在信息技術教學中滲透3D打印創客課程的應用研究

寧冠超

【摘要】隨著STEM理念的提出，創客教育也在國內遍地開花。結合農村中學的實際情況，在沒有統一教材的情況下，將信息技術課程通過整合，篩選出適合農村中學信息技術學科教學的基于3D打印的創客教育內容，分別從選擇合適的教學軟件、采用合適的教學策略、優化教學內容這三個方面入手，論述了在信息技術教學中滲透3D打印創客課程的有效途徑，意在更好地讓信息技術課程為培養學生的終身學習能力和創新意識奠定基礎，為3D打印融入初中信息技術教學提供一些參考。

【關鍵詞】信息技術;3D打印;創客教育

信息技術課程是一門以計算機為工具，以互聯網為導向，以提升學生信息素養和能力為目標的課程。隨著全球信息化的不斷發展，創客、機器人、3D打印以及人工智能等新詞層出不窮，新時代對學生、對教師的要求也更多元，信息技術課程的教學，需要補充新時代的元素，教師必須融入多種先進的技術。本文將以3D打印技術為范例，主要探討在信息技術教學中如何滲透3D打印創客課程。

一、創客教育與3D打印核心概念

創客教育是創客文化與教育的結合，基于學生興趣，以項目學習的方式，使用數字化工具，倡導造物，鼓勵分享，培養跨學科解決問題能力、團隊協作能力和創新能力的一種素質教育。它主要以課程為載體，在創客空間的平臺下，融合科學、數學、物理、化學、藝術等學科知識，培養學生的想象力、創造力以及解決問題的能力。而3D打印獨有的成型技術引起了教師的關注，越來越多的教師將3D打印視為其中一種熱門的實踐課程引入到越來越多的學校，因為3D打印創客教育能為學生提供平臺，讓他們自由發揮及表達，將3D打印創客教育融入信息技術教學中，可以潛移默化地培養學生的信息素養、創新意識與創客精神，提高信息技術教學的質量與效率。

二、在信息技術教學中滲透3D打印創客課程的優勢和可行性

3D打印創客教育有助于培養學生良好的信息素養和創新精神。它來源于生活，又高于生活。學生通常能在教師有意識的引導下，或是自己感興趣的情況下進行設計創作。當遇到困難時，學生可以利用信息技術手段，摸索解決問題的思路，把創新想法轉換為實踐，得到看得到、摸得著的作品。這不僅可以培養學生創新意識，還提高了學生解決問題的能力。

對于農村中學而言，師資和教學條件有限，學生基礎也較弱。與開設創客空間和開展人工智能課程的高投入不同的是，3D打印課程所需要的成本不高，不需要配置獨立的教室或場所，在計算機室增加1-2臺桌面級的3D打印機即可實現。同時，課程中使用的三維設計軟件是中望集團專門為青少年開發的3D One軟件，操作界面簡潔，對于基礎相對薄弱的農村中學生來說也能很快上手，不需花費太多精力用于軟件的學習。學生快速將操作命令掌握后，便能夠徜徉在創意設計的海洋中。

三、在信息技術教學中滲透3D打印創客課程的途徑

（一）選擇合適的教學軟件，讓課程實施切實可行

3D One是一款簡單易學的3D空間建模軟件，符合農村中學生的認知基礎，能滿足學生零基礎、易上手的要求。筆者之前也接觸過123 Design和3DMAX，對比之下，3D One更容易激發啟發青少年的創新學習思維。功能界面也符合學生的審美興趣，讓學生不用太在意陌生的命令。學生可以在腦海中輕松、愉快地展現出來，在“做中學”“學中創”，充分體驗理想變成現實的成就感。更為重要的是與3D One軟件有配套的社區平臺i3D One社區，涵蓋了各地的優秀信息技術教師和培訓講師，豐富的教學資源為開展教學就更為便利。

（二）采用合適的教學策略，讓課堂教學更加有效

1.用3D打印教具模型輔助信息技術教學，激發學生學習興趣

3D打印技術，它是一種數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術，不但可以應用于建筑業、航空、醫藥學中，也能運用到我們日常的學習和生活中。而且3D打印技術造就了空間立體感，打印出來的實物使教學充滿了趣味性，誘發學生的學習興趣。

2.將3D打印技術與教學有機結合，提升信息素養

在初中信息技術課程中，教師進行教學的目的在于培養學生的信息素養，尤其是信息收集、整合、分析與匯總的能力等。基于此，教師可以將3D打印技術與教學實踐進行有機結合，讓學生在設計與制作各種模型中逐漸掌握信息技能，培育信息能力，提升信息素養。例如，教師以簡單例子講解命令的用法，再通過完成課堂作品鞏固練習命令，最后設置拓展課題供學生課后練習。首先，會建議學生利用互聯網搜尋各種相關模型制作的信息及特征，然后將收集到的信息進行整合與歸納，從而繪制出模型，最后運用3D打印機將模型打印出來。通過上述一系列的過程，學生們可以從中獲得處理信息的各種能力，有利于提升學生的信息素養。

3.充分應用i3D One社區作為3D打印的學習平臺，強化學習動機

與3D One軟件本身緊密相連的就是i3D One社區，里面不僅有很多教程，而且學生上傳作品有非常好的統計和評價功能。學生上傳每堂課的作品到社區，得到教師、學生的點評和點贊。隨著作品的累積，學生的身份也可以從“一級士兵”“二級班長”“三級排長”到“四級連長”的晉級，每一級的進步都能給學生滿滿的成就感和自信心。每上完一節課，筆者都迫不及待去看作品空間，看看他們有什么新作品上傳，有什么互動。看到他們一些小創意，教師會感到欣慰。看到好的作品還能打印出來，讓學生看到自己制作的作品變成實物，更加強化他們學習的動力和熱情。

（三）優化教學內容安排

初中生對事情已經有了自己相對獨立的見解和看法，選擇怎樣的案例，制作什么樣的作品既能將軟件的技能教會給他們，又簡單易做，能讓學生在一節課的時間里能夠將作品做出來，還要能讓他們對作品感興趣，有好奇心和成就感。作品太簡單，學生不屑做;作品太普通，學生不感興趣，感覺沒新意。因此，選題要符合學生見識并結合實際，如，太超出學生的見識或知識范疇就脫離學生生活實際了。選題方向根據實際調整，當學生發散思維能力強時，以大方向的選題為主，如生活用品，學生發散思維能力較弱時，選題局限性強些，如文具等。課題應分階段設置，按照所用命令，同命令可設置多個課題，以便學生進行拓展訓練。

總而言之，教師運用3D打印技術開展創客教育，不僅有利于為信息技術課程創造不一般的新鮮體驗，也有利于拓寬農村學生的視野，培養學生的想象力和創造力，而且也有助于從根本上提升學生的信息素養、進一步改善教學效率。

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責任編輯 ?陳 ?洋