王偉

【摘 要】3D打印是近年來研究較熱的一項技術，它在教育中得到了逐步應用。如果能夠將其引入中學信息技術教學中，肯定會對中學信息技術教學產生諸多益處。近兩三年，國內北京、上海和廣州等越來越多的學校，開始探索將3D打印技術應用到教育領域中，把3D打印系統(tǒng)與教學體系相整合，受到了廣大師生的喜愛。作為內地的重慶學校，這方面還處于起步階段?；谶@樣的背景，為順應時代的發(fā)展需求，不斷提高學生的信息技術核心素養(yǎng)，筆者開展了3D打印在高中信息技術課程中的應用研究。

【關鍵詞】3D打印；信息技術課程；應用研究

一、問題的提出

教育只有與時俱進，才能有所突破。在教學的實踐中，筆者發(fā)現，高中信息技術教學，在一定的范圍內重復了小學、初中教學內容，難以激發(fā)學生的學習興趣。例如：傳統(tǒng)的Office辦公軟件Word、Excel和PowerPoint，在小學、初中教學中學生已有一定程度的學習，在高中階段他們仍然在繼續(xù)學習這方面的內容，學生對這些內容的學習興趣不高，他們希望能夠更深入地學習一些與現代技術接軌的新知識、新技術。隨著科學技術的發(fā)展，各種先進技術在中學信息技術教學中的應用越來越廣泛。

二、研究的目標、主要內容及過程

（一）研究目標

研究聚焦高中信息技術課堂教學特點和目前教學過程中存在的問題，主要將三維設計與3D打印嵌入到高中信息技術課堂，激發(fā)學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，提升學生信息技術核心素養(yǎng)。

（二）主要內容及過程

1.三維設計與3D打印理論研究

學習當前先進的三維設計與3D打印理論和實踐經驗，認識三維設計與3D打印在高中信息技術課堂教學中的重要性，尋找適合高中學生開展三維設計的建模軟件，為3D打印技術在高中信息技術課程中的應用提供技術支持。

2.三維設計與3D打印實踐研究

通過多樣化的教學方式、個性化的教學行為，激勵教師將三維設計與3D打印嵌入高中信息技術課堂教學，激發(fā)教學活力。通過交流與討論，在三維設計與3D打印嵌入內容、嵌入時機、嵌入技巧等方面形成實踐經驗，不斷總結和反思。引導學生創(chuàng)造性地進行3D建模設計，將自己的設想轉變?yōu)楝F實，作一名“創(chuàng)客”實踐者。

3.構建3D打印陳列室

將師生制作的優(yōu)秀三維模型通過3D打印變?yōu)閷嶓w模型，從而構建3D打印陳列室。同時，利用3D打印模型輔助師生教與學。

4.編寫3D打印校本教材

在課堂教學的基礎上，總結第一手教學資料，形成3D打印校本教材一本，為今后學校開展“創(chuàng)客”教育和3D打印教學提供教輔資料。

5.通過3D打印教學實踐，提升學生設計與創(chuàng)造能力

培養(yǎng)學生信息技術核心素養(yǎng)與創(chuàng)新能力。攜手3D打印，促進師生共同成長。

三、研究成果

1.通過兩年的研究，筆者從3D打印零基礎上，通過不斷的學習，在邊學邊做的過程中，尋找到了3Done這款非常適合中小學生進行三維設計制作的軟件

學生通過學習知道了什么是三維設計，了解了3D打印機的工作基本原理；學會了三維建模，探索解決生活中的問題。三維設計與打印技術帶給學生“學習方式”新的思考，讓抽象的教學概念更加容易理解，激發(fā)學生對工程設計創(chuàng)意的興趣，帶來實踐與理論、知識與思維、現實與未來三方面的相互結合。

2.在三維設計與3D打印教學中嵌入“微課”，培養(yǎng)學生的自主學習能力，提高課堂教學效果

學會學習是學生核心素養(yǎng)的又一重要組成部分。主要表現為個體在學習態(tài)度、方式、方法、進程等方面的選擇、評估與調控。自主學習是學會學習的重要組成部分，為學生終生學習發(fā)展奠定堅實的基礎。在3D打印教學中如何培養(yǎng)學生的自主學習能力呢？筆者將“微課”嵌入到三維設計與3D打印課程教學中。具體操作方法是將3Done的基本命令操作做成“微課”讓學生們課前預習。學生可以隨時去觀看，不受時間的限制。通過課前的預習，學生熟悉了基本操作，提高了學習的興趣，在課堂上的表現比以往更加積極主動。將課堂練習典型案例做成“微課”，供學生課堂學習。學生可以根據自己的需求選擇暫停、重復和快進，完全不必像以往教學中，教師要照顧各種程度不同的學生，現在，學生完全可以按自己的節(jié)奏自主學習。教師課堂上要講的內容減少了，有更多的時間去引導需要幫助的同學，有更多的機會去發(fā)現學生學習中存在的問題，節(jié)約了大量的課堂時間，提高了教師的教學效率。將課后拓展案例做成“微課”，供學生們課后探究學習。教師引導他們參與討論，理清思路，攻克難點，激發(fā)創(chuàng)新思維，改變觀念。

四、研究效果

3D打印將設計模型轉變?yōu)閷嶓w，提高了學習者的學習興趣。將3D打印技術運用到教育領域中，把3D打印系統(tǒng)與教學體系相整合。一方面，3D打印機提高了學生在掌握技術方面的優(yōu)勢和學生的科技素養(yǎng)；另一方面，利用3D打印機打印出來的各種三維立體模型，顯著提高了學生的設計創(chuàng)新能力。

如果讓3D打印走進課堂，學生的創(chuàng)新能力和動手實踐能力就可以得到訓練，不但將學生的創(chuàng)意、想象變?yōu)榱爽F實，還培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，提升了學生的信息技術核心素養(yǎng)，進而形成了學生個人終生發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，促進了學生全面而富有個性的發(fā)展。