陳敬樂

摘要：隨著時代進步，3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸深入到我們生活的各個方面，3D打印這一項創(chuàng)新型的新興技術(shù)，成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要手段。為加快3D打印在我校的普及，培養(yǎng)學生濃厚的學習興趣，結(jié)合“靈動創(chuàng)客”社團活動，筆者進行了“3D打印入課堂”教學探索。文章從3D打印在教育領(lǐng)域中的實際應(yīng)用著手，分析當前現(xiàn)狀，著力研究有效的課堂實施策略，努力提供多樣化的學習資源，培養(yǎng)學生的空間思維能力和動手能力，讓學生的想象變成現(xiàn)實，讓教師的教學更加立體。

關(guān)鍵詞：3D打印;課堂教學;教學策略

一、“軟硬兼施”打印實物，激發(fā)學生創(chuàng)作熱情

廣州市各區(qū)中小學一直在嘗試開設(shè)3D設(shè)計課程，但由于硬件設(shè)施的配備和軟件的難度與不易操作性，學生無法全程體驗3D設(shè)計的過程。針對以上情況，我校于2017年購買了兩臺3D打印機，授課教師先做學生創(chuàng)意的加工廠，通過自學一到兩款3D打印建模軟件，利用平時休息時間，根據(jù)教學內(nèi)容設(shè)計并打印出不同的實體模型。在第一節(jié)3D打印課，教師為學生介紹3D打印機工作原理時，在3D打印實物展臺前邊講邊演示，同時與學生互動，讓學生在發(fā)放的圖紙上畫出自己喜愛的各種圖形，并挑選個別學生繪制的作品現(xiàn)場操作，將學生設(shè)計的繪畫作品轉(zhuǎn)化成3D打印的實物，讓學生見證自己的繪畫作品轉(zhuǎn)眼間就變成3D打印實實在在的物品，讓他們感到3D打印的奇妙之處。這大大鼓舞了學生的創(chuàng)作熱情，為以后的3D打印學習打下了堅實的基礎(chǔ)。

二、利用新型微課技術(shù)引導學生自學

3D打印技術(shù)跟以往的學習有所不同，它需要學生具有一定的三維空間思考能力，因此，利用新型微課技術(shù)，對學生學習3D打印技術(shù)有很大的幫助。課堂上，學生利用學習設(shè)備觀看課前教師準備好的微課視頻，通過簡練的語言和清晰的教學步驟，了解3D打印模型的制作過程，很容易就掌握了制作方法。對于學習的重難點，學生還可以反復觀看，邊觀看邊操作，直到突破難點，掌握重點為止。由于微課視頻都是由專業(yè)的教師錄制，微課全過程經(jīng)過反復推敲，能達到讓學生學習速度快、效率高的效果。利用微課進行教學，能夠克服教師在教學過程中出現(xiàn)的突發(fā)問題，不會因為設(shè)備、學生等主客觀因素而影響教學進程，達到教和學的無縫連接。尤其是微課基本由名師制作，語言、體態(tài)和內(nèi)容控制上都能處于最優(yōu)化狀態(tài)，學生學習起來必然得心應(yīng)手，事半功倍。在《俄羅斯套娃——圖形的旋轉(zhuǎn)和復制》這一課中，筆者根據(jù)本課的重難點，制作了兩個微課，分別是圖形的旋轉(zhuǎn)和圖形的復制。每一個微課里，除了有清晰具體的操作步驟以外，還在操作過程中的難點做了標識，容易操作錯誤的地方做了講解，微課結(jié)束時進行了簡單的文字歸納，讓學生形成清晰的思路，更快掌握學習內(nèi)容。

三、鼓勵學生合作交流，探究學習

（一）合理分組

由于3D打印創(chuàng)客課程對小學生而言，有一定的難度，因此合理分組是開展小組合作探究學習的一個很重要的環(huán)節(jié)，教師應(yīng)當充分考慮小組里面每一位學生的實際情況，把分別具有觀察能力、操作能力、理解能力的學生合理安排，考慮優(yōu)等生、中等生和后進生的情況科學分配，盡可能提高學習效率。總的來說，就是必須把小組內(nèi)的各方面能力平衡好，優(yōu)化小組結(jié)構(gòu)。因此，在探究學習的過程中，就能形成能力強弱互補，相互帶動，充分發(fā)揮學生各方面的能力特長，避免出現(xiàn)后進生遇到困難就停滯不前的現(xiàn)象，真正提高學習效率。在《新型文具》這一課中，筆者巧妙、合理地分配不同特長的學生，有的學生動手能力強，有的學生擅長形象設(shè)計等，他們設(shè)計出來的桌椅、筆盒、橡皮等等，都有出乎意料的效果。

（二）巧妙分配學習任務(wù)

3D打印課堂學習跟常規(guī)的課堂學習有所不同，除了三維空間難度大以外，知識難點能否有效突破，是整個作品的建模是否成功的關(guān)鍵，因此，巧妙分配學習任務(wù)在開展小組合作探究學習的過程中顯得尤為重要。在整個3D打印校本課程體系里，每個學習內(nèi)容都安排了三到四個任務(wù)，根據(jù)每一節(jié)課的學習特點及學生的學習狀態(tài)，合理配置難度不同的學習任務(wù)順序。另外，教師應(yīng)該考慮學生的實際能力，設(shè)置每一項任務(wù)的難易程度。在《算盤》一課中，由于“陣列”這個知識點是難點，筆者就特意把這一學習任務(wù)安排在任務(wù)一，讓學生有充足的時間和精力解決本課難點，剩下的任務(wù)是之前知識的遷移，學生可以觸類旁通?？梢姡瑢W習任務(wù)的巧妙分配也是整節(jié)課教學目標能否達成的關(guān)鍵。

（三）教師從旁指導，引導學生交流

在學生小組合作探究學習過程中，教師要從旁指導，引導學生發(fā)現(xiàn)問題，并找到解決問題的方法，尤其要把握好任務(wù)的導向，引導學生始終圍繞本節(jié)課學習目標進行探究學習，以最快速度完成學習任務(wù)。同時，教師還要協(xié)調(diào)好小組內(nèi)每一位學生的學習分工，讓學生的特長淋漓盡致地發(fā)揮出來，從而提高整體學習效果。對探究學習中有進步的學生，要及時給予肯定，鼓勵他們再接再厲，充分調(diào)動學生的積極性，形成你追我趕的良好學習氛圍。在《創(chuàng)意設(shè)計》一課中，學生通過自己的思考，利用所學的知識，各組每一位學生都各抒己見，發(fā)揮各自豐富的想象力，如“水果拼盤”“太空飛船”“掃地機器人”等等，教師要充分肯定學生的創(chuàng)意，鼓勵他們克服困難，引導他們尋求解決困難的辦法。一節(jié)課下來，每個小組都完成了各自的作品，體現(xiàn)出探究學習的高效性。

四、教師點撥解難，掃清學習障礙

在3D打印校本課程中，我們選取簡單實用的3DONE建模軟件，學生操作起來容易實現(xiàn)二維向三維空間的轉(zhuǎn)換。學生經(jīng)過一段時間的學習，對基本形狀的縮放、旋轉(zhuǎn)、平移、平視、側(cè)視、仰視、俯視等角度的操作已經(jīng)基本掌握，但在建立起三維空間的造型視線，完成物品的軟件模型構(gòu)建過程中，也許會遇到不同程度的困難。這時就需要教師答疑解難，一一訂正綜合課堂上學生出現(xiàn)的問題，尤其是全班沒有一個學生能夠解答的問題，教師要及時講解，系統(tǒng)了解本課的知識結(jié)構(gòu)，有利于掃清學生在學習本課內(nèi)容的障礙，為后面的學習環(huán)節(jié)打下堅實的基礎(chǔ)。如在《卡丁車》這一課中，學生只看到卡丁車整體的造型，不知道各部件之間如何搭建，制作起來十分困難。這時，教師就需要把整體模型進行拆解，讓學生了解各部分構(gòu)造，用不同視圖展現(xiàn)在學生面前，拓展學生的思維，激發(fā)學生的創(chuàng)作靈感，同時提高課堂的效率。

五、發(fā)揮學生想象，立意創(chuàng)作

創(chuàng)作源于生活，只要設(shè)計出模型，就可以通過3D打印機實現(xiàn)。3D打印課程的一個重要環(huán)節(jié)是打印模型，也就是把人的創(chuàng)意和設(shè)計打印成實物。要想打印出栩栩如生、富有立體感的實物，學生必須發(fā)揮創(chuàng)意和想象力，了解平常生活中接觸的立體實物，運用學過的知識，設(shè)計各種各樣的概念汽車、玩具小動物、智能機器人、創(chuàng)意搭建、宇宙飛船、智能家居、玩具等。學生接觸得越多日常生活中的實物，想象力越豐富，創(chuàng)作出的作品就越形象生動，因此，更能讓學生升華學習內(nèi)容，很好地完成該節(jié)課的學習目標。

3D打印課程實施以來，學生課堂上愛學樂學，利用課余時間設(shè)計的模型多次獲得市區(qū)的多個獎項，是我?！办`動創(chuàng)客”社團的重要組成部分，已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)出其教育價值，學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力得到了很大的提高。3D打印課堂具有“理想變現(xiàn)實”的獨有特點，能夠把學生的創(chuàng)意變成實實在在的作品，使學生在課堂上獲得成功感、愉悅感，成為激發(fā)學生的學習興趣及內(nèi)在的驅(qū)動力。今后，我們將繼續(xù)探索3D打印創(chuàng)新課堂教學，提高教學效率、豐富教學手段，滿足個性化學習、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，通過3D打印課堂引導學生由簡單的創(chuàng)意設(shè)計向更廣闊的領(lǐng)域延伸。

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