俞薇 浙江省杭州市余杭区育才实验小学 311100
【摘要】3D打印技术是创客运动的标志性技术之一，这一技术让每个人都够以较低成本进行创意与制造。在中小学教育中开展3D打印课程，目的并不仅仅局限于让学生体验3D打印技术，而是利用3D打印技术展示学生多样化的创意，培养创新意识。
【关键词】创客 3D打印 创新意识
中图分类号：G662.7文献标识码：A文章编号：ISSN1001-2982 （2018）10-049-02
一、3D打印技术
3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。简单的说就是如果把一件物品剖成极多的薄层，3D打印就是一层一层的把薄层打印出来，上一层覆盖在下一层上，并与之结合在一起，直到物件打印成形。
二、3D 打印技术在中小学教育中的应用现状
目前，在一些国家已经将3D打印应用到教育领域。2012年，英国教育部将3D打印列入中小学国家课程表，同时，政府向60多所国立中学提供了资金资源。随后，美国、新加坡、日本等国家政府对3D打印技术给予了大力的支持。在我国，青岛、南京、北京、杭州、、西安等城市先后引入了3D打印项目，政府购置3D打印机给学校，让学校教师进行3D打印授课，并支持学校建设3D打印教室。3D打印技术进入教育领域的趋势已势不可挡，但是课程实施的环境、课程的设置、开展、以及人员的配备，都有很多的困难，很多学校的3D打印课程正处于尝试探索阶段。
三、3D打印课程的实施
（一）3D打印课程的硬件环境
要开展3D打印课程，首先要具有必要的硬件环境，目前我校配备了2台3D打印机和20支3D打印笔，以及IME3D建模软件5套和计算机等设备，在此基础上，学生能够完成一系列的实践操作。
（二）3D打印课程设计
我校的3D打印课程分为3D打印笔和3D打印机两种形式，在此，我以3D打印机为例，来谈谈3D打印课程的设计。
1.教学目标分析
在知识与技能方面，利用3D建模软件在电脑上搭建三维立体模型，并通过3D打印打印成形。在过程与方法方面，在探讨、制作、分享作品的过程中，培养学生的创新意识。在情感态度价值观方面，学生在创作作品中体验乐趣，并获得成功感。
2.教学过程实施
(1)学习软件基础
我校的拓展性课程安排在每周三下午第二三两节课，总时间为90分钟，可以实现简单作品的打印。第一次课，学生欣赏3D打印作品，有建筑物、工艺品、玩具模型、生活用品……激发学生的学习兴趣。再让学生选择自己喜欢的、现成的模型输出到打印机，让其观察打印过程，从而了解3D打印机的打印原理，明白3D打印建模的重要性。
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接下来学生开始学习3D建模设计，教师针对学生现阶段的认知水平，尽量选择简单易懂的3D建模软件，所以，对于刚接触3D打印的学生，我选择IME3D软件中的2D转3D软件进行教学，这款软件是让学生先在平面上画出图形，再通过软件直接生成3D图形。
①主题选择
课堂中，老师以主题的形式开展教学，主题的选择应贴近生活，或者选取IME3D建模软件的主题课程，如可爱小吊坠、书本好伴侣、创意直尺、个性时钟、十二生肖等都是学生感兴趣的主题。
②创作、设计方法：
让学生先通过观察，了解此次设计的作品的特点，先通过模仿完成作品，接着尝试对其外观进行改造，设计出造型，外观不同的作品。
【案例】：利用2D转3D软件制作创意直尺
学生在构思好创作的直尺外形后，通过2D转3D软件中的直线、曲线、图形等工具绘制出平面图，还可以通过插入卡通图形，让直尺变成更加生动有趣，绘制好平面图后，选择直尺的拉伸厚度，生成三维立体模型，在通过3D打印机打印成形。
图1 创意直尺
2D转3D软件中的平面画图工具与画图软件相似，学生在操作时很容易上手，并且它又可以结合外部的一些资源，让创意更丰富，设计作品更生动。从图中可以看到直尺部分的设计大致相同，学生对于直尺的外观造型进行了创意设计。
图2 创意直尺作品
IME3D建模软件中除了2D转3D软件之外，还配备了其他的很多软件，如3D魔术师、3D积木、3D艺术家……可以从中选择适合学生学习掌握的软件，通过一系列的课程学习，掌握软件使用的基本操作。
(2)完成模仿到创新的跨越
拥有了一定的软件基础之后，学生就不应该是单纯地进行模仿学习，而要往创新的路上迈进。学生的创新能力取决于两个方面，一是已有的知识和经验，知识和经验越厚实，创新能力就越高；二是是否善于在现有的知识、经验系统中建立新的联系。教师在培养学生的创新能力上只能起到引导作用，或是给学生提供进行创意设计的平台，如组织学生报名参加相关的3D创客比赛，但最终的创意应该来源于学生本身。
3.评价
对教学效果进行评价，可以了解教学各方面的情况，从而判断它的质量和水平、成效和缺陷。一方面采用学生交流分享的方式进行评价，通过交流，让学生完善自己的作品。另一方面将学生的作品通过3D打印机打印出来，通过作品实际使用效果进行评价，从而将使用过程中不满意的地方进行修改。
3D打印在教育领域的应用给学生提供了“做中学”的体验，并且它低成本的软硬件条件，非常适合中小学创客教育的开展。随着科技的更新，相信3D打印技术会走进更多的中小学，并作为中小学开展创客教育的主要载体，让越来越多的中小学生加入创客的行列！
参考文献：
【1】徐振宇.3D打印课程在小学信息技术领域的探索与实践[J].
【2】林常青.小学信息技术学科拓展性课程的开发与实践[J].浙江教育技术.2015（4）
【3】黄延慧,陈婷婷.基于3D打印技术的小学教学应用研究[J].电脑知识与技术.2016（10）
论文作者:俞薇
论文发表刊物:《中小学教育》2018年10月
论文发表时间:2018/9/3
标签：直尺论文; 学生论文; 软件论文; 创意论文; 课程论文; 技术论文; 作品论文; 《中小学教育》2018年10月论文;