3D打印對(duì)小學(xué)創(chuàng)新教育的推動(dòng)作用

李曉晨 曹萌

當(dāng)前各種先進(jìn)技術(shù)飛速發(fā)展，并逐步進(jìn)軍教育領(lǐng)域。學(xué)生在接觸這些新技術(shù)時(shí)，會(huì)被深深地吸引，其中，3D打印技術(shù)能更直觀、便捷地讓學(xué)生們的夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)。

● 創(chuàng)新教育新嘗試

1.建設(shè)成本下降

一個(gè)3D打印實(shí)驗(yàn)室的硬件建設(shè)費(fèi)用只需要傳統(tǒng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的五分之一左右，在軟件方面都是開(kāi)源的免費(fèi)軟件，而且有多種不同風(fēng)格的軟件可以供學(xué)生選擇。在課程進(jìn)行中，3D打印需要的耗材采用耐高溫樹(shù)脂且價(jià)格低廉，基本上可以忽略不計(jì)。3D打印機(jī)也不需要更新?lián)Q代，極少出現(xiàn)機(jī)械故障。這些都降低了建設(shè)和運(yùn)行的成本，使學(xué)校用得起，敢開(kāi)課。

2.操作簡(jiǎn)單

小學(xué)階段是孩子最充滿想象力和創(chuàng)造力的時(shí)候，很多學(xué)生有好的想法但因?yàn)榧夹g(shù)有限無(wú)法將想法變成現(xiàn)實(shí)，而3D打印軟件就像是在紙上繪畫(huà)一樣，通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)就能夠把夢(mèng)想的事物變成現(xiàn)實(shí)，這是最能夠吸引學(xué)生的一點(diǎn)。同時(shí)，3D軟件界面不需要任何程序語(yǔ)言，只需要用鼠標(biāo)就能夠拖拽出想象中的圖像。在3D打印機(jī)的操作過(guò)程中，學(xué)生只需要導(dǎo)入圖像，點(diǎn)擊開(kāi)始就可以自動(dòng)運(yùn)行，這些都使他們感覺(jué)入門無(wú)門檻，制作無(wú)壓力，容易接受。

3.所想即所得

3D打印能夠直接把學(xué)生的設(shè)想打印出來(lái)，讓他們的奇思妙想看得見(jiàn)、摸得到。同時(shí)，學(xué)生在使用3D打印機(jī)的過(guò)程中，能夠通過(guò)觀察打印過(guò)程，了解三維空間和傳統(tǒng)二維空間的不同，培養(yǎng)空間想象能力，為學(xué)習(xí)其他學(xué)科奠定基礎(chǔ)。

● 創(chuàng)新教學(xué)新的開(kāi)始

1.如何入手

在信息技術(shù)課堂中開(kāi)展3D打印教學(xué)，教師可以從講解3D打印理論知識(shí)入手。例如，講授3D打印的發(fā)展歷程、定義工藝的流程以及應(yīng)用、對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的沖擊、未來(lái)的發(fā)展方向等，讓學(xué)生對(duì)3D打印有初步的理解。教師之前只能使用工具在紙上畫(huà)圖，構(gòu)建三維虛線圖給學(xué)生演示，而借助3D打印，教師不但可以設(shè)計(jì)出三維圖形，利用旋轉(zhuǎn)、拉近、透視等方法進(jìn)行觀察，還可以直接打印出實(shí)物，讓學(xué)生近距離觀察它的構(gòu)造。

2.因材施教

教師在面向全體學(xué)生進(jìn)行教學(xué)時(shí)，既要考慮學(xué)生的個(gè)體差異和認(rèn)知水平，也要照顧大部分學(xué)生的接受能力，因此，設(shè)置教學(xué)課程時(shí)，難易要適中，而這就導(dǎo)致部分認(rèn)知強(qiáng)的學(xué)生在課堂上“吃不飽”。教師可以通過(guò)日常教學(xué)中的觀察把這部分具有獨(dú)特潛質(zhì)的學(xué)生挑選出來(lái)，鼓勵(lì)他們參加社團(tuán)活動(dòng)。在社團(tuán)活動(dòng)課上，教師可以嘗試進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)，圍繞一個(gè)主題進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，把如何建模、如何拼接等更深層次的知識(shí)傳授給學(xué)生，引導(dǎo)他們更加深層次地對(duì)3D打印進(jìn)行研究，并通過(guò)打印實(shí)踐讓他們懂得如何發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題，從而提高其動(dòng)手能力和操作水平。

3.多學(xué)科適用

數(shù)學(xué)、自然等學(xué)科都有很多圖形需要展示，以往都是教師在黑板上畫(huà)或拿些簡(jiǎn)易制作模型，有些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的圖形只能在課本里看圖片，而利用3D打印技術(shù)，可以幫助教師在講解時(shí)有更好的展示，如科學(xué)教師講述地理地貌、海拔線等知識(shí)時(shí)，數(shù)學(xué)教師講解立方體、長(zhǎng)方體、球體特點(diǎn)時(shí)，自然教師講述植物章節(jié)中的葉脈、紋路等時(shí)都可以用3D打印技術(shù)來(lái)展示，讓學(xué)生更直觀地感受知識(shí)，突破重難點(diǎn)。學(xué)生還可以自己打印出需要的模型，這有助于樹(shù)立學(xué)習(xí)信心。

4.全面發(fā)展

科技比賽能給具有創(chuàng)新潛質(zhì)的學(xué)生提供一個(gè)展示自己的平臺(tái)，學(xué)校配置的3D打印機(jī)無(wú)疑能幫助學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力。參加3D作品制作比賽，在比賽過(guò)程中不僅是技術(shù)的較量，更多的是創(chuàng)新思維方式的培養(yǎng)。比賽中，學(xué)生要根據(jù)主題構(gòu)思需要設(shè)計(jì)的對(duì)象，并在軟件中畫(huà)出整個(gè)物體的輪廓，同時(shí)考慮各個(gè)部件是如何組合在一起的，這樣的現(xiàn)場(chǎng)競(jìng)賽能夠激活學(xué)生所學(xué)的知識(shí)，使他們主動(dòng)去思考創(chuàng)新，解決問(wèn)題。

5.潛力培養(yǎng)

對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)要從小做起，從點(diǎn)滴做起，而3D打印課程能夠幫助學(xué)生推開(kāi)一扇門，讓他們?cè)诮邮軅鹘y(tǒng)教育的同時(shí)，挖掘自己的新潛質(zhì)，增強(qiáng)他們敢于主動(dòng)探索未知領(lǐng)域的信心。

“讓思維可見(jiàn)，讓創(chuàng)意有形”。3D打印技術(shù)可以把抽象變成具象，既可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)他們創(chuàng)新實(shí)踐，又可以讓抽象的教學(xué)理念更加容易理解，發(fā)展學(xué)生的立體思維空間，打造一條新型學(xué)習(xí)通道。