论3D打印课程如何培养学生的创造力

曹佩怡

[摘           要]  3D打印作为一种应用广泛、技术日臻成熟的新科技，运用于我国工业生产、制造业中对优化传统制造、推进制造业的转型升级具有重要作用。快速成长的3D打印产业需要大量富有创造力的人才。中职3D 打印这一年轻、富有活力的课程教学应以培养学生的创造力为目的。从“营造良好的学习环境、创新教学方法，激发学生创新动机;以STEAM教育理念引领学生创造力的培养;运用一体化教学模式让学生在做中学以及开展技能竞赛，以赛促创”等几方面阐述在3D打印课程中培养学生创造力的具体策略。

[关    键   词]  3D打印;中职;创造力

[中图分类号]  G715                [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2019）05-0148-02

3D打印作為一种以数字模型文件为基础、运用可黏合材料、采取逐层打印方式构造物体的快速成型技术，迅速渗透人们生产生活的各个领域，虽然在国外发展迅猛的3D打印市场在我国仍处于起步阶段，但3D打印在我国拥有广阔的发展前景。3D打印技术作为中职学校的一门专业技术课程，学好3D打印技术对学生而言可以促进他们创造力的发展，提升他们的就业竞争力，这门学科的发展对促进我国制造业、工业智能化发展也具有重要推进作用。并且，在提倡创新教育的中职教育改革背景下，利用3D打印技术课程对教学过程中的案例模拟、建立立体模型源文件以及拍照创建等都具有重要辅助作用，3D打印技术课程在推进中职教育改革创新、为现代企业储备创新型技能人才过程中的作用巨大。中职教师应如何利用3D打印技术课程培养中职学生的创造力，促进其创新能力萌芽、发展呢？

一、培养中职学生创造力的重要意义

缺乏学习兴趣、缺乏良好的学习基础、思维能力发展水平较低、思维品质差是当前中职学生普遍存在的问题。而培养适应现代企业需要的高素质技能型人才则是职业教育的最终目的。时代发展、科技进步迫切需要创新型人才，培养拥有创新能力以及解决实际问题能力的技术人才则是我国现代企业发展、制造业转型升级的需要。中职学生正处于创造力发展的关键时期，在这一时期培养他们的创造性思维能力，为他们的“标新立异”营造宽松、民主、开放的氛围，鼓励、引导他们运用新颖、独特的方法解决问题，培养他们良好的思维习惯，对他们进行创造性思维训练，才能成功激发他们的创新动机、增强他们的创新意识、提高他们的创造力，从而培养富有潜力、创造力的高素质技能型人才，为实现人才强国的战略目标、全力构建创新型社会储备强大的后备力量。

二、利用3D打印技术课程促进中职学生创造力提升的策略

（一）营造良好的学习环境、创新教学方法，激发学生的创新动机

传统教学是教师的单向知识灌输，学生的学习十分被动，他们的思维被教师牵制，思维的灵活性和发散性不高。传统课堂上中职学生缺乏学习动力、缺乏探究意识，他们的创造力自然更是无从萌芽，进而发展。3D打印技术课程是一门年轻的课程，在这门课程教学中，教师首先要注重民主、开放的良好学习环境的营造。教师可以将传统的多媒体图片、直观、生动的多媒体动画等充分利用起来，为中职学生的学习营造良好的信息化学习环境。教师还应创新教学方法，摒弃讲授、演示的单一教学方法，教师可以综合运用任务驱动、小组合作探究、演示法以及游戏教学法等多元教学法提高学生的学习兴趣，激发学生的创新动机。如在3D打印技术课程教学中，教师可以运用线上线下相结合的混合教学模式，将课堂上需要学生掌握的重难点知识利用微课视频等形式上传到网络平台供学生自主学习。在课堂导入阶段利用和新知相关的多媒体动画导入课堂教学，营造有利于学生学习兴趣激发的信息化教学环境，在教学过程中则以问题引领学生探究，给学生动手实践的机会，并利用可视化的3D打印技术将学生设计的模型打印出来，学生可以直观看到自己的探究成果，他们的创新动机被充分激发出来。

（二）以STEAM教育理念引领学生创造力的培养

高校扩招背景下中职学生的素质普遍不高，而3D打印技术作为一项全球领先的新科技，3D打印技术课程理论性、实践性都极强，对学生创造力要求也极高，学生在学习中遇到很多困难，很难取得良好的学习效果。中职教师可以运用源于美国的STEAM教育思想指导教学，从诱发中职学生的学习兴趣、培养他们的学习积极性做起，在教学中转变“知识点教学”的传统做法，注重教给学生思考方法。教师在教学内容的选择时，选取那些和中职学生的专业、生活息息相关的，可以成功调动中职学生学习兴趣的内容，以STEAM学习案例的形式呈现，让中职学生在独立思考、团队合作过程中亲自动手实践，在这一过程中运用自己学过的知识探究学习案例所涉及的跨学科知识，并用3D打印机制作出来，最终完成装配过程。由于整个教学过程都是基于学生学习兴趣的，对中职学生而言充满吸引力，他们在学习案例完成过程中学会综合运用不同学科知识，跨学科思维也得以发展，他们的创造力在这一过程中得以充分发挥。如在3D打印技术课程教学中，教师可以将学生日常生活中触手可及的电风扇作为学习案例，让学生以分组合作的方式制作出美观、实用的电风扇。在制作电风扇过程中，他们充分调动自己的探究积极性，对制作电风扇需要的电能与机械能转换技术、控制风力大小的技术以及齿轮传动比关系知识、如何让电风扇更具美观性等知识进行深入探究，在3D电风扇制作过程中，他们不仅充分调动自己的知识储备，不同学科知识的综合运用能力、动手能力、创造力都得以有效提升。

（三）运用一体化教学模式让学生在做中学，提升创造力

随着我国现代企业对初、中级人才综合素养要求的提升，我国职业教育开展了以就业为导向的改革创新，一体化教学模式在职业教育改革的大潮下应运而生。和传统教学模式不同，一体化教学模式强调的是教学做合一，强调的是在兴趣引领下、在实践教学中提高学生的动手实践能力以及创造力。在3D打印技术课程教学中运用一体化教学模式，教师要在深入调研企业人才需求、充分了解当前市场正在使用的3D打印机类型、服务方向的基础上，购置合适型号的3D打印机以及合适的耗材;构建适合一体化教学的全新教学体系;教师还应在3D打印技术的辅助下构建教学平台，将中职学校不同专业学生所学专业基础学科、专业课的重难点构建成可视化、可拆解的3D模型，从而更好地辅助不同专业学生的主干课程学习。在一体化教学实施过程中，教师还要做到在教学中理论与实践紧密结合，并在教学中做到教师主导、学生主体，给学生“在做中学”的机会。一体化教学模式下，中职学生的学习更具积极性、主动性，从而更具有有效性，在做中学也给了他们充分发挥自己潜能的机会，一体化教学模式下，他们的创造力得以有效提升。如，教师可以让学生完成设计经典的动画形象——维尼熊的学习任务，教师提前将维尼熊的外观特点、尺寸等告知学生，将学生的学习兴趣充分激发出来。学生则在教师的引导下分析、讨论三维建模的具体操作步骤、方法，针对学生对学习任务分析过程中遇到的疑难问题，教师可以运用讨论法、演示法等多种教学方法帮助学生掌握新知。在任务完成过程中，教师将中职学生划分成四至八人小组，让他们在自主学习、合作探究相结合的过程中合作完成维尼熊3D模型制作。最后教师将学生完成的维尼熊模型进行格式转换，以适合3D打印机的STL格式将模型打印出来。在合作完成学习任务的过程中实现了教师的教、学生的做和学的统一，学生不仅在完成任务过程中充分发挥学习主动性，他们的合作能力、创造力也得以提升。

（四）通过开展竞赛促进中职学生创造力的提升

为加速我国制造业的转型升级，让我国制造业技术革新带来的创造力量早日充分释放，促进我国“中国制造2025”战略规划的顺利实现以及我国制造业的跨越式发展，我国每年都有组织包括校级、市级直至国际级的3D打印技术创意设计大赛。利用3D打印课程培养中职学生的创造力，教师要以赛促教，通过组织学生参加不同级别、不同命题形式的比赛，层层选拔、以赛促教、以赛促创，以不同命题形式、不同级别的比赛促进中职学生创造力以及综合素养的有效提升。首先，教师应在技能竞赛的引领下展开日常教学，教师应及时把握不同年份3D打印创意设计大赛的创新元素，及时把握行业的最新动态，将最先进、最富有实用性的技能传授给学生;教师还应在学生合作完成学习任务的过程中培养学生的职业素养、提升学生的团队合作能力，培养中职学生的集体荣誉感;另外，就业是中职学校人才培养的最终目的，教师要善用技能竞赛转变学生理论知识扎实、实操能力薄弱、创新意识薄弱、创造力欠缺的不良现状。在日常学习中积累的大量实操经验、培养的竞争意识、团队精神、创新意识、创造力都将为他们成为创新型人才、提高综合职业素养奠基。其次，教师要定期组织学生参加校级的3D作品设计大赛，竞赛过程不仅是技术的竞争，还是创意的比拼，是学生创造力的比拼。在校级的3D设计比赛中，学生充分发挥自己的想象力、创造力，在团队合作过程中集思广益，更好地沟通、合作，做出富有创意的作品。不仅培养了合作意识、合作能力，创造力也在这一过程中得到进一步提升。然后教师再推选、组织他们参加更高层次的3D打印创意设计大赛，在不同层次、不同命题形式的比赛过程中，使他们的能力得以进一步提升，以创新能力为核心的核心素养也进一步提升。

总而言之，创新是推进民族发展、社会进步的不竭动力，是现代人才的必备素质。在中职教育改革及李克强总理“大众创业，万众创新”理念的引领下，中职学校必须将创新教育作为教育改革的核心。3D打印课程作为以计算机三维设计为基本蓝本的新型技术，3D打印课程教师必须注重对学生创造力的培养。教师要在教学模式、教学方法上进行创新，以多样化的教学模式、教学方法激发学生兴趣、创新动机，并在教学做合一中促进学生创造力的萌芽、发展，进而提升他们的创新能力，为社会储备高素质创新型技能人才。

參考文献：

[1]袁富贵，郭保生.基于3D打印技术在建筑中的应用探索大学生创新与实践能力的研究[J].教育教学论坛，2016（36）：212-213.

[2]王寒里，原红玲.基于产教融合的职业院校3D打印一体化教学场景构建探析[J].广东教育（职教版），2018（8）：13-16.

[3]代建云.在3D打印教学中对学生创造能力和创新能力的培养[J].读与写，2018（23）：32.

[4]褚忠，朱帝成，华福文，等.基于3D打印实践平台的大学生创新能力培养[J].大学教育，2017（12）：164-166.

编辑 冯永霞