农村中小学3D打印教学存在的问题及应对策略

孙新明

摘要：当下，农村中小学3D打印教学正在迅速发展，越来越受到重视，日渐成为中小学信息技术课程的重要载体，在对学生创新意识和综合能力的培养上凸显出一定优势。但是农村中小学3D打印教学也存在着一些问题，比如缺乏创新氛围，学生多是被动接受，3D打印教学作品设计脱离学生实际，学生参与3D打印教学的程度不够等问题。为了让3D打印教学真正发挥作用，我们应当认真思考开展3D打印教学的意义，积极探寻解决这些问题的策略，以提高学生的思維品质和综合能力。

关键词：农村中小学 3D打印 教学 策略

近年来，农村中小学大力推进3D打印教学，我校也建立了创客教室，成立了3D打印社团，开展3D打印教学。我校积极组织学生参加县（区）、市、省及国家各级各类创意创新大赛，并且取得了骄人的成绩。同时，在开展3D打印教学过程中，我们发现了许多问题，面对这些问题，我们从认真思考开展3D打印教学的意义出发，积极探寻解决这些问题的策略，而不是仅仅以竞赛成绩作为我们开展活动的目标，真正实现3D打印教学的价值。

一、开展3D打印教学的意义

3D打印课程是注重学生实践过程，全面培养和提升学生创造力和想象力的综合课程。将3D打印技术应用到中小学课堂中时，要鼓励学生积极参与设计、建模、打印全过程。教师在这个过程中要激发学生的想象力，让学生探究更多的3D打印的用途，最大限度地提高自己的创新能力，同时在和其他同学的合作过程中，培养团队协作精神。学生在实践过程中，会感受到沮丧、困惑以及成功带来的信心和喜悦。在这个过程中既培养了学生的团队协作能力，又提高了学生解决问题的能力、发散思维和创造思维的思维品质，也是学生一个不断完善自己的过程。

二、3D打印教学存在的问题及应对策略

（一）营造3D打印创新的氛围

问题：我校刚开始开设3D打印课程时，由于地处农村，学校只有几台厂家赠送的蓝蛙3D打印机，没有专门3D打印教室及展示橱柜、宣传布置等，学生只能从3D打印教材上学到一些3D打印知识，3D打印创新的氛围严重缺乏。怎样营造3D打印创新的氛围呢？

策略：古人说：“近朱者赤，近墨者黑”，环境对人的发展具有重要作用。为了让学生在具有创新氛围的环境中学习，不知不觉地接受创新熏陶，我们在3D打印教室空间的装饰上，尽量多地考虑了能激发学生好奇心和求知欲的设计。我们在3D打印教室内张贴了一些具有新奇性的海报，从而吸引学生眼球。就连桌子也是形状不同、颜色各异的，几张桌子还可以拼成长方形、多边形等图形。室内灯饰除了普通的白炽灯，还有不同风格的灯饰，每种都独具创造力。吊灯有圆形的，有正方体的，还有类似于由棱柱串联成网状的。这些装饰与布置与普通教室相比，对学生的吸引力更大，能够激发学生的想象力、创造力。为了进一步营造创新氛围，我们还在3D打印教室的一面墙上安装了展示橱柜，橱内放置了学生们参加各级各类创意创新大赛的获奖作品及获奖证书，激发了学生的荣誉感。

（二）引导学生变被动接受为主动学习

问题：现在3D打印教学往往是教师讲学生听的模式，学生参与3D打印教学的程度不够。而3D打印教学倡导造物，造物就需要学生积极动手操作，造物就应当包括创新，而不是简单地模仿。如果学生在3D打印教学中是被动接受学习的状态，在教师提问时，学生表现沉默、无应答，坐等教师自答来呈现结果，学生不主动思考问题，这些被动学习行为显然也是不可取的。那么如何让学生意识到学习是为自己，主动去学，而不是教师、家长逼自己学呢？

策略：教师以作品为中心引导学生开展探究式学习，引导学生积极主动学习。以一个“作品”为一个项目，可以根据项目的难度、复杂程度等安排教学设计。例如，创造一个智能防雨窗，这个智能防雨窗具有下雨关窗，雨停开窗的功能。首先要让学生明确创造的智能防雨窗要具备哪些功能，了解创造这个智能防雨窗需要具备哪些知识，需要打印哪些部件，还要准备哪些材料等，然后再将一个项目分成若干个环节，引导学生一个环节一个环节地突破，最后完成整个作品。在这样一个环节一个环节的探究式学习过程中，学生能体验学习的成功感，从而进一步鼓励自己主动参与作品设计、建模、打印等全过程，老师只在学生出现错误时点拨学生，逐步引导学生变被动接受为主动学习。

（三）设计的3D打印教学作品要贴近学生生活和学习实际

问题：3D打印教学，是以一个个的作品来展开的，3D打印的作品也是为了解决现实中的某种需求。现在，3D打印教学仅仅以课本中的作品进行教学，有些作品脱离了农村学生的生活、学习实际，导致学生学习积极性不高。那么如何激发学生学习3D打印知识的兴趣呢？

策略：如果我们设计的3D打印教学作品能贴近学生实际，为学生创设一个个熟悉的生活化情境，那就能在轻松熟悉的学习氛围中唤醒学生原有的生活经验，激发学生的学习热情，继而点燃他们认识生活、改变生活、创造生活的愿望。比如，现在国家大力提倡垃圾分类，每个班级都配备了垃圾分类箱，学校也建成了智能垃圾分类装置。我在设计3D打印教学作品时，就把智能垃圾分类箱列为要打印的作品。首先，我让学生说出垃圾分类的意义，激发他们创造的欲望。再让他们观察本班级的垃圾分类箱的部件，各部件大致比例，分析其工作原理，为后面3D建模打下基础。经过这个教学过程，学生们都纷纷表示，要按照班级这个垃圾分类箱给自己打印一个形状相似、但分类更细的四分垃圾分类箱，并动手开始设计、建模。最后，我鼓励他们能不能在智能上开动脑筋，设计一个智能的垃圾分类箱，当垃圾箱感应到我们伸手要扔垃圾时，垃圾箱就自动打开，方便我们投放垃圾。这样一来，在教学作品设计上不仅贴近了学生的生活实际，也贴近了学生的学习实际，学生的学习积极被调动起来。这能够让3D打印教学真正成为培养学生创新思维的开放性平台，让学生积极参与到教师设计的课堂活动中来，从而激发学生的创造力，提高学生的综合能力。否则，脱离学生生活、学习实际来设计3D打印教学作品，不仅会使学生缺乏学习兴趣，也会因难度太大而打击学生的学习积极性。