告》（2015年基礎(chǔ)教育版）將3D打印列為未來2～3年技術(shù)驅(qū)動K12教育的重要趨勢。昆山市未成年人素質(zhì)教育校外實踐基地作為市未成年人素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力的教育場所，緊跟教育改革節(jié)奏將3D打印課程引進了綜合實踐活動課程中。于2016年購置10套3D打印設(shè)備、20臺電腦作為3D打印課程的硬件準(zhǔn)備。軟件上廠家派了技術(shù)人員對相關(guān)老師進行了初步的技術(shù)培訓(xùn)?；亟處熢谔剿?D打印技術(shù)的過程中確定了合適的設(shè)計軟件，并對3D打印課程的開設(shè)、課堂的教學(xué)及課程評價進行了探討。現(xiàn)將課程教學(xué)的過程予以分享，以期為綜合實踐活動的3D打印課程的開發(fā)與實施起到拋磚引玉的作用。

一、3D打印課程在綜合實踐活動教學(xué)中的定位

綜合實踐教育不同于傳統(tǒng)教育，學(xué)生在實踐基地所上的課程，基本是一堂課就是一個獨立的項目，它不存在課堂時間的延續(xù)性。實踐基地提供了一個學(xué)校、家庭、社會無法提供的育人形式相對開放的場所，其強大功能不在于育人，而在于開拓了育人的視野，對于教育者來說是反思當(dāng)前教育的一個實踐場所，對于學(xué)生來說可能是一生值得回憶的真正的認(rèn)識自我的經(jīng)歷。3D打印是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，使用粉末狀的金屬或者塑料作為主要的材料，利用逐層打印的方式構(gòu)造出模型所對應(yīng)的物體。在綜合實踐活動中引入3D打印課程，主要是培養(yǎng)中小學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高中小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。通過激發(fā)學(xué)生的想象力，讓學(xué)生參與并見證想法變成現(xiàn)實的設(shè)計開發(fā)過程。

二、3D打印課程在綜合實踐活動教學(xué)中的實施

1.獲取軟硬件支撐

在綜合實踐活動教學(xué)中，要想開設(shè)3D打印這一課程，首先就需要合理選擇設(shè)計軟件。隨著技術(shù)的日益發(fā)展，3D打印軟件的設(shè)計也順應(yīng)青少年的年齡特征及學(xué)習(xí)能力，越發(fā)的簡單易學(xué)。如比較貼近中小學(xué)生思維能力的123D Design，3D One軟件。

對于硬件，在購置好相應(yīng)3D打印硬件的基礎(chǔ)上請專業(yè)的3D打印機銷售人員做好打印前準(zhǔn)備工作、打印過程的操作以及遇到簡單故障處理的培訓(xùn)。

2.課程設(shè)置

以3D One打印軟件及內(nèi)嵌于該軟件的社區(qū)網(wǎng)站作為依托，設(shè)計了適合來實踐基地參加活動的學(xué)生學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)的流程?？紤]到綜合實踐活動的特殊性，對于3D打印課程的設(shè)計與實踐主要明確三個問題：教什么、怎么教、教到何種程度。

（1）教什么

課程教師借助了3D One這種簡單易學(xué)易上手的打印軟件進行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計。不是讓學(xué)生花大量時間學(xué)會軟件設(shè)計，也不是一定要打印出設(shè)計的模型，而是旨在讓學(xué)生思維靈活，視野開闊。

（2）怎么教

本著3D打印教學(xué)就是將想象數(shù)字化，將數(shù)字有形化的教學(xué)原則，根據(jù)課程的目標(biāo)定位，課堂教學(xué)的總體思路定為：確定主題-學(xué)生設(shè)想-操作實踐-作品展示與評價。隨著信息技術(shù)高速的發(fā)展，信息化教學(xué)輔助工具也越來越多，學(xué)生對新知識的感受也越來越深入。我們教師在技術(shù)應(yīng)用和技巧傳授上也要相應(yīng)的靈活豐富。具體做法如下：

首先做簡單的3D打印的課程介紹，并展示一個簡單作品的打印過程。啟發(fā)學(xué)生講行主題作品設(shè)計時，學(xué)生可以根據(jù)自己的想象通過搭積木式的簡易操作進行設(shè)計或在已有的模型上進行二次創(chuàng)造。教師在網(wǎng)站上下載已有的模型供學(xué)生參與設(shè)計。在選擇模型案例時教師要選擇得當(dāng)。除了趣味性，還要考慮結(jié)合各個學(xué)科的知識要點。3D打印所融合的各科知識不僅會為學(xué)生提供獲取的興趣，直接的觸感，還會讓學(xué)生的知識記憶更加深刻，學(xué)習(xí)動力更加的增強。力爭讓學(xué)生真正參與到設(shè)計過程中，體現(xiàn)想法實現(xiàn)的神奇。

利用3D One網(wǎng)絡(luò)的共享優(yōu)勢，讓課堂真正“活”起來。學(xué)生可以將設(shè)計好的作品同步上傳到3D One青少年三維創(chuàng)意社區(qū)網(wǎng)站上，教師可以查看學(xué)生作品的進展，欣賞學(xué)生設(shè)計的作品，鼓勵學(xué)生之間進行評論并點贊，調(diào)動學(xué)生們現(xiàn)場交流。

利用3D One網(wǎng)絡(luò)的互動優(yōu)勢，還可以讓課堂時間一直“延續(xù)”，不再受一堂課一個項目的限制。學(xué)生回歸學(xué)校后在網(wǎng)站上可以繼續(xù)進行學(xué)習(xí)，不受地域時間的限制，學(xué)生與教師之間仍然可以通過3D One創(chuàng)意社區(qū)這個網(wǎng)絡(luò)平臺針對一個項目進行交流，對成熟的產(chǎn)品教師可以隨時利用基地上的3D打印機打印出來，并進行實物發(fā)布展示，增加學(xué)生的成就感，拓展學(xué)生的視野，提高師生之間、生生之間的交互。特別優(yōu)秀的學(xué)生可以鼓勵他們參加相應(yīng)的大賽活動，讓對綜合實踐活動項目感興趣的同學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)，將社會實踐項目的學(xué)習(xí)、評價、分享延伸到學(xué)校、家庭、社會，真正做到實踐始于閉營，發(fā)揮實踐基地的示范引領(lǐng)作用。

（3）教到何種程度

對于3D打印課程教學(xué)而言，教學(xué)重點并非是學(xué)生技能掌握到何種程度，而是學(xué)生在學(xué)習(xí)完后能夠?qū)⒅R使用到哪種程度、自主學(xué)習(xí)的程度以及創(chuàng)新的程度。所以，實際教學(xué)中，在保證基本知識技能傳授上，更需要注意的是學(xué)生創(chuàng)造力以及實踐能力的培養(yǎng)。

為此，教師可以給學(xué)生確定一些目標(biāo)，如在學(xué)以致用方面，明確學(xué)生學(xué)習(xí)后能夠?qū)⒆约核氲臇|西在電腦上表達(dá)出來；在自學(xué)能力上，學(xué)生能夠自學(xué)多種方法，且能夠通過與同學(xué)交流或者借助網(wǎng)絡(luò)解決問題；在創(chuàng)新能力上，學(xué)生的作品應(yīng)不局限于教師的示范，而是有創(chuàng)意的想法。

3.創(chuàng)新實踐

3D打印課程的優(yōu)勢所在，主要是因為該課程屬于所對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)是一種新興且在不斷發(fā)展的，其應(yīng)用及研究仍舊處于初始階段，因此學(xué)生部分創(chuàng)新實踐可能會對3D技術(shù)的發(fā)展有一定的推動作用，基于這一層面的作用，可以引導(dǎo)學(xué)生不斷發(fā)揮自己的想象力，通過自主探究或者合作探究創(chuàng)作出一些新的作品。同時因為3D打印技術(shù)能夠還原一些實際生產(chǎn)不出的產(chǎn)品，這也可以為學(xué)生豐富的想象力插上騰飛的翅膀，使得學(xué)生能夠在創(chuàng)作中感受到快樂。

三、結(jié)語

總之，3D打印課程作為一門與高新產(chǎn)業(yè)接軌的學(xué)科，通過課程教學(xué)能夠讓學(xué)生對3D打印技術(shù)的使用獲得一些理解，同時還能夠通過課程教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，這對學(xué)生其它課程的學(xué)習(xí)有重要幫助。因此在綜合實踐活動中開設(shè)3D打印課程，需要教師深化教學(xué)改革，通過實踐探究設(shè)置合理的課程教學(xué)形式，逐漸完善學(xué)科教學(xué)方法，為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]鄭賢.基于STEAM的小學(xué)《3D打印》課程——設(shè)計與教學(xué)實踐研究[J].中國電化教育，2016，（08）：82-86.

[2]李青，王青.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）：29-35.