3D打印课程的校本化研究与实施

孔繁鹏

【摘要】本文从了解3D打印在教育领域中的实际应用着手，分析当前现状，探究学生能力培养、素养提升，探索其校本化的具体实施策略。同时，在教案设计、教学方式、重难点等方面做好前期的规划和具体的安排。

【关键词】校本课程 智慧课堂 三型四程 3D打印 能力培养

【中图分类号】G633 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）03-0253-02

3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，采用数字材料打印机为载体，通过逐层打印的方式来构造实体的技术。随着技术的不断完善、设备及原材料成本的降低、大众认可度的提升，3D打印将逐步走进千家万户。

因此在教育领域，尤其是基础教育阶段开展相关研究，落实课程实施就显得尤为迫切了。

一、3D打印技术在教育领域中应用情况

创意灯罩、人物头像、趣味挂件等3D打印作品，每一个都栩栩如生，让人不禁感叹“跟真的一样”。

据了解，目前很多国家已开始在教育领域推广3D打印。如美、英、德、日等发达国家已将3D打印作为中小学选修课程，旨在培养学生的创新思维和动手能力，激发他们对数学、科学、工程、设计等相关课程的兴趣，提升综合素养。

在中国，基础教育领域也在积极推进相关课程的开发与实施。北上广深等大城市已开始推广3D打印教育，很多学校集优质师资力量打造品牌化项目。

当然，开展3D打印教育也非大城市的特权，中小城市教育主管部门也在立足本位，积极探索，引领各中小学校积极落实与开展3D打印技术的学习与课程建设。如苏锡常等城市依托经济和区位优势，开展技术与教育融合的交流展示活动，让师生参与活动并接受专业的知识讲解和技术分享，切实感受3D打印的魅力，进而激发自身探索的内驱力，以点带面、由内向外地推动3D打印教育的推广和普及。

二、开设3D打印课程的必要性

开设3D打印能够促进学生抽象概念理解，激发创新意识，同时也能帮助教师提升教学品质，增强趣味元素，达到教学相长的目的。

1.3D打印在教育中对教师的作用

（1）利用3D打印机打印制作的教学用具，可以扩展学习者的感觉和知觉增强触觉体验，弥补常态课堂直接经验不足的劣势。

（2）将隐性知识和认知结构显性化，使学习资料由抽象化转变成为具体化，具体化转变成为形象化，视觉复杂化转变成为认知简单化。

2.3D打印在教育中对学生的作用

（1）让学生的想象更容易变成现实，培养学生的创新意识，鼓励学生的创新实践。

（2）学习运用简易建模软件，发展学生立体空间思维。

（3）通过3D打印实体的触觉过程，为学生建立一种新型的学习通道。

（4）选择贴近生活的建模主题，培养学生解决生活实际问题的能力。

三、落实3D打印课程的具体操作

顺利开展3D打印课程必须具备以下几个前提：

（1）学校层面的课程安排；（2）擅长技术的师资力量；（3）必要的软硬件设备。

其中，师资是核心，是保证课程顺利实施的关键。那如何提高教师在3D打印方面的技术能力？一方面需要教师自身的钻研，另一方面也需要学校层面的支持，如外出培訓、点对点交流、专家指导等。多管齐下，迅速提升自我的软硬实力，这样在后续的课程规划与实施的过程中才能有的放矢，持续推进。

目前，我校在落实3D打印课程实施的过程中已有了明确的方向和具体的操作。

（1）开展3D打印有关的课题研究，促进教师在理论层面的思考与研究；

（2）将3D打印课程纳入校本课程体系，有2位教师在高一高二两个年级开设校本与社团课程；

（3）与省内知名3D打印工作室建立的长期合作，不定期地邀请专家上门指导；

（4）拟建的新课程基地中设立3D打印创新工坊，提供最前沿的设备与技术。

四、3D打印校本课程开发的思考

在智慧校园建设过程中，我校形成了“素养型”、“品质型”和“发散型”课程的“三型四程”的软课程系统，这三类课程对学生能力的培养各有侧重，有激发兴趣、培养技能的，也有拓展认知、提高学养的，更有挖掘潜力、自我提升的。从发现到发展，以培养学生“公民素养，精英品质”为育人目标，为学生的终生学习与发展打基础。

3D打印课程在校本化实施的过程中，既注重学生技能的培养，也兼顾素养的提升。在课程实施的过程中，教师自身需做好备课工作，设定明确的教学目标、教学重难点，有详实的课程方案和教学设计，开展集中与个别辅导，选拔优秀学生参与各类比赛，以赛代练、以赛促学，努力将3D打印课程打造成校本课程体系中的精品课程，为学校的整体数字化推进、为学生的有效学习注入动力。

五、结束语

看似简单的三维模型，其中蕴含着设计者关注细节的严谨态度；看似枯燥的设计过程，其中包含着技能学习的无穷乐趣；看似单调的课堂教学，其中倾注了师生共同追求的理想目标。3D打印在教育领域的推进还不是很快，这需要我们每一个教育工作者不断努力，常保“不断钻研、精益求精”的治学之心。

参考文献：

[1]童宇阳.3D打印技术在中小学教学中的应用研究.《现代教育技术》2013年第12期.

[2]孙江山，吴永和，任友群.3D打印教育创新.《技术应用》.

[3]张学军.3D打印技术研究现状和关键技术.《材料工程》，2016年2月第二期.