3D打印

郎帥

摘 要：3D打印無疑是現(xiàn)階段最火的話題之一，它的影響輻射到當(dāng)今的各個(gè)領(lǐng)域，給生產(chǎn)和生活帶來了巨大改變。把3D打印技術(shù)引入中學(xué)的信息技術(shù)課堂能夠充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢(shì)，有助于培養(yǎng)和鍛煉中學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展和3D打印機(jī)器、耗材成本的不斷降低，3D打印必將給信息技術(shù)課堂帶來新的動(dòng)力。

關(guān)鍵詞：3D打印；建模；創(chuàng)新能力

3D打印無疑是現(xiàn)階段最火的話題之一，從1986年Charies Hull開發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D打印機(jī)到如今3D打印技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的普及和發(fā)展，它對(duì)我們生活的生產(chǎn)和生活帶來了巨大改變。

既然3D打印的影響面如此之廣，我們的信息技術(shù)課堂是否可以引入它對(duì)原有內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和完善呢？答案是肯定的。在國內(nèi)，一些發(fā)達(dá)地區(qū)的學(xué)校已經(jīng)把3D打印帶入了中小學(xué)的信息技術(shù)課堂，并且取得了不錯(cuò)的成果，孩子們對(duì)這種新興科技都非常感興趣。

3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車、航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

了解了3D打印的基本原理，它的融入能夠給信息技術(shù)課堂和中學(xué)生帶來什么好處呢？

一、有利于鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力

要建立一個(gè)模型，先要把模型在頭腦中進(jìn)行構(gòu)思，之后分解、切割，最后在軟件中用各種模塊實(shí)現(xiàn)重組，這個(gè)從分解到組合的過程對(duì)學(xué)生邏輯思維能力的提升有很大幫助。

二、有利于其他學(xué)科的學(xué)習(xí)

要想進(jìn)行3D打印，學(xué)生必須先通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)或者計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件對(duì)自己所想象的模型進(jìn)行建模，雖然現(xiàn)在針對(duì)3D打印有很多簡易的建模軟件，操作起來比較方便，但是要想建立一個(gè)自己所設(shè)計(jì)的模型還需要強(qiáng)化自己的空間感。結(jié)合立體幾何的知識(shí)，這無形之間可以督促學(xué)生接觸更多立體幾何的相關(guān)知識(shí)，對(duì)數(shù)學(xué)中立體幾何的學(xué)習(xí)幫助是很大的。

學(xué)生還可以根據(jù)生物、地理等課程中所學(xué)的知識(shí)制作出動(dòng)植物模型、地容地貌模型或者分子結(jié)構(gòu)模型等，不僅提高了他們的動(dòng)手能力，而且有利于加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

三、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

對(duì)創(chuàng)造性思維的研究成果表明：初中階段孩子的創(chuàng)造性思維能力隨著年級(jí)的增長不斷提高，他們具有強(qiáng)烈的求知欲和探索精神，興趣廣泛、思維活躍，喜歡別出心裁，有強(qiáng)烈的創(chuàng)造欲望。而3D打印的最大優(yōu)勢(shì)就是“只有想不到，沒有打不出”，學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的想象力來創(chuàng)作各種各樣的模型。

四、培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力

我們?nèi)粘Ｓ玫?D打印機(jī)往往打不出很大的實(shí)物，但是能夠解決生活中的很多實(shí)際問題，比如筆帽丟了、墻上的掛鉤壞了等小問題完全可以讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一款喜歡的筆帽或者掛鉤這類簡單的個(gè)性化生活用具，來豐富我們的課余生活。

3D打印技術(shù)涉及的建模知識(shí)并不是中小學(xué)信息技術(shù)教師必備的基礎(chǔ)知識(shí)技能，如果沒有經(jīng)過培訓(xùn)的教師僅憑借自己的研究來進(jìn)行教學(xué)，效果肯定大打折扣，所以學(xué)校可以與專門研究3D打印的公司或者機(jī)構(gòu)聯(lián)合來做這件事——學(xué)校購買器材，公司提供技術(shù)支持，并指派專業(yè)講師在校內(nèi)開展培訓(xùn)。首期參加培訓(xùn)的除了信息技術(shù)專業(yè)的教師還可以邀請(qǐng)其他科目有興趣的教師參加，培訓(xùn)內(nèi)容主要涉及建模的基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)軟件的使用，常用的建模實(shí)例的講解，3D打印機(jī)的使用與維護(hù)等，同時(shí)也鼓勵(lì)對(duì)建模和3D打印感興趣的小部分學(xué)生參與進(jìn)來。經(jīng)過培訓(xùn)，學(xué)校的信息技術(shù)教師已經(jīng)基本掌握了建模的要領(lǐng)，能夠熟練使用3D打印機(jī)了，這個(gè)時(shí)候可以征求一些參加過培訓(xùn)的學(xué)生的意見和看法，結(jié)合本校學(xué)生的實(shí)際情況，在公司的配合下編寫出適合本校學(xué)生層次的3D打印教材。

當(dāng)其他科目的老師帶著自己打印出的3D模型進(jìn)行日常教學(xué)時(shí)，當(dāng)前期參與培訓(xùn)的同學(xué)拿著自己打印出的3D模型和其他同學(xué)分享喜悅時(shí)，必定會(huì)引起更多學(xué)生的興趣，使得他們也想親自動(dòng)手試一試。此時(shí)才是3D打印課程真正走入我們信息技術(shù)課堂常規(guī)化教學(xué)的最好時(shí)機(jī)。信息技術(shù)教師可以在教學(xué)過程中不斷對(duì)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和加工，以達(dá)到最好的教學(xué)效果。

3D打印課程不僅僅是讓學(xué)生熟悉一兩款建模軟件、學(xué)會(huì)使用3D打印機(jī)器來打印模型，更重要的是對(duì)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新精神的鍛煉和培養(yǎng)。教師應(yīng)該給學(xué)生留出更多想象的空間，使他們充分發(fā)揮自己的想象力，而不僅是讓他們緊跟老師完成制訂好的教學(xué)任務(wù)。

隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展和3D打印機(jī)器、耗材成本的不斷降低，相信3D打印技術(shù)能夠很快得到普及和發(fā)展，不斷給我們的信息技術(shù)課堂帶來新的動(dòng)力。

編輯 孫玲娟