淺析3D打印技術與勞動技術學科融合

徐進高

[摘 要] 隨著科技的快速發展，3D打印技術的概念也應運而生。而將3D打印技術引入課堂，也是創新教育發展的必然。勞動技術學科是一門培養學生動手動腦、創新思維的綜合性學科。而將3D打印技術與勞動技術學科融合，能夠豐富課堂內容，開拓學生思維，提高動手能力，全方位地展示勞動技術課的教學宗旨。總結了3D打印技術與勞動技術學科融合的教學模式，為創新教學改革開辟了新的道路。

[關 鍵 詞] 3D打印；勞動技術；學科融合；作用

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）14-0030-01

一、3D打印技術概況

3D打印技術是在科技發展過程中衍生出來的，它融合了計算機技術、數字一體化、數控技術、材料科學等先進性科技技術，是綜合技術的融合。3D打印技術的應用，還要有3D打印設備作為技術產品的輸出終端。3D打印機是一個高技術含量的設備，集計算機控制、機電一體化的系統，整個設備具有計算精準、自動化強、操作簡單、控制性強等優點，隨著打印材料的不斷改進，3D打印技術的應用也越來越廣泛。

二、3D打印與勞動技術融合的作用

3D打印在勞動技術課程中發揮著重要作用，主要體現在以下三點。

（一）抽象具體化，激發學生創造發明熱情

傳統的勞動技術課程，教師按照教材或者常見的活動引入到課堂，學生的課堂內容相對固化和死板，學生按部就班地完成作業和活動要求。但是將3D技術引入課堂，學生可以利用軟件制圖，制作出想象的圖形并且打印出來，將抽象的東西具體化，增加了課堂的活躍性和學生的積極性，充分發揮學生的想象力和創造力。

（二）為每個學生參與實驗創設條件，提高學生創新動機

勞動技術課程的教學目的是培養學生的動手能力，開拓創新思維，增強學生的綜合素質，提高學生適應社會的能力。在實際教學中，很多教師并沒有提供條件，讓學生有參與的機會。教師只是將很多活動和設計進行演示操作，學生被動地接受，降低了學生的參與性。將3D打印技術應用到勞動技術課程中，可以利用3D技術的綜合性，改革傳統課堂的教學模式，讓學生成為課堂的主體，學生通過自己設計，并且實際操作，將設計轉變為具體的三維實物，鍛煉了學生的動手能力。另外，3D打印技術從設計到操作也不具有危險性，讓學生在輕松的學習環境中，大膽創造，提高了創新動機。

（三）快速成型的特點滿足學生個性化發展需求

勞動技術課程是隨著素質教育的深入，突出培養學生綜合能力的學科，學生通過勞動技術課程的培養，能夠開拓創新思維，提高動手能力。3D打印技術的融合，能夠將教學目標更加具體化地實現，它簡便快捷的優勢，能夠讓學生在個性化的空間中，掌握全面發展的要領，是學生適應社會發展的必然需求。

三、3D打印與勞動技術學科融合的模式

基于3D打印技術的勞動技術教學實施過程由問題情境創設、三維模型設計、三維模型構建、三維模型打印和教學評價五個核心模塊。即在創設問題情境環節發現問題之后，學習者在解決問題的任務情境之下進行3D模型設計和模型構建。然后，打印實物三維模型，并在課堂互動環節通過展示、探討、應用模型的活動對模型加以驗證和修改，進而解決實際問題。最后，通過評價環節，精細化設計技巧，完善設計思想，提高學習者設計能力和創新能力。

（一）問題情境創設

問題情境的創設，是教師和學生進行3D打印學習的必要階段。學生從所學知識、掌握方向、興趣愛好等方面出發，對于設計的可行性進行判斷和自我審查。在這個過程中，學生之間可以互相交流或者分組設計，對設計的目的、內容、難點等進行探究和思考，從而探索出簡便、可行性強、創新性的設計。這樣的問題設置，能夠讓學生學會自學、探究、鉆研和交流等精神，教師能夠充分發現學生的興趣和知識結構，對學生進行有效的指導，增強了勞動技術課程的豐富和高效性。

（二）三維模型設計

通過問題設置以后，學生已經對3D打印技術有了一定的認識，在大腦中已經創設了對三維模型的概念，思維的創新和課程的新鮮，讓學生對三維模型的設計有了能動性。教師應該根據學生的設計思想，保持不干預、不畫框的原則，按需對學生的三維模型設計進行有效的指導，防止學生陷入不必要的誤區，導致模式的設計失誤，打擊學習3D技術的積極性。

（三）三維模型構建

在此階段學習者利用Blender、Web 3D、AutoCAD等三維建模軟件依照三維模型設計構建數字化三維模型。學習者也可以通過在3D建模資源庫和教育資源中心等搜尋或修改符合要求的已有模型，這樣能充分開拓學生的思維，培養學生的創造力。

（四）三維模型打印

三維模型打印是3D打印技術的直接表現，是把抽象轉換為具體的終端。學生通過編寫模型數據并傳輸到3D打印機，選擇合適的材料，按照打印參數進行設置，就可以把數據轉換成三維的模型。整個過程操作簡便、機電一體化強。

（五）課堂應用和教學評價

將3D打印技術與勞動技術課程融合，能夠通過合理的設計，將學生的知識和能力編寫成模型設計方案，讓學生在自由的環境中達到課程教學目的。三維模型的打印，讓學生充分開拓思維，在探索和交流中創造出設計的模型，增加了學生的自信心。教師在這個過程中，對學生的動手動腦、知識結構、思路設計等方面進行評價，讓學生充分認識到自己的優點和不足，在不斷的學習中，優化設計方案，提高自我能力，真正達到勞動技術課程的教學目標。

參考文獻：

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