用3D打印手段培养创造性思维的教学设计探讨

吴智雪

【摘要】如今，3D打印技术不断得到发展和应用，特别是在教育领域有着显著的应用效果。3D打印技术作为创新发展中的全新产物，在课堂中合理运用能够培养学生的创造性思维，使学生在设计和操作过程中体验不一样的感觉。文章对3D打印手段培养创造性思维的教学设计进行了合理探析。

【关键词】3D打印技术；创造性思维；教学设计

培养学生的创造性思维对于学生的学习有着积极的促进作用。将3D打印技术带入课堂，能够从基础上优化教师的教学模式和管理方法，以便于学生对知识的了解和运用，并且还能够培养学生的创造性思维，给学生未来的学习和就业打下良好的基础。

一、3D打印技术的概念

3D打印技术就是一种快速成型的技术，以数字模拟为基础，利用粉末状金属等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术涉及的领域非常广，其增材制造的特殊性质可以为工业的发展带来突破性的创新。在制造过程中能够做到不浪费材料是3D打印技术最明显的优势。从专业性的角度来看，3D打印技术在各领域都能够得到有效的应用。

二、3D打印手段培养创造性思维的需求

（一）创造性思维的重要性

我国第一个提出创新教育理念的是陶行知先生，并且他在教育中也进行了实践，通过亲手制作等方式去培养学生的创造能力，这也是我国创新教育思维最有代表性也是最早出现的案例。很多学者提出，多种学科结合的教学培养模式是培养学生创新思维的重要方法，不仅可以为教师提供参考和指导的方向，也为国家培养出更多创造性人才提供了有效的依据。

我国素质教育改革已经进行了一段时间，但是个别地区对学生创造力的培养仍未提高重视。从时代发展背景来看，近些年互联网行业等领域正处于高速发展阶段，要想紧跟时代发展的步伐，就要具备一定的创新能力和想象能力。在此期间，创新思维的训练应该从学生阶段抓起。

根据教育心理学的观点，学生阶段是培养创新思维能力的最佳时期。因为学生年龄比较小，创新思维能力正处于高速的发展中，在这个阶段若是能够对学生进行创造性思维的训练和培养，将对学生的学习有积极的促进作用。从国家的发展形势来看，我国正处于可持续发展阶段，需要大量的创造性人才，所以就更应该积极培养创造性人才。因此，创造性思维的教育设计对于我国目前的实际情况来说，具有深远的意义。

（二）3D打印在创造性思维课堂中的运用

3D打印技术在各个领域的发展中都发挥了重要的作用。3D打印技术的自身特点可以避免原材料的浪费。3D打印技术对学生创造性思维的培养主要体现在以下两个方面。

1.3D打印课程

3D打印课程指的是根据3D打印技术开设的一门课程。虽然目前我国对这种课程没有较为统一的标准规定，但是一些发达城市的研究队伍对3D打印课程已有所研究。以校企合作的形式，企业提供3D打印设备，专业的研究队伍根据学校的实际情况来进行教材的编制。在此过程中，3D打印课程教学，可以正确引导学生发挥创造力和想象力。

在创新方面，3D打印课程以一种新型的教学方法和理念出现在教师和学生面前，新颖的教学手段可以吸引学生的注意力，让他们尽情发挥想象力。在操作方面，学生要想完成学习任务，就要亲自利用计算机技术来进行操作，这就在一定程度上培养了他们的动手操作能力，而且能够培养学生的立体思维想象能力。在合作方面，3D打印课程可以分为若干个小组，在小组之中学生可以充分表达自己的创意，学生之间互相沟通，互相协作，共同进步。在此过程中，能够锻炼学生的沟通能力与人际交往能力，还可以促进学生之间感情的升华，有效避免了学生在学习过程中不敢提出问题、缺乏自信等现象的出现。另外，3D打印课程是一门新兴课程，所有的学生站在同一起跑线上，没有优劣之分，每位学生的创造性想法都应得到鼓励。

2.3D打印在学科教学中的应用

在教学方面，3D打印技术可以被运用在各个学科的教学中，它可以被看作演示文稿、多媒体设备等在课堂中的应用。演示文稿主要是被用在讲课的内容中，而多媒体设备则可以显示画面的效果。3D打印技术就是这些教学的辅助工具。在学生学习中，利用3D打印技术打印实物，可以使学生更直观地去面对实物和了解实物，也可以在打印中证实自己的猜想。

在传统教学中，若是讲到学生没有见过的事物，教师就会利用多媒体设备以图像和视频的形式展示出来让学生直观感受。但是这种方式用得多了就无法激发学生的学习兴趣。将3D打印技术引入到课堂以后，教师就可以利用其将3D建模图形打印出来，并且构建出模型，这样就会引起学生的注意，增强他们对学习的兴趣，也可以培养他们的创新思维能力。

三、培养学生创造性思维的不足之处

（一）受传统的教学观念影响

我国推进素质教育创新和改革的主要目的就是要打破教师、学生和家长对教育的传统思想。现阶段，应该明確的是教育的目的不只是简单的授课教学，更重要的是促进学生的语言沟通能力、人际交往能力、团队合作能力、独自思考能力和创新思维能力全面发展。根据我国目前的实际情况，受传统教育模式的影响，教师在课堂上向学生灌输知识，学生只是被动地接受，课堂气氛紧张，学生在学习中不能提出疑问，更别说创新。虽然近些年来我国教育制度得到了改革创新，逐渐注重对学生能力的培养，但是很多教师仍旧不能打破传统的教学模式，使学生的创新思维能力受到束缚。所以，只有彻底打破传统的教育观念，才能够使学生在未来的学习中占据主导地位，创新思维能力得到发展。

（二）个别地区的教学条件落后

就我国目前的教育情况而言，个别地区的教学条件有限，师资有限，教育资源严重不均衡。这就导致学生不能够接受良好的教育，各方面能力得不到有效提升。这就要求有关部门要高度重视教育帮扶，尤其重视教育落后的地区的教育发展，以促进学生各方面素质的全面发展。

（三）国家政策有待完善

近年来我国虽然对教育工作加大了重视力度，要求对中小学生的各方面素质能力进行有效的培养，但是在具体实施的过程中，是否能够保证质量，就要看各个部门对此事的重视程度以及后期的跟踪调查结果。只有教育工作得到了保障，才能够顺利实现提高学生各方面素质能力的目标。只有让学生在适当的年龄范围内接受相应的教育，才能为他们未来的生活学习奠定基础，同时也能为国家培养出更多优秀的人才。

四、3D打印技术在课堂中的实施效果

將3D打印技术应用在课堂中，学生参与课堂的积极性要比以往高出很多，课堂气氛比较活跃，而且对于学习内容学生都非常感兴趣，大多数学生在课堂中都能够集中注意力，主动参与到课堂活动中来。教学环节的有效设置，能够激发出学生的好胜心。在课堂中，学生需要亲自设计图案，表现非常积极，这也是整个教学过程中最有意义且最受学生欢迎的阶段。3D打印技术在课堂中的合理应用，能让学生的想法变成事实。正因为如此，学生在学习中不受条条框框的束缚，能够积极参与并充分发挥想象力，创新思维能力得到更好的发展。另外，采用分组的形式进行教学，可以激发出学生的潜能。在小组合作学习中，学生的语言沟通能力、团队协作能力得到进步，创新思维能力也得到发展。

所以，在课堂上合理运用3D打印技术，能够很好地发挥学生的想象力，培养学生的创新思维能力，促进学生的学习和发展。

五、结束语

随着社会经济的快速发展，科技的不断创新，教育领域迎来了崭新的面貌。随着教育模式的不断改革与创新，对中小学课程的研究程度日渐成熟。在此期间，要想将一种新型的多媒体教学模式有效应用于课堂，就一定会出现对技术应用的质疑。因此，研究和实践3D打印技术就非常有必要。3D打印技术在课堂上的合理应用，可以充分发挥学生的影响力和创造力，不仅对学习有积极的促进作用，而且对各方面素质的全面发展也有着积极的促进作用。

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