3D打印技术在小学创客教育中的应用与探索

王卫坚

【摘要】3D打印技术最早出现在20世纪90年代中期，而2013年伊始，3D打印技术突然成为人们关注的热点，由工业、建筑、军事等应用领域逐渐走向民用领域。在不久的将来，小学创新课程必然会因为3D打印技术的普及而展现出全新的形式。本文在分析3D打印技术原理与特点的基础上，探讨3D打印在小学教育中的初步应用。

【关键词】3D打印 小学创客教育 社团活动

【中图分类号】G623 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）46-0217-01

一、什么是3D打印

3D打印，即一种快速成型的技术，它被喻为是第三次工业革命的核心技术之一，是一种以数字模型文件为基础，运用PLA、ABS或粉末、金属、塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常用于模具制造、工业设计等领域的模型制造，后逐渐用于一些产品的直接制造，目前已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

二、3D打印课程对学生的影响

首先3D打印技术可以给学生的“学习方式”带来新的思考，让抽象的教学概念更加容易理解，可以激发学生对科学、数学尤其是工程和设计创意的兴趣，带来实践与理论、知识与思维、现实与未来三方面的相互结合。

具体表现为：（1）通过3D打印，让学生的想象更容易变成现实，培养学生的创新意识，鼓励学生的创新实践。（2）学习运用简易建模软件，发展学生立体空间思维。（3）通过3D打印实体的触觉过程，为学生建立一种新型的学习通道。（4）选择贴近生活的建模主题，培养学生解决生活实际问题的能力。

三、选择合适的教学软件

欧特克公司（推出过知名的AutoCAD）发布的一套适用于普通用户的建模软件Autodesk 123D。该系列软件为用户提供多种方式生成3D模型：用最简单直接的拖拽3D模型并进行编辑的方式进行建模；或者直接将拍摄好的数码照片在云端处理为3D模型；如果你喜欢自己动手制作，123D系列软件同样为爱动手的用户提供了多种方式来发挥自己的创造力。不需要复杂的专业知识，任何人都可以轻松使用123D系列产品。

参与者由完全陌生到熟练运用仅用了5节课的时间，从建模理论和方法及个人掌握度方面来看，其高效建模性和简单易操作的特点特别适合于小学学生。

笔者在上123D的第一堂社团课上演示了一个简单的、但造型非常优美的花瓶制作方法，其过程仅仅用了不到两分钟的时间，孩子们的学习兴趣就被瞬间激发出来，在老师一放开广播软件，好多同学就迫不及待地设计起来，而令人惊奇也是意料之中的是孩子们想象力和创造力的确非同一般，在一节课的最后，孩子们都能设计出多种造型独特、极具创新性的花瓶造型了。实践证明，123D的快速建模功能能够给学生带来欢乐，由此活跃了课堂氛围。经过近一年的学习，孩子们通过十几个不同作品的制作，在“润物系无声”中学会了123D软件的操作，同时也能利用相应的切片软件将将设计模型导出、切片，更重要的是在完成教师提供的样品任务后，孩子们更能发挥自己的想象力和创造力，设计出诸如科学、环保、生肖、纪念币等主题模型，既对已有知识进行举一反三，还能根据学校特色活动设计相关作品，也促进了其他学科的学习。

四、教学中应把握的方向

小学四到六年级的学生，发散思维力强，想象力丰富，活泼好动，接受新鲜事物的能力强，因此这一阶段的3D打印教学应以“感性认识”与“培养想象力”作为小学教学的方向。而在真正的教学中，3D打印课程的设置要注意“浅入浅出”。所谓的“浅入”，就是用生动活泼、浅显易懂的语言对3D打印的原理和3D打印机进行简单的介绍，让学生在感性上对3D打印、3D建模等知识有个初步的认识，对打印原理、3D打印设备以及应用范围有大致的了解，便于后续的学习。

“浅出”就是通过做些有趣味性、引发联想、充分结合课程的简单小实验、小制作使得学生加深对3D打印的认识和理解。此外，在教学中应使用自由、轻松的教学方式以提高学生的兴趣，使学生产生成就感，形成教学的良性循环，在平时的教学中，可以定期将学生设计的3D建模图形打印出来进行展示，既能让学生体验到成就感，也能通过作品的制作让学生完整体会到3D打印的魅力。

五、结语

3D打印课程的目的是将3D打印作为学生通往兴趣爱好的一座“桥梁”，而非仅作为一门来自于课堂又终结于课堂的课程。在教学上，可以根据学校自身的特点、教师的特长等设计小实验、小制作，灵活开设课程。而在建设3D打印课程的体系中，需要多方协调，更可引入外部合作力量，形成良好的教学和研究氛围。同时随着3D打印技术、人工智能技术等信息技术的不断发展，如何不断发展和变革我们的课堂教学及评价手段、数据化直观显示过程，是我们需要持续重视和不断探究的重要课题，与国际接轨培养具有全球视野的多元化科技人才是我们的共同责任和目标。

参考文献：

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