王海城

摘 要：隨著3D打印技術(shù)在全球各領(lǐng)域內(nèi)的深入應(yīng)用和發(fā)展，近些年3D打印也應(yīng)用到了教學(xué)領(lǐng)域，作為一種新興的教育技術(shù)手段應(yīng)用在中學(xué)課堂之中。3D打印技術(shù)是創(chuàng)新性的技術(shù)產(chǎn)物，它不僅可以最大限度地解除傳統(tǒng)制造條件對(duì)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的教學(xué)弊端，還可以降低創(chuàng)新、創(chuàng)造的平臺(tái)要求。因此，如何最大限度地發(fā)揮3D打印手段在課堂教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，是廣大教育工作者需要深入研究和解決的問題。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);創(chuàng)造能力;教學(xué)策略

3D打印技術(shù)作為一項(xiàng)能夠改變世界的顛覆性技術(shù)逐漸地應(yīng)用于人們的日常生活以及生產(chǎn)當(dāng)中。3D打印是一種數(shù)字化、直接性的制造技術(shù)，它可以較大程度地解除傳統(tǒng)制造條件對(duì)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的制約，極大程度地降低創(chuàng)新以及創(chuàng)造的門檻要求，從而快速地成為能夠有效驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新大眾化的重要技術(shù)平臺(tái)。在中學(xué)學(xué)習(xí)階段，采用3D打印教學(xué)可以有效地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，為學(xué)生營(yíng)造一種全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。因此，如何在初中教學(xué)階段采用3D打印教學(xué)模式，提升學(xué)生的創(chuàng)造能力是當(dāng)下中學(xué)教育工作者需要深入研究的課題。

一、3D打印在教學(xué)中的作用

在教學(xué)中，3D打印技術(shù)還可以制作可視化的教具和學(xué)具。以往的教學(xué)模式多是采用教師語言講解，或者多媒體課件展示的教學(xué)模式，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中無法直接接觸、觀察實(shí)體教學(xué)對(duì)象。并且直觀、具體的立體教具數(shù)量較少，由于特殊性，也無法定制。但是3D打印技術(shù)就可以為教學(xué)提供更多的創(chuàng)造空間。教師不僅可以自主制作、打印教具，通過有形的三維格式展示課本中提取的二維信息，還可以通過設(shè)計(jì)個(gè)性化的教學(xué)模型以滿足學(xué)生的個(gè)性需求以及教學(xué)目標(biāo)的需要。學(xué)生不僅可以觀察、觸摸這些教具，還可以有效地活躍課堂教學(xué)氛圍。

在調(diào)查和研究中可知，工程類以及建筑類學(xué)科的學(xué)生可以應(yīng)用3D打印來完成快速原型。教師可以利用電腦直接將設(shè)計(jì)打印成微縮的模型來構(gòu)造教學(xué)設(shè)計(jì)方案，這樣就節(jié)省了大量手工制作的時(shí)間。通過這些快速原型，教師就可以在設(shè)計(jì)之初及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題和缺陷，并且正確地修復(fù)缺陷，教師也能夠給予及時(shí)的指導(dǎo)和幫助。

二、如何利用3D打印教學(xué)提升學(xué)生的創(chuàng)造能力

（一）引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐操作中發(fā)展創(chuàng)新能力

我國(guó)著名的教育學(xué)家陶行知曾主張“教與學(xué)要整合統(tǒng)一”，教、學(xué)、做是同一件事情，而不是各自獨(dú)立的三件事情。要促進(jìn)教師在引導(dǎo)學(xué)生做題的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)讓學(xué)生在做題的基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時(shí)，教師還要重視突出學(xué)生的主體學(xué)習(xí)地位，轉(zhuǎn)變學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。教師只是開展教學(xué)活動(dòng)的指導(dǎo)者和參與者?；谶@種理念，將3D打印技術(shù)作為能夠輔助教學(xué)的平臺(tái)，深入地挖掘中學(xué)學(xué)科的重難點(diǎn)，構(gòu)建完整的可視化、可拆解的3D模型，從而輔助學(xué)生學(xué)習(xí)主干課程。

例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)立體圖形時(shí)，如果光看平面圖形就不能建立起立體的空間模型，但是3D打印技術(shù)就可以打印出相應(yīng)的立體圖形，學(xué)生可以通過觸摸來直接感受立體圖形，從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于立體圖形的認(rèn)知和印象。

（二）創(chuàng)設(shè)3D競(jìng)賽活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力

創(chuàng)設(shè)3D競(jìng)賽活動(dòng)有助于提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。教師可以組織學(xué)生參加有關(guān)3D作品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、3D打印創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等實(shí)踐活動(dòng)，通過競(jìng)爭(zhēng)和合作全面訓(xùn)練學(xué)生的語言表達(dá)、創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

（三）基于SIEM教育理念背景下，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)造能力

STEAM教育理念的本質(zhì)內(nèi)容就是教師要引導(dǎo)學(xué)生通過自主實(shí)踐操作來完成學(xué)生自身感興趣的、并且與學(xué)生自身生活息息相關(guān)的課程項(xiàng)目，使學(xué)生在實(shí)踐操作過程中全面地學(xué)習(xí)到各種學(xué)科，甚至跨學(xué)科的豐富知識(shí)。

這種模式無疑會(huì)給學(xué)生學(xué)習(xí)營(yíng)造一個(gè)趣味、生動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍，這樣有利于學(xué)科之間知識(shí)的互相整合。同時(shí)，開展綜合性的學(xué)習(xí)活動(dòng)還可以有效地發(fā)展學(xué)生的跨學(xué)科思維，同時(shí)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的綜合應(yīng)用，全方位地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力、三維數(shù)字建模能力以及創(chuàng)新、創(chuàng)造能力等學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生以后的成長(zhǎng)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

例如，教師在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)3D教學(xué)課堂電風(fēng)扇的制作內(nèi)容時(shí)，教師就需要引導(dǎo)學(xué)生能夠自主了解制作電風(fēng)扇的相關(guān)物理知識(shí)，同時(shí)讓學(xué)生明確電機(jī)在什么情況下才會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)或者停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這種教學(xué)模式要比教師單純地在課堂中直接給學(xué)生講解法拉第電磁感應(yīng)定律的教學(xué)模式更加新穎、生動(dòng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中自然也會(huì)提高對(duì)于學(xué)習(xí)的興趣，在培養(yǎng)自身實(shí)踐能力的過程中完善自身的綜合學(xué)習(xí)能力。

總之，3D打印是一種個(gè)性化、數(shù)字化的制造技術(shù)，它既是促進(jìn)創(chuàng)新教育發(fā)展的技術(shù)平臺(tái)，還是提高教育創(chuàng)新教學(xué)效率的重要手段。將3D打印技術(shù)深入地應(yīng)用在課堂以及校園中，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有十分重要的作用。創(chuàng)客教育、STEAM教育理念以及成果導(dǎo)向教育等先進(jìn)的人才培養(yǎng)理念都需要在全社會(huì)的教育理念開放的基礎(chǔ)之上，充分地尊重學(xué)生的多樣化需求和特點(diǎn)。與此同時(shí)，在中學(xué)課堂中引用3D打印教學(xué)手段，不僅能夠創(chuàng)設(shè)新穎、生動(dòng)的教學(xué)氛圍，還能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升課堂教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴建云.在3D打印教學(xué)中對(duì)學(xué)生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].教學(xué)改革，2018（1）：12-13.

[2]胡福文.內(nèi)容創(chuàng)新：3D打印創(chuàng)新教育的關(guān)鍵[J]，中國(guó)教育信息化，2018.