3D打印

郎帅

摘 要：3D打印无疑是现阶段最火的话题之一，它的影响辐射到当今的各个领域，给生产和生活带来了巨大改变。把3D打印技术引入中学的信息技术课堂能够充分发挥其自身的优势，有助于培养和锻炼中学生的创造力和想象力。随着3D打印技术的不断发展和3D打印机器、耗材成本的不断降低，3D打印必将给信息技术课堂带来新的动力。

关键词：3D打印；建模；创新能力

3D打印无疑是现阶段最火的话题之一，从1986年Charies Hull开发了第一台商业3D打印机到如今3D打印技术在各个领域的普及和发展，它对我们生活的生产和生活带来了巨大改变。

既然3D打印的影响面如此之广，我们的信息技术课堂是否可以引入它对原有内容进行补充和完善呢？答案是肯定的。在国内，一些发达地区的学校已经把3D打印带入了中小学的信息技术课堂，并且取得了不错的成果，孩子们对这种新兴科技都非常感兴趣。

3D打印通常是采用数字技术材料打印機来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

了解了3D打印的基本原理，它的融入能够给信息技术课堂和中学生带来什么好处呢？

一、有利于锻炼学生的逻辑思维能力

要建立一个模型，先要把模型在头脑中进行构思，之后分解、切割，最后在软件中用各种模块实现重组，这个从分解到组合的过程对学生逻辑思维能力的提升有很大帮助。

二、有利于其他学科的学习

要想进行3D打印，学生必须先通过计算机辅助设计或者计算机动画建模软件对自己所想象的模型进行建模，虽然现在针对3D打印有很多简易的建模软件，操作起来比较方便，但是要想建立一个自己所设计的模型还需要强化自己的空间感。结合立体几何的知识，这无形之间可以督促学生接触更多立体几何的相关知识，对数学中立体几何的学习帮助是很大的。

学生还可以根据生物、地理等课程中所学的知识制作出动植物模型、地容地貌模型或者分子结构模型等，不仅提高了他们的动手能力，而且有利于加深对所学知识的理解。

三、培养学生的创新精神

对创造性思维的研究成果表明：初中阶段孩子的创造性思维能力随着年级的增长不断提高，他们具有强烈的求知欲和探索精神，兴趣广泛、思维活跃，喜欢别出心裁，有强烈的创造欲望。而3D打印的最大优势就是“只有想不到，没有打不出”，学生可以充分发挥自己的想象力来创作各种各样的模型。

四、培养学生解决实际问题的能力

我们日常用的3D打印机往往打不出很大的实物，但是能够解决生活中的很多实际问题，比如笔帽丢了、墙上的挂钩坏了等小问题完全可以让学生自己动手设计一款喜欢的笔帽或者挂钩这类简单的个性化生活用具，来丰富我们的课余生活。

3D打印技术涉及的建模知识并不是中小学信息技术教师必备的基础知识技能，如果没有经过培训的教师仅凭借自己的研究来进行教学，效果肯定大打折扣，所以学校可以与专门研究3D打印的公司或者机构联合来做这件事——学校购买器材，公司提供技术支持，并指派专业讲师在校内开展培训。首期参加培训的除了信息技术专业的教师还可以邀请其他科目有兴趣的教师参加，培训内容主要涉及建模的基础知识、基础软件的使用，常用的建模实例的讲解，3D打印机的使用与维护等，同时也鼓励对建模和3D打印感兴趣的小部分学生参与进来。经过培训，学校的信息技术教师已经基本掌握了建模的要领，能够熟练使用3D打印机了，这个时候可以征求一些参加过培训的学生的意见和看法，结合本校学生的实际情况，在公司的配合下编写出适合本校学生层次的3D打印教材。

当其他科目的老师带着自己打印出的3D模型进行日常教学时，当前期参与培训的同学拿着自己打印出的3D模型和其他同学分享喜悦时，必定会引起更多学生的兴趣，使得他们也想亲自动手试一试。此时才是3D打印课程真正走入我们信息技术课堂常规化教学的最好时机。信息技术教师可以在教学过程中不断对内容进行调整和加工，以达到最好的教学效果。

3D打印课程不仅仅是让学生熟悉一两款建模软件、学会使用3D打印机器来打印模型，更重要的是对学生思维能力和创新精神的锻炼和培养。教师应该给学生留出更多想象的空间，使他们充分发挥自己的想象力，而不仅是让他们紧跟老师完成制订好的教学任务。

随着3D打印技术的不断发展和3D打印机器、耗材成本的不断降低，相信3D打印技术能够很快得到普及和发展，不断给我们的信息技术课堂带来新的动力。

编辑 孙玲娟