農(nóng)村中小學(xué)3D打印教學(xué)存在的問題及應(yīng)對(duì)策略

孫新明

摘要：當(dāng)下，農(nóng)村中小學(xué)3D打印教學(xué)正在迅速發(fā)展，越來越受到重視，日漸成為中小學(xué)信息技術(shù)課程的重要載體，在對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綜合能力的培養(yǎng)上凸顯出一定優(yōu)勢(shì)。但是農(nóng)村中小學(xué)3D打印教學(xué)也存在著一些問題，比如缺乏創(chuàng)新氛圍，學(xué)生多是被動(dòng)接受，3D打印教學(xué)作品設(shè)計(jì)脫離學(xué)生實(shí)際，學(xué)生參與3D打印教學(xué)的程度不夠等問題。為了讓3D打印教學(xué)真正發(fā)揮作用，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)真思考開展3D打印教學(xué)的意義，積極探尋解決這些問題的策略，以提高學(xué)生的思維品質(zhì)和綜合能力。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村中小學(xué)?3D打印?教學(xué)?策略

近年來，農(nóng)村中小學(xué)大力推進(jìn)3D打印教學(xué)，我校也建立了創(chuàng)客教室，成立了3D打印社團(tuán)，開展3D打印教學(xué)。我校積極組織學(xué)生參加縣（區(qū)）、市、省及國(guó)家各級(jí)各類創(chuàng)意創(chuàng)新大賽，并且取得了驕人的成績(jī)。同時(shí)，在開展3D打印教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)了許多問題，面對(duì)這些問題，我們從認(rèn)真思考開展3D打印教學(xué)的意義出發(fā)，積極探尋解決這些問題的策略，而不是僅僅以競(jìng)賽成績(jī)作為我們開展活動(dòng)的目標(biāo)，真正實(shí)現(xiàn)3D打印教學(xué)的價(jià)值。

一、開展3D打印教學(xué)的意義

3D打印課程是注重學(xué)生實(shí)踐過程，全面培養(yǎng)和提升學(xué)生創(chuàng)造力和想象力的綜合課程。將3D打印技術(shù)應(yīng)用到中小學(xué)課堂中時(shí)，要鼓勵(lì)學(xué)生積極參與設(shè)計(jì)、建模、打印全過程。教師在這個(gè)過程中要激發(fā)學(xué)生的想象力，讓學(xué)生探究更多的3D打印的用途，最大限度地提高自己的創(chuàng)新能力，同時(shí)在和其他同學(xué)的合作過程中，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。學(xué)生在實(shí)踐過程中，會(huì)感受到沮喪、困惑以及成功帶來的信心和喜悅。在這個(gè)過程中既培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，又提高了學(xué)生解決問題的能力、發(fā)散思維和創(chuàng)造思維的思維品質(zhì)，也是學(xué)生一個(gè)不斷完善自己的過程。

二、3D打印教學(xué)存在的問題及應(yīng)對(duì)策略

（一）營(yíng)造3D打印創(chuàng)新的氛圍

問題：我校剛開始開設(shè)3D打印課程時(shí)，由于地處農(nóng)村，學(xué)校只有幾臺(tái)廠家贈(zèng)送的藍(lán)蛙3D打印機(jī)，沒有專門3D打印教室及展示櫥柜、宣傳布置等，學(xué)生只能從3D打印教材上學(xué)到一些3D打印知識(shí)，3D打印創(chuàng)新的氛圍嚴(yán)重缺乏。怎樣營(yíng)造3D打印創(chuàng)新的氛圍呢？

策略：古人說：“近朱者赤，近墨者黑”，環(huán)境對(duì)人的發(fā)展具有重要作用。為了讓學(xué)生在具有創(chuàng)新氛圍的環(huán)境中學(xué)習(xí)，不知不覺地接受創(chuàng)新熏陶，我們?cè)?D打印教室空間的裝飾上，盡量多地考慮了能激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲的設(shè)計(jì)。我們?cè)?D打印教室內(nèi)張貼了一些具有新奇性的海報(bào)，從而吸引學(xué)生眼球。就連桌子也是形狀不同、顏色各異的，幾張桌子還可以拼成長(zhǎng)方形、多邊形等圖形。室內(nèi)燈飾除了普通的白熾燈，還有不同風(fēng)格的燈飾，每種都獨(dú)具創(chuàng)造力。吊燈有圓形的，有正方體的，還有類似于由棱柱串聯(lián)成網(wǎng)狀的。這些裝飾與布置與普通教室相比，對(duì)學(xué)生的吸引力更大，能夠激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力。為了進(jìn)一步營(yíng)造創(chuàng)新氛圍，我們還在3D打印教室的一面墻上安裝了展示櫥柜，櫥內(nèi)放置了學(xué)生們參加各級(jí)各類創(chuàng)意創(chuàng)新大賽的獲獎(jiǎng)作品及獲獎(jiǎng)證書，激發(fā)了學(xué)生的榮譽(yù)感。

（二）引導(dǎo)學(xué)生變被動(dòng)接受為主動(dòng)學(xué)習(xí)

問題：現(xiàn)在3D打印教學(xué)往往是教師講學(xué)生聽的模式，學(xué)生參與3D打印教學(xué)的程度不夠。而3D打印教學(xué)倡導(dǎo)造物，造物就需要學(xué)生積極動(dòng)手操作，造物就應(yīng)當(dāng)包括創(chuàng)新，而不是簡(jiǎn)單地模仿。如果學(xué)生在3D打印教學(xué)中是被動(dòng)接受學(xué)習(xí)的狀態(tài)，在教師提問時(shí)，學(xué)生表現(xiàn)沉默、無應(yīng)答，坐等教師自答來呈現(xiàn)結(jié)果，學(xué)生不主動(dòng)思考問題，這些被動(dòng)學(xué)習(xí)行為顯然也是不可取的。那么如何讓學(xué)生意識(shí)到學(xué)習(xí)是為自己，主動(dòng)去學(xué)，而不是教師、家長(zhǎng)逼自己學(xué)呢？

策略：教師以作品為中心引導(dǎo)學(xué)生開展探究式學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)。以一個(gè)“作品”為一個(gè)項(xiàng)目，可以根據(jù)項(xiàng)目的難度、復(fù)雜程度等安排教學(xué)設(shè)計(jì)。例如，創(chuàng)造一個(gè)智能防雨窗，這個(gè)智能防雨窗具有下雨關(guān)窗，雨停開窗的功能。首先要讓學(xué)生明確創(chuàng)造的智能防雨窗要具備哪些功能，了解創(chuàng)造這個(gè)智能防雨窗需要具備哪些知識(shí)，需要打印哪些部件，還要準(zhǔn)備哪些材料等，然后再將一個(gè)項(xiàng)目分成若干個(gè)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生一個(gè)環(huán)節(jié)一個(gè)環(huán)節(jié)地突破，最后完成整個(gè)作品。在這樣一個(gè)環(huán)節(jié)一個(gè)環(huán)節(jié)的探究式學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能體驗(yàn)學(xué)習(xí)的成功感，從而進(jìn)一步鼓勵(lì)自己主動(dòng)參與作品設(shè)計(jì)、建模、打印等全過程，老師只在學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)點(diǎn)撥學(xué)生，逐步引導(dǎo)學(xué)生變被動(dòng)接受為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（三）設(shè)計(jì)的3D打印教學(xué)作品要貼近學(xué)生生活和學(xué)習(xí)實(shí)際

問題：3D打印教學(xué)，是以一個(gè)個(gè)的作品來展開的，3D打印的作品也是為了解決現(xiàn)實(shí)中的某種需求。現(xiàn)在，3D打印教學(xué)僅僅以課本中的作品進(jìn)行教學(xué)，有些作品脫離了農(nóng)村學(xué)生的生活、學(xué)習(xí)實(shí)際，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。那么如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)3D打印知識(shí)的興趣呢？

策略：如果我們?cè)O(shè)計(jì)的3D打印教學(xué)作品能貼近學(xué)生實(shí)際，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)個(gè)熟悉的生活化情境，那就能在輕松熟悉的學(xué)習(xí)氛圍中喚醒學(xué)生原有的生活經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，繼而點(diǎn)燃他們認(rèn)識(shí)生活、改變生活、創(chuàng)造生活的愿望。比如，現(xiàn)在國(guó)家大力提倡垃圾分類，每個(gè)班級(jí)都配備了垃圾分類箱，學(xué)校也建成了智能垃圾分類裝置。我在設(shè)計(jì)3D打印教學(xué)作品時(shí)，就把智能垃圾分類箱列為要打印的作品。首先，我讓學(xué)生說出垃圾分類的意義，激發(fā)他們創(chuàng)造的欲望。再讓他們觀察本班級(jí)的垃圾分類箱的部件，各部件大致比例，分析其工作原理，為后面3D建模打下基礎(chǔ)。經(jīng)過這個(gè)教學(xué)過程，學(xué)生們都紛紛表示，要按照班級(jí)這個(gè)垃圾分類箱給自己打印一個(gè)形狀相似、但分類更細(xì)的四分垃圾分類箱，并動(dòng)手開始設(shè)計(jì)、建模。最后，我鼓勵(lì)他們能不能在智能上開動(dòng)腦筋，設(shè)計(jì)一個(gè)智能的垃圾分類箱，當(dāng)垃圾箱感應(yīng)到我們伸手要扔垃圾時(shí)，垃圾箱就自動(dòng)打開，方便我們投放垃圾。這樣一來，在教學(xué)作品設(shè)計(jì)上不僅貼近了學(xué)生的生活實(shí)際，也貼近了學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極被調(diào)動(dòng)起來。這能夠讓3D打印教學(xué)真正成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的開放性平臺(tái)，讓學(xué)生積極參與到教師設(shè)計(jì)的課堂活動(dòng)中來，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，提高學(xué)生的綜合能力。否則，脫離學(xué)生生活、學(xué)習(xí)實(shí)際來設(shè)計(jì)3D打印教學(xué)作品，不僅會(huì)使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，也會(huì)因難度太大而打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。