顾伟青

【摘   要】  随着教育现代化的广泛深入，更多教育形式应运而生，创客教育就是其中一种。创客教育包含的内容非常广泛，3D打印技术就是其中一个特殊的项目。借助3D打印技术，我们可以解决生活中遇到的问题，培养学生发现问题、解决问题的能力。本文通过具体的教学案例分析3D打印在小学教育中的应用现状，从而总结分析3D打印在小学教育中的问题及带来的优势，为3D打印在小学信息技术课堂中开展提出更有效的建议。

【关键词】  3D打印;课堂教学;信息技术

随着科学技术的发展，越来越多的新兴技术不断出现，这些技术也在逐步进入教育领域，特别是生活在发达地区的孩子最容易接触到这些新兴技术，比如3D打印、人工智能、VR等。对于小学生而言，3D打印更能把自己的创意变为实物展现在眼前，让他们的创意变成现实，由此可见，对于小学信息技术中开展3D打印的拓展性课程的研究是一种必然趋势。

一、从教与学理论角度分析

基于活动理论和3D打印的学习活动理论认为， 3D打印的学习是一种由真实而有意义的问题驱动的“做中学”，是一种活动教育。在这个学习活动系统中，解决问题和学习目标成为学习者的向导，突出学习者的主导作用，以新的工具（三维打印机、三维建模软件）为中介，与其他学者合作完成学习过程。

二、从小学生的心理角度分析

心理学认为，兴趣是最好的老师。只有对知识有浓厚的兴趣，我们才能学得好。3D打印作为一种新事物引入课堂，新技术深深吸引了学生的注意力，打印出来的实物，能激发学生的学习兴趣。小学生喜欢创造个性化的东西，而3D打印是一种能够满足学生创作欲望并将个人想法付诸实践的技术。3D打印教学以校本课程的形式组织教学活动，教会学生设计和打印出独特的模型，极大地满足了学生内心的创作欲望。

三、对于3D打印课程的尝试

基于前面两个角度的分析，于是，在小学教育中开展3D打印课程的尝试，由于3D打印技术需要用计算机进行建模获得3D模型。对小学阶段而言，重要的不是技能本身，而是了解先进的技术及方法，开阔视野，促进智力发育。

3D建模软件有很多种，普遍偏于专业化，通过对比网络上众多的建模软件，有两款软件非常适合小学生：

3DOne是一款专为中小学素质教育开发打造的3D设计软件。该软件界面简洁，操作简单，使用方便，功能强大。它集成了常用的实体造型和绘制命令，简化了操作界面和工具栏，让3D设计与3D打印软件实现了直接连接的功能，提供了丰富的案例库，包括本地磁盘和网络云磁盘资源，从而为中小学生提供一个简单易用的三维设计平台。

Design Spark Mechanical，简称DSM，是一款专业的工业建模软件，它是免费提供使用的。教材中设计的课程与之前自己设计的课程完全不同，它的设计理念是通过发现生活中的问题，再利用3D建模设计去解决这个问题，所倡导的是一种设计思维。

3DOne有7天的免费试用期限，它提供了一个非常好的网络平台，上面有许多教学案例可以学习。教师可以借助上面的教学案例，尝试在DSM中进行班级化教学体验，让学生通过简单的立体图形的组合搭建成一些简单的实物，比如说椅子、笔筒和杯子等等。

四、3D打印课程硬件支持问题

虽然3D建模的课程已经完全能够在课堂上开展起来，但是由于3D打印的通病，打印速度过慢，打印一个作品需要几个小时甚至几十个小时，并且打印机数量有限，在教学中不可能大范围地让学生打印作品。为解决这一问题，可以采用以下几种解决方式：

1.挑选一到两位能够较好完成本堂课任务的学生作品打印，如果有条件打印两份，一份给予作者，一份作为展示，这样能够很好地调动学生的积极性。

2.鉴于3D打印机数量是有限的，可以考虑每完成一件作品后，请几位学生作为打印机操作手，由学生代替老师帮助打印其他学生的作品，可以大大减少教师的工作量。由于打印机的特殊性，需要做好安全防护。

五、3D打印的展望与前景

3D打印课程的旅途已经开始了，昆山市许多学校开始陆陆续续加入这个课程中。其实3D打印不光可以在信息技术课上开展，也可以在其他学科上有所作为。

例如，在美术课上的应用，3D打印最大的乐趣在于把自己的创意变成实物，这个和美术的创作有着相似之处。如美术课中让学生绘制花瓶，就可以利用3D打印提前打印几种花瓶，并对花瓶进行美化，最后展现给学生真正的实物。

与学科课程融合，根据3D打印技術的原理，可以通过打印的方式打印出你能想到的任何东西，通过这个特点，可以让其融入各个学科中去。比如，在三年级语文《航天飞机》这篇课文中，可以利用3D打印技术打印出航天飞机的模型，通过实物分析，再结合课文进行学习，解决教学难点。在数学课上也可以利用3D打印技术打印相关的几何图形进行教学。

3D打印技术的出现让我们幻想的事物变成实物，促进了创新行业的发展，也促进教学的探索。通过一段时间的使用反馈，在实践过程中可以发现一些问题，如打印复杂模型费时费力的问题，建模软件与打印机接口的匹配问题，师生能否熟练使用3D打印机的问题等。如何将3D打印技术恰当有效地应用于学科教育，优化教学过程，提高教学质量，仍然是教师研究探讨的问题。