福建省邵武第六中学 邱瑞健

现阶段，3D打印技术已经被投入到我国食品、艺术及工业等多个领域方面，虽然该项技术的应用并不是十分的成熟，同时其还会受到一定成本、速度等各类原理的限制，使得其不能投入并进行大批量的生产，也不可将其直接应用到数字时代的工业生产活动当中。但是3D打印技术可以给人们想象力及创造力的发展提供很大的助力，借助3D打印，让人们的幻想及梦想可以变成现实。

一、3D打印技术概述

简单来说，3D打印就是使用金属或者粉末状的塑料等当作原材料，借助这部分原材料，应用分层打印技术，将这些材料全部粘合在一起，构成一个更具立体化的模型。传统的三维技术主要被应用到工业领域当中，在工业领域中使用这类技术去制造项目模型，之后该技术的实用性比较强，并且其技术的功能尤为丰富。所以，这项技术也被投入到了航天以及建筑等各项领域当中，并大力引进使用这类技术，将其技术投入到零部件的制备工序内。除此之外，3D打印技术在个性化定制方面的优势也会比较强，所以，将3D打印技术投入到生活当中，会更好地满足人们对其的需求量。现阶段，3D打印机的价格开始不断的降低，处于一种平民化的发展态势。一些信息技术课程也会将3D打印技术融入到其中，这会使得学生的视野变得更加的开阔，同时可以增长学生的见识，让学生在制作模型时可以借助该项技术辅助教学，但是3D打印在初中信息技术课程当中的推广及应用仍旧会处于一种方兴日盛的状态，所以，需要继续对初中信息技术3D打印课程进行探索及实践。

“十年树木，百年树人”是目前我国教育事业最推崇的一项教育观念，这是因为在当前的社会发展背景下，科技已经成为了第一生产力。想要占领发展的制高点，就需要掌握更为高端的科学技术，科学技术的发展会以人才培养的趋势为主，这种人才的培养并不是单一性的在教育方面投入多少资金的问题，而是要培养技能型知识型的人才。在该过程当中合理的使用先进的科学技术，创新教学方式，满足素质教育对于学生创造性思维以及实践动手能力方面所提出的需求。3D打印技术这一课程的设置能够进一步的挖掘我国教育发展的潜能，各个地区的学校在有条件的情况下，都可以自主的引入这一课程，这就能够开启3D打印在教育领域当中的发展帷幕。初中信息技术3D打印课堂能够进一步的补充传统教育的内容，同时还可以促进并落实素质教育，但是当前我国3D打印技术这一课程发展仍旧会处于滞后的状态，产生其问题的主要原因就是和3D打印技术相关的配套技术水平并不是特别的高，需要提升其设备的精度以及打印速度等。3D打印在各个领域中会处于一种摸索实验的发展状态，这些较为先进的技术并没有普及到教育领域方面，所以如何在有限的设备和技术条件下开设初中信息技术3D打印课程的难度会比较高，需要充分合理的使用3D打印技术，完善初中信息技术教育，让学生成为能够敢于实践，有创新意识的创新型人才。

3D打印技术也被称之为快速成型技术，其技术的应用优势会比较明显。首先，其创意无限，能够将其和传统的剪裁技术进行对比，其内部结构较为精巧，并不需要像原本传统工艺一般对其材料进行加工、分解或者组装等的处理，而是借助2D模型，使用3D打印机，在较短的时间内进行叠加、成型的处理，这样就可以打破传统设计的束缚，活泛思想，让脑海中的不可能变得变成为现实，升级3D打印机自身的质量，要密切关注打印输出的最小单位，让打印的精度变得更高。其次，3D打印技术方面学习传统的工业制造设备规格会比较大，且其设备的资金需求较高，往往需要较为专业的技术人才进行作业，传统的手工行业对于技能方面的熟练度要求会较为严苛，应用3D打印机能够满足其外形精巧方面的要求，并且这一机器设备的价格也比较朴实，能够便捷化的操作及使用，给百姓想要个性化的设计以及个性化的产品提供了很大的便利。丰富了作品的类型，使用多类材料组合打印，衍生出完全不同特性的产品，给使用者供给更多的选择。

二、3D打印技术在初中信息技术课堂中的实践及应用

1.创客教育。

创新始终是科技发展的主要方向，只有创新、再创新才可以更好的呼唤并响应创新人才。在这一时代发展背景下，创客教育模式便衍生了出来。特别是在李克强总理访问深圳创客空间之后，创客便成为了一股热潮。3D打印的出现，给初中信息教育领域开创出了新的纪元。现阶段，我国大部分城市当中中小学院校的3D打印机数量都会比较多，这就会使得学校相继的开设3D打印课程。一些学校还会开设3D打印社团，其社团会以创新为主旨，社团的人数会比较重。社团内组员的好奇心理会比较强，且每个社团成员都希望具有创造力的创想学校愿景。学校领导也会大力支持构建3D打印社团，让3D打印课程可以更好地进入到学校内部，促进创客教育的成长及发展。

2.探索三维。

（1）X-软件问题。

首先是设计软件。想要更好的开设3D打印课程，那么老师就需要提前选择好设计课程的软件。当前，3D软件的类别十分的丰富，会有maya、zbrush等，但是这部分软件对于初中学生们来说，其操作难度会比较大，整体界面的内容量较多，会感觉到一定的复杂性，并且Rhino对于硬件的要求标准会更加的严格。在学校机房想要利用电脑设备及时且顺畅化的一次性完成这部分软件创作工作，难度会比较高。在和其他同事交流之后，了解到“草图大师”这一软件的可使用性会比较强，其是一类较为优质的3D小软件，其软件对于电脑计算机的运行要求并不是特别的高，并且整体页面十分的简洁且直观。想要对其进行深度化的学习，功能也会比较丰富，可以利用其软件进行初中信息3D入门的教学设计。其次是转换软件。在实际教学过程中，老师一般会使用通用的cura转换软件，但是若老师对其软件的操作熟练度较差，就很容易会产生cura设置上的错误。比如，其会由于电脑选择不适宜，使得其温度持续性的升高，在升高之后只会出现吐丝的现象，并不会进行打印、耗材直径设置错误，使得打印成品呈现出一种骨质疏松的状态。在对其进行多次的排查及调整之后，解决了转换软件的使用问题。老师可以把cura和Sketchup融合在一起，相互配合作业，可以更好地完成3D打印的任务。例如，在历经八年级上学期的实践之后，可以总结出cura的设计要点，其机械型号需要保持良好的匹配状态。若学校应用的机器为df robot，那么其应用的就是Ultimaker original，缺少加热平台，所以可打印pal耗材的机器。且耗材以及喷嘴的设置必须要达到相应的实际要求标准，满足企业实际需求。在打印时，必须要注重悬空模型所设定的支撑类型，调整其设定的关系，这会影响到其后续模型打印支撑去除的难易程度。打印速度、填充密度等对于打印悬空模型成功的影响并不是很大，所以可以结合实际的需求以及所设定的打印成效目标，对其内容进行调整。

（2）Y-硬件问题。

在《制作三维立体纸模》教学活动开展之前，老师所打印出的作品，时常会出现歪斜等的现象，失败作品数量也会比较多。所以，需要对其问题产生的具体化原因进行分析，邀请专业的技术人员来解答该问题。通过检测可以了解到，产生作品歪斜的主要原因就是X、Y电机驱动模块受损，方向控制会产生差错，导致其打印呈现出歪斜的现象。在更换驱动模块之后，打印可以恢复正常。在这一课前准备阶段，老师对于打印机的调平水准也会有所升高，可以熟练地使用手动方式进行调平。

（3）Z-课程问题。

在设置课程时，老师必须要明确教什么、怎么教以及要教到学生什么程度，合理的设置课堂教学目标，培养学生基础知识技能，促进学生STEM素养的发展。让学生可以将其自己脑海中所幻想的东西在电脑上大致的描绘出来，学生可以自主化的学习，也可以和其他同学进行讨论互动，借助网络搜索来解决学习时期所存在的问题。学生的作品不可局限于老师的示例，要拥有自己的想法。

3.思维转换。

3D打印课程自身的教学优势会比较强，该门课程的开设可以更好地吸引学生，同时让学生产生探究其课程知识的兴趣。但是由于学生对于3D打印课程的接触时间比较短，所以学生并不能熟练的掌握这门课程的知识及要点等。对此，老师在教学时，必须要给学生创建出一个良好的课堂教学氛围，让学生可以进行思维转换，并及时的给学生传输创新性的灵感。例如，在讲解《构建三维实体模型》这一知识时，老师需要给学生讲解3D打印的概念以及工作过程等相关的理论知识，并给学生介绍常用的三维建模软件等。可以利用沙发、茶几等各项作品，将该课的教学主题导入到其中，利用这些实物图，学生的视觉感受会变得更加的强烈，同时学生也可以更好的将理论性知识的学习过渡到实践3D打印的环节，学生所具备的理论基础也会更具系统化的特性，必须要站在发展的立场上，让学生更好地认识到3D打印技术应用的价值。利用3D打印，给创意设计的发展及实现提供帮助。可以以“福”字挂坠为例，让学生去设计并建模这种挂坠的操作步骤以及操作方式要求等都会比较简单，所以，学生的创意设计会更具多元化的特性，对其进行切片及打印等的处理，学生可以了解到打印的技巧以及知识点等，让学生可以更好地创建出二维、三维的转换思想。

4.实践探索。

虽然，学生在学习3D打印课程知识时，会制作很多精义绝巧的作品，但是总体课程仍旧不是十分的完善，会存在一些缺陷之处，需要对其继续进行反思及探索。在实际教学时期，软硬件会频繁的产生问题，一旦其软硬件产生问题，课程就会被搁浅，只能进行设计，并不能进行打印，这就会导致其所创设的教学活动缺少实践这一关键性的教学环节。并且若其课程进展速度较快，就会导致接受能力较差的学生在基础技能方面上会远远的落后于其他学生，学生基础学习能力也不够扎实。打印其他部分以及进行组合的难度会比较高，学生不能较好的设置这些链接的位置，其内容要结合学生的实际水准进行调整。一些学生的设计作品实现难度较高，所以，并不能进行完美化的打印。对此，在这些教学问题的影响下，老师必须要及时的创新教育课堂教学模式，系统化的整理各项打印作品的结构要求等。同时还需要设置较为明确的评价标准。将3D打印的发展方向分别设置为模型制作、生产辅助以及3D设计这三个方面。其中，在辅助工具发展方面，若学生想要利用3D打印技术制作小汽车，在小车的部件都准备充足的，唯独缺少一个壳子的状况下，可以直接打印一个壳子。在模型制作方面，必须要明确如果让学生知道该发明创造的可行性，如何借助小模型模拟实验来重新设定评价的标准。例如，在开展《展评三维头像创意作品》活动时，老师要组织学生共同去参与三维头像创意作品的展示及评价等活动过程，这会让学生计算机构建三维模型的能力变得更强，同时学生也可以更为全面且正确的认知三维模型多样化的构建作用，要探究学生构思人物卡通图像的设计要求以及五官位置、比例等的细节问题，正确的引导学生，让学生能够设置出更具个性化特征的头像作品。

3D打印课程具备较强的高新性，其课程不但能够和高科技保持良好的连通状态，同时还可以借助其课程培养并促进学生创新思维能力的发展。虽然该课程的教学标准并不是十分的清晰，但是在教育课改深化的背景下，可以利用3D打印课程来挖掘学生的创新意识及潜能，给社会输送大批量的高素养复合型创新人才，完善初中信息技术3D打印课程。