王敬曦

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)進入教育領(lǐng)域并逐漸地被人們所重視。現(xiàn)階段教育工作者已經(jīng)將3D打印技術(shù)與小學創(chuàng)客教育相互結(jié)合，形成一種新的教育模式，教育專家也通過詳細地講解這種新的教育模式，逐漸地讓教育工作者接受并進行推廣發(fā)展。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);小學;創(chuàng)客教育

3D打印技術(shù)經(jīng)過30年的發(fā)展，其技術(shù)已經(jīng)比較成熟并且為公眾所熟知，各行各業(yè)也已經(jīng)將其在實際工作中進行了應用，現(xiàn)在也開始應用于創(chuàng)客教育中。通過3D打印技術(shù)，小學生可將所見到和想到的實物進行立體建模，再用3D打印機進行打印，把想象的物體變?yōu)楝F(xiàn)實模型，這樣能直觀地將問題很好地進行分析和解決。這一新的技術(shù)運用于教育的過程中也開創(chuàng)了一種新的學習方式。

一、創(chuàng)客教育和3D打印技術(shù)概述

（一）創(chuàng)客教育概述

創(chuàng)客教育現(xiàn)階段還未有明確的概念表述，目前階段最為普遍的說法就是通過創(chuàng)客所具備的文化含義與國內(nèi)的教育相互融合，使學生產(chǎn)生好奇心理進而激發(fā)學習興趣，增加學生的創(chuàng)造力、動手能力，將現(xiàn)實情境與學習方式進行結(jié)合，以數(shù)字為基礎(chǔ)建立模型，使學生具備發(fā)現(xiàn)新問題的能力并對問題加以解決的一種新型教育方式[1]。

（二） 3D打印技術(shù)概述

3D打印技術(shù)專業(yè)化名稱為“快速成型技術(shù)”，是一種以數(shù)字為基礎(chǔ)并經(jīng)過運算形成的模型，再使用專業(yè)的黏合性物質(zhì)，逐層進行疊加打印形成的一種立體模型[2]。3D打印模型一般要經(jīng)過兩道工序才能呈現(xiàn)在我們面前，第一步為模型的建立，即運用專業(yè)的畫圖軟件如常見的UG、CAD等三維軟件繪制形成最初的模型，然后在模型生成后轉(zhuǎn)化成為特定格式的文件，將文件導入3D打印機中，由3D打印機對文件進行識別分析并轉(zhuǎn)化成為特定層次，然后按照既定的層次進行打印，最終形成我們所繪制的模型。我國對3D打印技術(shù)發(fā)展也很重視，很多教育工作者通過自身不斷學習，將3D打印技術(shù)與小學教育相互的結(jié)合得比較緊密。

二、3D打印技術(shù)在小學創(chuàng)客教育中的應用

（一）建立3D打印技術(shù)下的創(chuàng)客空間

3D打印技術(shù)在小學生創(chuàng)客教育中進行應用的過程中，硬件儲備很重要，這個硬件儲備的基礎(chǔ)便是創(chuàng)客空間，這個空間是一個教師與學生共用的平臺，參與的小學生在這個平臺內(nèi)進行自主操作，在操作結(jié)束后積累經(jīng)驗并進行分享。在創(chuàng)客空間進行建設的過程中，師生應該設立一個清晰的目標，要將學校的情況結(jié)合創(chuàng)客教育，創(chuàng)建適合學校長期發(fā)展的創(chuàng)客空間。這個空間所需要的設備包括3D打印機及打印所需要的材料、含有建模軟件的計算機以及相關(guān)的一些材料，這些材料是完成小學生建模的基礎(chǔ)條件。

（二）創(chuàng)客教育課堂運行

只要教育用資金能夠按照要求準時提供，創(chuàng)客空間便能夠建立完成。但是與之相對應的創(chuàng)客教育課堂想要按時運行并非那么容易，一個高素質(zhì)的教育者是3D打印技術(shù)所應用的前提條件。首先，教師在前期的備課過程中，需要查閱大量的資料，這些資料可能包含有不同的學科、不同的專業(yè)知識。其次，要對授課的學時進行綜合安排，保證學生在學習周期內(nèi)，有足夠的學習和討論的時間。在創(chuàng)客教育課堂實行的過程中，一個好的教育工作者，能將學生的想象力變成為現(xiàn)實并且打印出來。如常見的在學習一些地理文化的知識過程中，老師就可以利用網(wǎng)絡資源對地理知識進行展示，讓學生根據(jù)自己的理解融入相應的想法進行三維模型建立并傳輸打印形成模型。教師作為一個參與者，要對各個同學的模型進行鼓勵，進而激發(fā)學生的創(chuàng)作能力。

（三）三維設計與教育相互結(jié)合

創(chuàng)客教育以腳踏實地為基礎(chǔ)進行變化創(chuàng)新，在以我國的基礎(chǔ)教育為前提的條件下使小學生具備更強的動手能力，在小學生將提出的新想法付諸實踐的過程中，使小學生轉(zhuǎn)變學習態(tài)度，化被動學習為主動出擊，其主要的目標是讓小學生在實際操作中通過親身體會感受來進行發(fā)明創(chuàng)造。小學生在這個年紀，具備很強烈的好奇心，特別是對出現(xiàn)的新鮮事物會不由自主地觀看并提出各種各樣的問題，這樣的好處便是能夠激發(fā)發(fā)明創(chuàng)造的能力。在教學進行過程中，僅僅使用3D打印不能滿足教育的實際需求，不能保證學生的參與感，反而會使學生出現(xiàn)積極性缺乏而產(chǎn)生厭煩情緒的情況。正是基于此項問題進行綜合考量，三維軟件的設計建模技術(shù)必須參與其中，要將兩者做好結(jié)合?，F(xiàn)階段教育過程中最為廣泛使用的設備為3D掃描儀，這是創(chuàng)客教育中的重要輔助設備。

（四）為教師制作教具

3D打印技術(shù)與創(chuàng)客教育兩者的相互結(jié)合主要表現(xiàn)為兩個過程，首先是前期的三維模型的建立，其次是建立模型后到3D打印這一個過程。當然3D打印需要相關(guān)聯(lián)的設備進行輸出，這對一個小學生而言要求沒有那么高。創(chuàng)客教育中的關(guān)鍵點便是模型的設計建立，這是特別關(guān)鍵的步驟。在實際的教學進程中，主要設施分別為三維建模的軟件和3D打印機兩種。任課教師要對三維設計軟件的基礎(chǔ)功能進行講解，讓聽課的小學生能夠進行一些簡單的設計，再在后期進行打印成模型。教師通過對3D打印技術(shù)系統(tǒng)全面的講解，能使小學生對軟件有一個初步的掌握，具備基本的建模能力并完成后續(xù)的打印，通過加強練習后能夠熟練地進行使用。小學階段所使用的教學用具總體而言比較簡單，結(jié)構(gòu)清晰，小學生進行初步了解后，結(jié)合自己的想象進行三維建模并進行打印，這樣能夠很好地增加對設備使用的熟練程度，同時能夠為其他要學習的科目帶來幫助。如打印常見的數(shù)學教育使用的三角尺、方尺等模型，同時，對生活中的一些著名建筑物進行建?？s小，可以說，其對促進小學生各種能力提高的作用是不言而喻的。

（五）與開源硬件相互結(jié)合創(chuàng)新開發(fā)新產(chǎn)品

創(chuàng)客教育與3D打印技術(shù)運用的前提是小學生應具備敏銳的觀察能力，能自己動手獨立操作，進而自己設計出好的作品。在小學生進行作品設計的過程中，老師應該全程進行指導教育，對小學生的各方面素質(zhì)進行提高幫助。與傳統(tǒng)的模型制造行業(yè)對比來看，3D打印技術(shù)整體優(yōu)勢明顯，特別是制作材料節(jié)省、用料簡單，而傳統(tǒng)批量化模型的生產(chǎn)需要與之相對應的模具。在創(chuàng)新應用方面，教師也可以與學生組成一個小的團隊，發(fā)揮每個學生的自身優(yōu)勢，進行個性化的產(chǎn)品模型建立。在創(chuàng)客教育進行的過程中，可以對產(chǎn)品進行原始化的設計并且進行功能開發(fā)，利用開源硬件的功能，對新開發(fā)的模型的產(chǎn)品功能進行實現(xiàn)。這樣做帶來的好處就是增加學生的創(chuàng)新能力，在對一個新的產(chǎn)品設計、討論的過程中，學生能夠發(fā)揮自己的想象力，對設計過程中不合理的地方進行優(yōu)化整改，從而使設計的產(chǎn)品更加合理，更具備實用性。小學生在3D技術(shù)的使用過程中，想象力會被不斷激發(fā)，各項能力得以提高。

綜上所述，3D打印技術(shù)與創(chuàng)客教育兩者完美地結(jié)合，對小學生的創(chuàng)作能力、想象能力、綜合素質(zhì)的提高具有很大的幫助，能夠促進小學生的德智體美全面發(fā)展。雖然3D打印技術(shù)能夠帶來這么多的好處，但本身也存在技術(shù)上的短板，如我們常見的打印周期較長、耗時較多、打印材料成本無法降低、打印出來的模型質(zhì)量低下等一系列問題。這些問題在創(chuàng)客教育與3D打印技術(shù)相互結(jié)合的過程中均應被重點考慮。授課教師要以身作則，對小學生進行全面的指導，減少不必要的打印時間，提高打印效率，對打印使用的材料進行嚴格限制，切實減少打印材料的浪費現(xiàn)象。同時要考慮打印過程中可能出現(xiàn)對打印效果產(chǎn)生影響的因素，選擇相對穩(wěn)定的打印環(huán)境進行模型的打印。

參考文獻

[1]張方蓁.3D打印技術(shù)在小學創(chuàng)客教育中的應用與實踐[J].好家長，2019（31）：53-54.

[2]鄒梅，尚亞麗，陳文云.3D打印在中小學創(chuàng)客教育課堂中的應用[J].長春師范學院學報（自然科學版），2019，38（1）：198-200.