3D打印課程開展初探

席菲菲

摘要：3D打印設計近幾年逐漸進入了中小學課堂，在教育領域受到了越來越多人的關注。考慮到3D打印技術在貴州教育的應用還處于基礎階段和3D打印課程開展的意義，以筆者所在學校的學生為研究對象，從課程開展的核心、形式、評價方式和效果上探討3D打印課程的開展。

關鍵詞：3D打印；課程開展；創意

一、3D打印概述

3D打印，是一種以三維數字形式立體構造物理對象的一種快速成型技術（Rapid Prototyping， RP），原理是先將實體模型分為若干薄層，每次打印材料生成一個薄層，通過塑料或粉末狀金屬等可粘合材料，層層疊加生成物體，這已成為當前增材制造（Additive Manufacturing， AM）技術的主要存在形態。隨著技術的不斷發展和價格的降低，3D打印己經滲入到教育、醫療、食品制造、建筑、工藝設計、影視傳媒等多個與人們生活息息相關的領域。

二、3D打印課程開展的意義

1.為學生創新設計提供了思路。

3D打印技術有利于學生創新能力的培養，主要體現在3D打印可以使創意變成現實，可以激發學生的設計興趣。學生掌握3D打印設計后，可以將其應用到學習生活中去，如在研究性學習課上，鼓勵學生參與到發明類和創意類課題，此時學生就可以應用3D技術來實現自己的設計想法。

2.提高了學生的空間想象能力。

在學習過程中應用3D打印技術，可以使得抽象的知識形象化，學生更易理解掌握。如數學中三視圖的繪制，生物中DNA雙鏈模型，化學中的分子模型，應用3D打印技術將抽象的圖形轉化成實物后，可以有效解決學生空間想象力不足的問題。

三、3D打印課程初探

1.課程開展的核心——招新納員。

3D打印技術的核心不在技術本身，而在人。開展3D打印課程的第一步就是要找對的人，成立一支強有力的隊伍。找隊伍我主要通過兩種渠道。第一，社團招新，為了更好的在學校開展創客系列活動，我校成立了“俠來俠往創客社”，通過社團海報、3D打印作品展示等系列宣傳招募新生；第二，班級宣講，我們組有10位老師，任教了高一高二所有班級的信息技術課程，每位老師在自己任教的班級大力宣傳3D打印活動激發學生學習的興趣。

2.課程開展的形式。

考慮到我校的開課情況，在征求了學生的意見后，我把3D打印課程開展的時間定在了每周星期四的選修課和星期二、三下午的課外活動時間。

在選修課上，以教師為主導，引導學生學會3D建模設計，并注意培養優秀學生，在課外活動中，采取自愿報名和擇優推選的方式引導學生給學生授課、演示輔導。

3.課程評價方式。

學生完成作品后，必須要有合適的評價機制來激勵學生。在教學實踐中，筆者總結了四種方式。第一，主體評價，由學生自我評價、教師評價構成，有時也可讓家長參與其中。二，競賽評價，學生通過參與競賽增強個人成就感，貴州省已經舉辦了兩屆3D打印設計大賽，在全國中小學電腦制作活動中也有3D設計項目，此外，創客社在每學期也會舉辦校內的3D設計比賽；三，網絡評價，學生通過注冊3Done官網，可上傳3d作品，根據作品的質量可贏得相應的豌豆值，累積到一定量便可換取禮物，這種獎勵機制更能激發學生學習的興趣。同時網絡評價展示的舞臺更大，它是面向全國的。四，市場評價。由于3D打印的材料價格昂貴，不是所有同學設計的作品可以被打印出來，擇優打印并通過社團拍賣的方式會收獲更多熱愛3D打印的同學。

4.課程開展效果。

目前，3D打印設計軟件在中小學被廣泛使用的是中望軟件公司開發的3Done，由于該軟件開發的時間相對較短，網絡學習資源還較少，教師可以立足本校學情，自己開發課件授課，課程開展一段時間后，我發現在3D打印課程中涌現了很多優秀的學生作品，對這些學生，教師鼓勵他們參加相應的競賽活動，以此鍛煉他們各方面的能力。

從2016年6月到2017年6月，我輔導了學生參加了兩屆貴州省3D打印設計創意大賽，均取得了不錯的成績，很多學生都是在選修課中培養的好苗子。在貴州省首屆中小學3D打印設計大賽中，我指導的學生設計的未來汽車作品“超速磁懸浮智能車”和“懸浮穿梭者”獲省級一等獎，“未來汽車type-0”獲省級二等獎；在貴州省第二屆青少年3D打印設計創意大賽中，我指導了11名學生入圍決賽，其中2個獲一等獎，6個二等獎，3個三等獎。這些競賽作品又可以作為3D打印校本教材的實例素材用來輔助教學，形成良性循環，很大程度上激發了學生創作作品的積極性和主動性。

四、結束語

3D打印課程在很大程度上引起了學生對3D打印技術的興趣，學生優秀作品涌現的數量很多，總體來說，3D打印課程的開展開拓了學生設計作品的新思路，為培養學生的創新能力創造了有利的條件。但在開設過程中教師要針對學情設計出適合本校學生學習的3D課程，讓3D課程系統化和規范化，注重3D打印和其他學科和其他創客方面軟硬件的融合，讓3D打印技術不局限于打印模型，而要著眼于解決生活中的實際問題。

參考文獻：

[1]王娟，吳永和，段曄等.3D技術教育應用創新透視[J]現代遠程教育研究，2015，（1）： 62-71.

[2]用3D打印手段培養創造性思維的教學設計研究[D]. 張晶.沈陽師范大學 2016.endprint