論3D打印課程如何培養學生的創造力

曹佩怡

[摘? ? ? ? ? ?要]? 3D打印作為一種應用廣泛、技術日臻成熟的新科技，運用于我國工業生產、制造業中對優化傳統制造、推進制造業的轉型升級具有重要作用。快速成長的3D打印產業需要大量富有創造力的人才。中職3D 打印這一年輕、富有活力的課程教學應以培養學生的創造力為目的。從“營造良好的學習環境、創新教學方法，激發學生創新動機;以STEAM教育理念引領學生創造力的培養;運用一體化教學模式讓學生在做中學以及開展技能競賽，以賽促創”等幾方面闡述在3D打印課程中培養學生創造力的具體策略。

[關? ? 鍵? ?詞]? 3D打印;中職;創造力

[中圖分類號]? G715? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）05-0148-02

3D打印作為一種以數字模型文件為基礎、運用可黏合材料、采取逐層打印方式構造物體的快速成型技術，迅速滲透人們生產生活的各個領域，雖然在國外發展迅猛的3D打印市場在我國仍處于起步階段，但3D打印在我國擁有廣闊的發展前景。3D打印技術作為中職學校的一門專業技術課程，學好3D打印技術對學生而言可以促進他們創造力的發展，提升他們的就業競爭力，這門學科的發展對促進我國制造業、工業智能化發展也具有重要推進作用。并且，在提倡創新教育的中職教育改革背景下，利用3D打印技術課程對教學過程中的案例模擬、建立立體模型源文件以及拍照創建等都具有重要輔助作用，3D打印技術課程在推進中職教育改革創新、為現代企業儲備創新型技能人才過程中的作用巨大。中職教師應如何利用3D打印技術課程培養中職學生的創造力，促進其創新能力萌芽、發展呢？

一、培養中職學生創造力的重要意義

缺乏學習興趣、缺乏良好的學習基礎、思維能力發展水平較低、思維品質差是當前中職學生普遍存在的問題。而培養適應現代企業需要的高素質技能型人才則是職業教育的最終目的。時代發展、科技進步迫切需要創新型人才，培養擁有創新能力以及解決實際問題能力的技術人才則是我國現代企業發展、制造業轉型升級的需要。中職學生正處于創造力發展的關鍵時期，在這一時期培養他們的創造性思維能力，為他們的“標新立異”營造寬松、民主、開放的氛圍，鼓勵、引導他們運用新穎、獨特的方法解決問題，培養他們良好的思維習慣，對他們進行創造性思維訓練，才能成功激發他們的創新動機、增強他們的創新意識、提高他們的創造力，從而培養富有潛力、創造力的高素質技能型人才，為實現人才強國的戰略目標、全力構建創新型社會儲備強大的后備力量。

二、利用3D打印技術課程促進中職學生創造力提升的策略

（一）營造良好的學習環境、創新教學方法，激發學生的創新動機

傳統教學是教師的單向知識灌輸，學生的學習十分被動，他們的思維被教師牽制，思維的靈活性和發散性不高。傳統課堂上中職學生缺乏學習動力、缺乏探究意識，他們的創造力自然更是無從萌芽，進而發展。3D打印技術課程是一門年輕的課程，在這門課程教學中，教師首先要注重民主、開放的良好學習環境的營造。教師可以將傳統的多媒體圖片、直觀、生動的多媒體動畫等充分利用起來，為中職學生的學習營造良好的信息化學習環境。教師還應創新教學方法，摒棄講授、演示的單一教學方法，教師可以綜合運用任務驅動、小組合作探究、演示法以及游戲教學法等多元教學法提高學生的學習興趣，激發學生的創新動機。如在3D打印技術課程教學中，教師可以運用線上線下相結合的混合教學模式，將課堂上需要學生掌握的重難點知識利用微課視頻等形式上傳到網絡平臺供學生自主學習。在課堂導入階段利用和新知相關的多媒體動畫導入課堂教學，營造有利于學生學習興趣激發的信息化教學環境，在教學過程中則以問題引領學生探究，給學生動手實踐的機會，并利用可視化的3D打印技術將學生設計的模型打印出來，學生可以直觀看到自己的探究成果，他們的創新動機被充分激發出來。

（二）以STEAM教育理念引領學生創造力的培養

高校擴招背景下中職學生的素質普遍不高，而3D打印技術作為一項全球領先的新科技，3D打印技術課程理論性、實踐性都極強，對學生創造力要求也極高，學生在學習中遇到很多困難，很難取得良好的學習效果。中職教師可以運用源于美國的STEAM教育思想指導教學，從誘發中職學生的學習興趣、培養他們的學習積極性做起，在教學中轉變“知識點教學”的傳統做法，注重教給學生思考方法。教師在教學內容的選擇時，選取那些和中職學生的專業、生活息息相關的，可以成功調動中職學生學習興趣的內容，以STEAM學習案例的形式呈現，讓中職學生在獨立思考、團隊合作過程中親自動手實踐，在這一過程中運用自己學過的知識探究學習案例所涉及的跨學科知識，并用3D打印機制作出來，最終完成裝配過程。由于整個教學過程都是基于學生學習興趣的，對中職學生而言充滿吸引力，他們在學習案例完成過程中學會綜合運用不同學科知識，跨學科思維也得以發展，他們的創造力在這一過程中得以充分發揮。如在3D打印技術課程教學中，教師可以將學生日常生活中觸手可及的電風扇作為學習案例，讓學生以分組合作的方式制作出美觀、實用的電風扇。在制作電風扇過程中，他們充分調動自己的探究積極性，對制作電風扇需要的電能與機械能轉換技術、控制風力大小的技術以及齒輪傳動比關系知識、如何讓電風扇更具美觀性等知識進行深入探究，在3D電風扇制作過程中，他們不僅充分調動自己的知識儲備，不同學科知識的綜合運用能力、動手能力、創造力都得以有效提升。

（三）運用一體化教學模式讓學生在做中學，提升創造力

隨著我國現代企業對初、中級人才綜合素養要求的提升，我國職業教育開展了以就業為導向的改革創新，一體化教學模式在職業教育改革的大潮下應運而生。和傳統教學模式不同，一體化教學模式強調的是教學做合一，強調的是在興趣引領下、在實踐教學中提高學生的動手實踐能力以及創造力。在3D打印技術課程教學中運用一體化教學模式，教師要在深入調研企業人才需求、充分了解當前市場正在使用的3D打印機類型、服務方向的基礎上，購置合適型號的3D打印機以及合適的耗材;構建適合一體化教學的全新教學體系;教師還應在3D打印技術的輔助下構建教學平臺，將中職學校不同專業學生所學專業基礎學科、專業課的重難點構建成可視化、可拆解的3D模型，從而更好地輔助不同專業學生的主干課程學習。在一體化教學實施過程中，教師還要做到在教學中理論與實踐緊密結合，并在教學中做到教師主導、學生主體，給學生“在做中學”的機會。一體化教學模式下，中職學生的學習更具積極性、主動性，從而更具有有效性，在做中學也給了他們充分發揮自己潛能的機會，一體化教學模式下，他們的創造力得以有效提升。如，教師可以讓學生完成設計經典的動畫形象——維尼熊的學習任務，教師提前將維尼熊的外觀特點、尺寸等告知學生，將學生的學習興趣充分激發出來。學生則在教師的引導下分析、討論三維建模的具體操作步驟、方法，針對學生對學習任務分析過程中遇到的疑難問題，教師可以運用討論法、演示法等多種教學方法幫助學生掌握新知。在任務完成過程中，教師將中職學生劃分成四至八人小組，讓他們在自主學習、合作探究相結合的過程中合作完成維尼熊3D模型制作。最后教師將學生完成的維尼熊模型進行格式轉換，以適合3D打印機的STL格式將模型打印出來。在合作完成學習任務的過程中實現了教師的教、學生的做和學的統一，學生不僅在完成任務過程中充分發揮學習主動性，他們的合作能力、創造力也得以提升。

（四）通過開展競賽促進中職學生創造力的提升

為加速我國制造業的轉型升級，讓我國制造業技術革新帶來的創造力量早日充分釋放，促進我國“中國制造2025”戰略規劃的順利實現以及我國制造業的跨越式發展，我國每年都有組織包括校級、市級直至國際級的3D打印技術創意設計大賽。利用3D打印課程培養中職學生的創造力，教師要以賽促教，通過組織學生參加不同級別、不同命題形式的比賽，層層選拔、以賽促教、以賽促創，以不同命題形式、不同級別的比賽促進中職學生創造力以及綜合素養的有效提升。首先，教師應在技能競賽的引領下展開日常教學，教師應及時把握不同年份3D打印創意設計大賽的創新元素，及時把握行業的最新動態，將最先進、最富有實用性的技能傳授給學生;教師還應在學生合作完成學習任務的過程中培養學生的職業素養、提升學生的團隊合作能力，培養中職學生的集體榮譽感;另外，就業是中職學校人才培養的最終目的，教師要善用技能競賽轉變學生理論知識扎實、實操能力薄弱、創新意識薄弱、創造力欠缺的不良現狀。在日常學習中積累的大量實操經驗、培養的競爭意識、團隊精神、創新意識、創造力都將為他們成為創新型人才、提高綜合職業素養奠基。其次，教師要定期組織學生參加校級的3D作品設計大賽，競賽過程不僅是技術的競爭，還是創意的比拼，是學生創造力的比拼。在校級的3D設計比賽中，學生充分發揮自己的想象力、創造力，在團隊合作過程中集思廣益，更好地溝通、合作，做出富有創意的作品。不僅培養了合作意識、合作能力，創造力也在這一過程中得到進一步提升。然后教師再推選、組織他們參加更高層次的3D打印創意設計大賽，在不同層次、不同命題形式的比賽過程中，使他們的能力得以進一步提升，以創新能力為核心的核心素養也進一步提升。

總而言之，創新是推進民族發展、社會進步的不竭動力，是現代人才的必備素質。在中職教育改革及李克強總理“大眾創業，萬眾創新”理念的引領下，中職學校必須將創新教育作為教育改革的核心。3D打印課程作為以計算機三維設計為基本藍本的新型技術，3D打印課程教師必須注重對學生創造力的培養。教師要在教學模式、教學方法上進行創新，以多樣化的教學模式、教學方法激發學生興趣、創新動機，并在教學做合一中促進學生創造力的萌芽、發展，進而提升他們的創新能力，為社會儲備高素質創新型技能人才。

參考文獻：

[1]袁富貴，郭保生.基于3D打印技術在建筑中的應用探索大學生創新與實踐能力的研究[J].教育教學論壇，2016（36）：212-213.

[2]王寒里，原紅玲.基于產教融合的職業院校3D打印一體化教學場景構建探析[J].廣東教育（職教版），2018（8）：13-16.

[3]代建云.在3D打印教學中對學生創造能力和創新能力的培養[J].讀與寫，2018（23）：32.

[4]褚忠，朱帝成，華福文，等.基于3D打印實踐平臺的大學生創新能力培養[J].大學教育，2017（12）：164-166.

編輯 馮永霞