3D打印技术的校本课程研究

张玲

摘要：在“互联网+”的大背景下，3D创客教育慢慢进入人们视线，各类3D创客空间也如雨后春笋般步入中小学课程建设中。龙虎塘实验小学将3D打印技术融入诗意课程建设中，开设了“3D创客”特色课程。该课程遵从“情趣、灵动、向美”的信息学科“诗意课堂”规程，已在学生动手实践能力、思维创造能力以及自主学习能力上取得了一些成效，也积累了一些生动案例，以期为学校“诗意课程”建设与研究添砖加瓦。

关键词：3D打印技术;特色课程;课程建设

一、引言

新时代的教育，是以培养创新精神和创造能力的新型人才，推动社会的发展和进步为使命的教育。近年来，3D打印技术在基础教育教学中的应用越来普及，但是如何发挥3D打印技术的教育作用，培养学生的创新思维能力，仍然有很多问题亟待解决。

常州市新北区龙虎塘实验小学（以下简称龙小）以培养“阳光、灵动、文雅”的诗意学生形象为目标。在信息技术选修课程中融入了信息学科诗意课堂的校本课程的研究，让六年级学生从繁重的课业中解脱出来，为思维插上想象的翅膀，打通从“想象-建模-实体”的渠道，开设了“3D打印创客”特色校本课程。

二、3D打印技术在基础教育研究领域现状

3D打印技术，学名为“快速成型技术”，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。【1】近年来，随着3D打印技术的成熟，已在航海、航天、医学、建筑等领域广泛应用。而在教育领域，国内外的研究者们也纷纷投身于3D打印技术研究。例如如英国教育部开展了一项为期一年的试验项目，以21个学校为试点，将3D打印技术应用到数学、物理、工程和设计等课程中。【2】美国杜克大学成立了3D打印实验室，通过扫描化石，为来自远古时代的生物遗骸创建了详细的3D图像。在我国，主要以信息技术拓展课或者校本课程的形式逐步走进中小学课堂。【3】综上所述，3D打印技术在基础教育领域的蓬勃发展指日可待，但如何有效且系统地开展3D打印课程，如何让3D打印技术与学科进行有效融合，还是亟待我们解决的问题。

三、案例：“3D打印创客”诗意课程教学实践

龙小以信息技术选修课为载体进行了大胆的尝试。在六年级信息技术课中加入了“3D打印创客”课程，该课程为期一学期，面向全体六年级同学开设。

1.课程目标

“3D打印创客”选修课程以国家课程改革纲要为指导，结合我校诗意课程发展实际进行教学。本课程的具体建设目标包括：（1）通过系统的学习，了解3D打印技术发展现状，形成初步的3D制造概念、3D建模的方法和3D作品鉴赏能力。（2）熟练掌握青少年三维创意设计软件3D One的基本指令，能利用该款软件进行自由创作三维模型。（3）通过动画创作、解决生活小问题、丰富课余生活等情境寓教于乐，营造浓厚的学习氛围，让学生在模仿中思考，在思考中创造。

（1）你所不知道的3D打印。第一讲主要向学生讲授3D打印的“前世今生”，通过实物展示、视频链接、网络资源共享等方式了解3D打印技术。第二讲则带学生参观3D创客教室，通过直观的作品欣赏，以及3D打印机工作原理的探索亲密接触3D打印。第三讲则回归设计本身，了解设计模型的软件——3D One，并自己简单动手试一试建模过程。

（2）学习的好伙伴。本章节从学生的学习需求出发，鼓励学生自己设计学习用的个性小物件。起初，学生控制不好物品的尺寸大小，经过科学测量，与市场上的学习物件进行比对，从而最终设计出自己专属的学习物件。最后，还在美术老师的指导下进行个性涂色，让单一颜色的物品变得更加美观。

（3）生活的好帮手。通过母亲节和父亲节的节日背景，进行情境教学。逐步引导学生设计出贴合实际，并为生活服务的小物件。如：给妈妈送上的惊喜母亲节礼物，给爸爸解决工具尺寸的烦恼等。学生通过3D One进行三维设计，设计出模型并打印后，再进行颜色美化。

2.课程实施成效

（1）激发了学生的创作热情

通过贴合学生实际生活的主题教学，再结合符合青少年操作实际的3D One软件，让学生设计出所见即所得的三维立体模型，极大地激发了学生的求知精神，丰富了学生的创造能力

（2）提升了学生的思维能力

学生在建模的过程中，完成了从平面到立体的思维转变，从三视图的视角观察所设计的物品，如何进行基本实体的个性组合，如何对立体图形进行加减运算，如何进行倒角、放样、掏空等命令，对学生的空间思维能力和计算思维能力都提出了更高的要求。

四、结束语

经过一学期的探索与实践，“3D打印创客”特色课程获得了一些成绩，学生的动手能力和思維能力都有了显著提升，课程也获得了老师和学生们的一致好评。随着信息的快速更新迭代，技术的飞速发展。在已经让此课程生根的同时，如何让课程发芽开花，如何为学生提供更丰富的创作空间，如何让该课程系统化实施，还是今后需要继续探讨的话题。今后，“3D打印创客”特色课程还需在打开学生思维限制，打通学科融合壁垒方面进行实践，相信这门课程会不断充实和完善起来。

参考文献

[1]童宇阳.3D打印技术在中小学教学中的应用研究[J].现代教育技术，2013，23（12）：16-19.

[2]李柯影，郑燕林.3D打印技术在中小学教学中的应用——以英国中小学课堂引进3D打印技术项目为例[J].现代教育技术，2015，25（04）：108-114.

[3]王正玉. 小学3D打印课程的设计与开发研究[D].上海师范大学，2014.