“3D打印技術”在小學信息技術課堂中的實踐與思考

陳偉強

摘? 要：在創客時代背景下，3D打印技術逐漸趨于成熟，被廣泛應用到各個領域中，尤其是基礎教育領域中，并滲透到信息技術課堂教學中，得到不斷的實踐和推廣。3D打印技術運用到小學信息技術課堂教學中，能夠提高學生對信息技術課堂教學的興趣，增強學科間的融合性，還能有效提高學生的實踐操作能力和培養學生的創新意識。本文基于此，重點概述3D打印技術及3D建模軟件，分析3D打印技術在小學信息技術課堂教學中應用的意義，闡述3D打印技術在小學信息技術課堂中的具體應用，并分析在應用過程中所遇到的困惑。

關鍵詞：小學;信息技術;3D打印技術;實踐;困惑

【中圖分類號】G622.0??? 【文獻標識碼】A?????? 【文章編號】1005-8877（2020）34-0081-02

Practice and thinking of "3D printing technology" in primary school information technology classroom

CHEN Weiqiang? （Chen Jingrun experimental primary school，Sanming City，Fujian Province，china）

【Abstract】In the background of maker era，3D printing technology is gradually becoming mature，and has been widely used in various fields，especially in the field of basic education，and penetrated into the classroom teaching of information technology，which has been continuously practiced and promoted.The application of 3D printing technology in primary school information technology classroom teaching can improve students' interest in information technology classroom teaching，enhance the integration of disciplines，and effectively improve students' practical operation ability and cultivate students' innovative consciousness.Based on this，this paper focuses on the overview of 3D printing technology and 3D modeling software，analyzes the significance of 3D printing technology in primary school information technology classroom teaching，expounds the specific application of 3D printing technology in primary school information technology classroom，and analyzes the confusion encountered in the application process.

【Keywords】Primary school;Information technology;3D printing technology;Practice;Confusion

信息技術是基礎階段一門重要的實踐性課程，也是一門不斷更新和發展的學科，因此在教學活動中，遵循學生發展規律，跟上時代發展的步伐，開發創新信息技術課程，從而提高學生的信息技術水平、培養學生的信息素養。在小學信息技術課堂教學中，引入3D打印課程，一是為了豐富信息技術課堂教學內容，二是小學生具有豐富的想象力，3D打印技術可在一定程度上滿足學生的求知欲，以實踐的方式培養學生的創造力，促使學生的夢想變成現實。

1.3D打印技術的概述和3D軟件的應用

（1）3D打印技術。3D打印（3D printing）是指以數字模型文件為基礎，利用3D軟件建模，運用塑料或者是粉末金屬等可黏合材料，通過電腦將打印材料逐層打印的方式構造物體的技術。又稱之為三維打印。目前3D打印技術類型主要有四種，分別為分層實體制造技術（LOM）、選擇性激光燒結技術（SLS）、立體光固化成型技術（SLA）、數字光學處理技術（DLP）、熔融沉積成型技術（FDM）。

（2）3D軟件。目前市場上3D建模軟件有很多種，比如，3D One、Autodesk 123D Design、IME3D程序員、Sketchup等，但是在教育行業中，常見的3D建模軟件主要以3D one為主。

3D one建模軟件主要是面對中小學，隨著技術的不斷升級和更新，目前3D one建模軟件已經擁有多個版本，包括3D One Cut、進階的3D One Plus以及基礎的3D one，眾多版面的建模軟件滿足了不同年齡學生的需求以及教學的需求。3D one最大的優勢在于：界面直觀、操作簡單，且與各個學科進行了有效的融合，保障了模型的精準性。在小學信息技術課堂教學中應用，能夠促使課堂教學更加趣味化、個性化，增強了信息技術學科與其他學科之間的關聯性。

2.3D打印技術在小學信息技術課堂中實踐的意義

在3D打印技術全面發展的背景下，3D打印技術成為當下最值得關注的一門新技術，在教育教學活動中應用，能夠帶來一種全新的教學模式，實現教學活動的創新。于是在第十二屆全國人民代表大會第四次會議中，3D打印技術正是被納入到“十三五”國家規劃綱要中，隨之各大中小學信息技術教材也依次增加3D打印教學內容。經過多年的教學經驗，發現3D打印技術在小學信息技術課堂中應用具有明顯的優勢，具體如下：

（1）激發學生的學習興趣。信息技術不同于基礎課程，具有較強的操作性和理解性。興趣是學生學習的動力，只有有了興趣，才能確保課堂教學活動順利進行下去，并提供切實可靠的基石。在小學信息技術課堂上，通過使用3D one軟件制作一個簡單的小魚，學生的學習興趣會瞬間被激發出來，整個課堂氛圍瞬間變得活躍起來，促使學生完全沉浸在信息技術課堂教學中。

（2）激勵學生積極創造。3D打印技術能夠將學生的夢想變成現實，促使學生不斷想象出更多的創意，并通過3D打印技術變成現實，能夠在一定程度上鼓勵學生不斷創作，并提高學生的創作愿望和創作熱情。在小學信息技術課堂教學中，以征集優秀作品的方式鼓勵學生大膽進行創造，并在課堂上展示每個學生的作品，激發學生的創造興趣。

（3）培養學生圖形、數字感知能力。3D打印技術是基于數字模型文件，然后連接3D打印機，從而將數字模型變成真實的實物。3D軟件建模是一個非常重要的環節，在建模過程中需要對數字以及圖形不斷的調整，從而得到對應的模型，在調整過程中可有效激發學生的數學感知能力，并將自己想象的圖形通過3D打印技術打印出來，刺激學生的圖形感知能力，同時進一步強化學生的圖形、數字感知能力。

（4）鍛煉培養學生解決問題的能力。開展小學信息技術課程，不僅是為了傳授信息技術知識，而是為了培養學生信息技術的應用能力，解決問題的能力就是其中一部分。3D打印技術在實踐過程中可有效發現問題、分析問題和解決問題，而3D打印就是為了解決各種生活問題和滿足生活需求。在每次實踐中，只有通過不斷的設計、修改和嘗試，采取設計出一個完全的作品，從而實現對問題的解決，并真正意義上體驗問題的解決過程。同時，逐步提升學生的問題解決能力，提高學生的信息技術素養。

3.小學信息技術中應用3D打印課程的實踐

（1）選取3D打印課程的主題。由于2016年3D打印技術才被正式納入到“十三五” 國家規劃綱要中，對于小學信息技術課堂教學而言，3D打印是一門全新的課程，教學內容和教學體系正在不斷完善中。因此在開展3D打印課程時，必須要確認本節課教學主題，主題的有效選取不僅可以活躍課堂氛圍，還能實現高效的課堂教學目的。而小學階段的學生，性格和心理都處于發育階段，主題選擇必須要滿足學生的年齡、性格特點，并貼近學生的基礎生活。堅持以學生的實際生活為基礎，有效融合衣食住行等四個主體，這樣才能有效激發學生的想象力，發展學生的創造性思維。

（2）3D打印技術的導入途徑。3D打印技術的有效導入，是提高小學信息技術課堂教學質量的重要保障。同時還能活躍學生的思維，激發學生的學習興趣，促使信息技術課堂氛圍更加活躍。所以，在3D打印技術導入前，需要教師借助趣味性、啟迪性的語言吸引學生的注意力，激發學生對接下來的教學內容更加渴望。另外，在小學信息技術課堂教學中，課堂導入是一項非常重要的教學環節，對整節課的教學質量具有直接的影響。因此在導入3D打印技術時，可借助視頻、提問的方式，為學生理順操作順序和具體思路，這樣的教學才會順利進行下去。

例如，采取情境導入的方式，為學生播放《小豬佩奇過大年》片段，引出問題“如果將可愛的小豬佩奇變出來，誰有辦法呢？”同時播放關于3D打印實物的視頻，提出問題“同學們，想不想制造一個小豬佩奇出來？”接著繼續觀看動畫，幫助學生進一步了解3D打印技術，如何通過數字建模打印出具體的實物。這種情景導入3D打印技術的方式，促使學生對3D打印技術的概念、應用有著深入的了解，顯著提高課堂教學效率。

（3）3D打印課程的創作設計。小學階段的學生具有操作能力低、認知水平低等特征，因此在3D打印課程教學準備階段，選擇難度系數較低的3D模型進行設計，同時考慮3D打印工具的選擇，必須要滿足全面和細致的要求，這樣才能確保學生順利完成模型設計。先使用3D one軟件建模，設計出具體的平面圖形，然后根據實際的尺寸和平面圖形要求，使用3D打印機進行三維模型打印，最后將各個打印出來的平面圖形進行正確的拼接，最終得到一個立體的三維模型。在整個三維模型從設計到最終的實物，既考察了學生對三維平面綜合的設計能力，又通過3D打印課程鍛煉學生對各種畫圖軟件的使用。學生借助3D one軟件和打印筆實現對作品的創造性設計，并變成真實的實物，促使信息技術課堂教學內容更加豐富、更富有色彩。

（4）3D打印課程的教學評價。教學評價是對課堂教學活動的補充和完善，促使教學內容更加完善，教學質量得到進一步提升。同時還能督促教師不斷提升自身的教學水平，滿足學生學習的基本需求。對學生創造出的作品進行有效、全面的評價，可有效保持學生的學習興趣，還能促使學生不斷完善自身的作品。要求學生小組合作的方式進行交流，讓學生之間進行充分的溝通、分享，促使學生學習到更多的知識，不斷完善自身的作品。

4.3D打印在小學信息技術課堂教學中的困惑

雖然3D打印技術能夠幫助學生實現夢想，并在一定程度上激發學生的想象創意，但是由于小學群體比較特殊，在實施3D打印技術教學時，遇到一定的困惑。

（1）鼓勵學生主動創意設計難度大。由于年齡特征的原因，小學生以具體形象思維為主，很難進行有效的創意設計，導致該部分教學內容難度系數大。同時培養學生創意設計能力是3D打印課程的主要主旨，且在整個課堂教學活動中，教師是教學活動的協助和引導者，不能代替學生進行創意設計。所以，要求學生具有較高的思考和觀察能力，尤其是在日常生活中，嘗試解決生活中的各種問題，對于小學生而言，這些要求明顯過高。為了有效避免這些困惑，可在今后的教學中，突出學生的主體作用，要求學生自主選題，由學生選題，然后課堂上討論，通過學生之間相互討論、交流，發生思維的碰撞，最終萌發出創意設計的苗頭，并鼓勵學生養成良好的觀察和思考習慣，善于發現生活中的問題。

（2）學生創新創作和技術傳授無法有效平衡。在小學信息技術課堂教學中引入3D打印技術，不僅是為了傳授技術，更是培養學生的創新創作能力。在課堂教學中，通過引導學生建模，并演示示范，幫助學生掌握對應的技術，但是卻在一定程度上限制了學生的思維，不利于學生創造和獨立思考，導致二者之間無法實現有效的平衡。因此，在今后的教學中，需要嘗試更多鼓勵機制，以此來激發學生的創造創作興趣，促使學生利用3D打印技術創作出優秀的作品。

在小學信息技術課堂教學中引入3D打印技術，促使信息技術教學內容更加完善，實現對學生創造能力、創造精神以及思維和解決問題能力的有效培養。所以，在今后的教學中，需要加大力度研究學習，克服種種困難，提高3D打印課程教學質量和效率，為學生的全面發展奠定堅實的基礎。

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