“3D打印技术”在小学信息技术课堂中的实践与思考

陈伟强

摘  要：在创客时代背景下，3D打印技术逐渐趋于成熟，被广泛应用到各个领域中，尤其是基础教育领域中，并渗透到信息技术课堂教学中，得到不断的实践和推广。3D打印技术运用到小学信息技术课堂教学中，能够提高学生对信息技术课堂教学的兴趣，增强学科间的融合性，还能有效提高学生的实践操作能力和培养学生的创新意识。本文基于此，重点概述3D打印技术及3D建模软件，分析3D打印技术在小学信息技术课堂教学中应用的意义，阐述3D打印技术在小学信息技术课堂中的具体应用，并分析在应用过程中所遇到的困惑。

关键词：小学;信息技术;3D打印技术;实践;困惑

【中图分类号】G622.0    【文献标识码】A       【文章编号】1005-8877（2020）34-0081-02

Practice and thinking of "3D printing technology" in primary school information technology classroom

CHEN Weiqiang  （Chen Jingrun experimental primary school，Sanming City，Fujian Province，china）

【Abstract】In the background of maker era，3D printing technology is gradually becoming mature，and has been widely used in various fields，especially in the field of basic education，and penetrated into the classroom teaching of information technology，which has been continuously practiced and promoted.The application of 3D printing technology in primary school information technology classroom teaching can improve students' interest in information technology classroom teaching，enhance the integration of disciplines，and effectively improve students' practical operation ability and cultivate students' innovative consciousness.Based on this，this paper focuses on the overview of 3D printing technology and 3D modeling software，analyzes the significance of 3D printing technology in primary school information technology classroom teaching，expounds the specific application of 3D printing technology in primary school information technology classroom，and analyzes the confusion encountered in the application process.

【Keywords】Primary school;Information technology;3D printing technology;Practice;Confusion

信息技術是基础阶段一门重要的实践性课程，也是一门不断更新和发展的学科，因此在教学活动中，遵循学生发展规律，跟上时代发展的步伐，开发创新信息技术课程，从而提高学生的信息技术水平、培养学生的信息素养。在小学信息技术课堂教学中，引入3D打印课程，一是为了丰富信息技术课堂教学内容，二是小学生具有丰富的想象力，3D打印技术可在一定程度上满足学生的求知欲，以实践的方式培养学生的创造力，促使学生的梦想变成现实。

1.3D打印技术的概述和3D软件的应用

（1）3D打印技术。3D打印（3D printing）是指以数字模型文件为基础，利用3D软件建模，运用塑料或者是粉末金属等可黏合材料，通过电脑将打印材料逐层打印的方式构造物体的技术。又称之为三维打印。目前3D打印技术类型主要有四种，分别为分层实体制造技术（LOM）、选择性激光烧结技术（SLS）、立体光固化成型技术（SLA）、数字光学处理技术（DLP）、熔融沉积成型技术（FDM）。

（2）3D软件。目前市场上3D建模软件有很多种，比如，3D One、Autodesk 123D Design、IME3D程序员、Sketchup等，但是在教育行业中，常见的3D建模软件主要以3D one为主。

3D one建模软件主要是面对中小学，随着技术的不断升级和更新，目前3D one建模软件已经拥有多个版本，包括3D One Cut、进阶的3D One Plus以及基础的3D one，众多版面的建模软件满足了不同年龄学生的需求以及教学的需求。3D one最大的优势在于：界面直观、操作简单，且与各个学科进行了有效的融合，保障了模型的精准性。在小学信息技术课堂教学中应用，能够促使课堂教学更加趣味化、个性化，增强了信息技术学科与其他学科之间的关联性。

2.3D打印技术在小学信息技术课堂中实践的意义

在3D打印技术全面发展的背景下，3D打印技术成为当下最值得关注的一门新技术，在教育教学活动中应用，能够带来一种全新的教学模式，实现教学活动的创新。于是在第十二届全国人民代表大会第四次会议中，3D打印技术正是被纳入到“十三五”国家规划纲要中，随之各大中小学信息技术教材也依次增加3D打印教学内容。经过多年的教学经验，发现3D打印技术在小学信息技术课堂中应用具有明显的优势，具体如下：

（1）激发学生的学习兴趣。信息技术不同于基础课程，具有较强的操作性和理解性。兴趣是学生学习的动力，只有有了兴趣，才能确保课堂教学活动顺利进行下去，并提供切实可靠的基石。在小学信息技术课堂上，通过使用3D one软件制作一个简单的小鱼，学生的学习兴趣会瞬间被激发出来，整个课堂氛围瞬间变得活跃起来，促使学生完全沉浸在信息技术课堂教学中。

（2）激励学生积极创造。3D打印技术能够将学生的梦想变成现实，促使学生不断想象出更多的创意，并通过3D打印技术变成现实，能够在一定程度上鼓励学生不断创作，并提高学生的创作愿望和创作热情。在小学信息技术课堂教学中，以征集优秀作品的方式鼓励学生大胆进行创造，并在课堂上展示每个学生的作品，激发学生的创造兴趣。

（3）培养学生图形、数字感知能力。3D打印技术是基于数字模型文件，然后连接3D打印机，从而将数字模型变成真实的实物。3D软件建模是一个非常重要的环节，在建模过程中需要对数字以及图形不断的调整，从而得到对应的模型，在调整过程中可有效激发学生的数学感知能力，并将自己想象的图形通过3D打印技术打印出来，刺激学生的图形感知能力，同时进一步强化学生的图形、数字感知能力。

（4）锻炼培养学生解决问题的能力。开展小学信息技术课程，不仅是为了传授信息技术知识，而是为了培养学生信息技术的应用能力，解决问题的能力就是其中一部分。3D打印技术在实践过程中可有效发现问题、分析问题和解决问题，而3D打印就是为了解决各种生活问题和满足生活需求。在每次实践中，只有通过不断的设计、修改和尝试，采取设计出一个完全的作品，从而实现对问题的解决，并真正意义上体验问题的解决过程。同时，逐步提升学生的问题解决能力，提高学生的信息技术素养。

3.小学信息技术中应用3D打印课程的实践

（1）选取3D打印课程的主题。由于2016年3D打印技术才被正式纳入到“十三五” 国家规划纲要中，对于小学信息技术课堂教学而言，3D打印是一门全新的课程，教学内容和教学体系正在不断完善中。因此在开展3D打印课程时，必须要确认本节课教学主题，主题的有效选取不仅可以活跃课堂氛围，还能实现高效的课堂教学目的。而小学阶段的学生，性格和心理都处于发育阶段，主题选择必须要满足学生的年龄、性格特点，并贴近学生的基础生活。坚持以学生的实际生活为基础，有效融合衣食住行等四个主体，这样才能有效激发学生的想象力，发展学生的创造性思维。

（2）3D打印技术的导入途径。3D打印技术的有效导入，是提高小学信息技术课堂教学质量的重要保障。同时还能活跃学生的思维，激发学生的学习兴趣，促使信息技术课堂氛围更加活跃。所以，在3D打印技术导入前，需要教师借助趣味性、启迪性的语言吸引学生的注意力，激发学生对接下来的教学内容更加渴望。另外，在小学信息技术课堂教学中，课堂导入是一项非常重要的教学环节，对整节课的教学质量具有直接的影响。因此在导入3D打印技术时，可借助视频、提问的方式，为学生理顺操作顺序和具体思路，这样的教学才会顺利进行下去。

例如，采取情境导入的方式，为学生播放《小猪佩奇过大年》片段，引出问题“如果将可爱的小猪佩奇变出来，谁有办法呢？”同时播放关于3D打印实物的视频，提出问题“同学们，想不想制造一个小猪佩奇出来？”接着继续观看动画，帮助学生进一步了解3D打印技术，如何通过数字建模打印出具体的实物。这种情景导入3D打印技术的方式，促使学生对3D打印技术的概念、应用有着深入的了解，显著提高课堂教学效率。

（3）3D打印课程的创作设计。小学阶段的学生具有操作能力低、认知水平低等特征，因此在3D打印课程教学准备阶段，选择难度系数较低的3D模型进行设计，同时考虑3D打印工具的选择，必须要满足全面和细致的要求，这样才能确保学生顺利完成模型设计。先使用3D one软件建模，设计出具体的平面图形，然后根据实际的尺寸和平面图形要求，使用3D打印机进行三维模型打印，最后将各个打印出来的平面图形进行正确的拼接，最终得到一个立体的三维模型。在整个三维模型从设计到最终的实物，既考察了学生对三维平面综合的设计能力，又通过3D打印课程锻炼学生对各种画图软件的使用。学生借助3D one软件和打印笔实现对作品的创造性设计，并变成真实的实物，促使信息技术课堂教学内容更加丰富、更富有色彩。

（4）3D打印课程的教学评价。教学评价是对课堂教学活动的补充和完善，促使教学内容更加完善，教学质量得到进一步提升。同时还能督促教师不断提升自身的教学水平，满足学生学习的基本需求。对学生创造出的作品进行有效、全面的评价，可有效保持学生的学习兴趣，还能促使学生不断完善自身的作品。要求学生小组合作的方式进行交流，让学生之间进行充分的沟通、分享，促使学生学习到更多的知识，不断完善自身的作品。

4.3D打印在小学信息技术课堂教学中的困惑

虽然3D打印技术能够帮助学生实现梦想，并在一定程度上激发学生的想象创意，但是由于小学群体比较特殊，在实施3D打印技术教学时，遇到一定的困惑。

（1）鼓励学生主动创意设计难度大。由于年龄特征的原因，小学生以具体形象思维为主，很难进行有效的创意设计，导致该部分教学内容难度系数大。同时培养学生创意设计能力是3D打印课程的主要主旨，且在整个课堂教学活动中，教师是教学活动的协助和引导者，不能代替学生进行创意设计。所以，要求学生具有较高的思考和观察能力，尤其是在日常生活中，尝试解决生活中的各种问题，对于小学生而言，这些要求明显过高。为了有效避免这些困惑，可在今后的教学中，突出学生的主体作用，要求学生自主选题，由学生选题，然后课堂上讨论，通过学生之间相互讨论、交流，发生思维的碰撞，最终萌发出创意设计的苗头，并鼓励学生养成良好的观察和思考习惯，善于发现生活中的问题。

（2）学生创新创作和技术传授无法有效平衡。在小学信息技术课堂教学中引入3D打印技术，不仅是为了传授技术，更是培养学生的创新创作能力。在课堂教学中，通过引导学生建模，并演示示范，帮助学生掌握对应的技术，但是却在一定程度上限制了学生的思维，不利于学生创造和独立思考，导致二者之间无法实现有效的平衡。因此，在今后的教学中，需要尝试更多鼓励机制，以此来激发学生的创造创作兴趣，促使学生利用3D打印技术创作出优秀的作品。

在小学信息技术课堂教学中引入3D打印技术，促使信息技术教学内容更加完善，实现对学生创造能力、创造精神以及思维和解决问题能力的有效培养。所以，在今后的教学中，需要加大力度研究学习，克服种种困难，提高3D打印课程教学质量和效率，为学生的全面发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]杨云，赵艳，程美.3D打印在中小学信息技术课堂的应用研究[J].长春教育学院学报，2018.34（12）：62-64

[2]何贤.浅谈3D打印技术创客课程有效提高学生三维空间想像能力[J].软件（電子版），2019（11）：172

[3]徐婷.“多功能教学实时评价系统”在小学信息技术3D打印课程中的应用[J].中国现代教育装备，2014（14）：86-88

[4]胡艳.小学信息技术课堂3D建模打印实践探究[J].中小学电教：下，2018（01）：27-28

[5]林华.3D打印创客教育融入小学信息技术教学探析[J].教育信息技术，2018（12）：21-23