3D打印在高中信息技术课程中的应用研究

王伟

【摘 要】3D打印是近年来研究较热的一项技术，它在教育中得到了逐步应用。如果能够将其引入中学信息技术教学中，肯定会对中学信息技术教学产生诸多益处。近两三年，国内北京、上海和广州等越来越多的学校，开始探索将3D打印技术应用到教育领域中，把3D打印系统与教学体系相整合，受到了广大师生的喜爱。作为内地的重庆学校，这方面还处于起步阶段。基于这样的背景，为顺应时代的发展需求，不断提高学生的信息技术核心素养，笔者开展了3D打印在高中信息技术课程中的应用研究。

【关键词】3D打印；信息技术课程；应用研究

一、问题的提出

教育只有与时俱进，才能有所突破。在教学的实践中，笔者发现，高中信息技术教学，在一定的范围内重复了小学、初中教学内容，难以激发学生的学习兴趣。例如：传统的Office办公软件Word、Excel和PowerPoint，在小学、初中教学中学生已有一定程度的学习，在高中阶段他们仍然在继续学习这方面的内容，学生对这些内容的学习兴趣不高，他们希望能够更深入地学习一些与现代技术接轨的新知识、新技术。随着科学技术的发展，各种先进技术在中学信息技术教学中的应用越来越广泛。

二、研究的目标、主要内容及过程

（一）研究目标

研究聚焦高中信息技术课堂教学特点和目前教学过程中存在的问题，主要将三维设计与3D打印嵌入到高中信息技术课堂，激发学生的学习积极性，培养学生的创新能力，提升学生信息技术核心素养。

（二）主要内容及过程

1.三维设计与3D打印理论研究

学习当前先进的三维设计与3D打印理论和实践经验，认识三维设计与3D打印在高中信息技术课堂教学中的重要性，寻找适合高中学生开展三维设计的建模软件，为3D打印技术在高中信息技术课程中的应用提供技术支持。

2.三维设计与3D打印实践研究

通过多样化的教学方式、个性化的教学行为，激励教师将三维设计与3D打印嵌入高中信息技术课堂教学，激发教学活力。通过交流与讨论，在三维设计与3D打印嵌入内容、嵌入时机、嵌入技巧等方面形成实践经验，不断总结和反思。引导学生创造性地进行3D建模设计，将自己的设想转变为现实，作一名“创客”实践者。

3.构建3D打印陈列室

将师生制作的优秀三维模型通过3D打印变为实体模型，从而构建3D打印陈列室。同时，利用3D打印模型辅助师生教与学。

4.编写3D打印校本教材

在课堂教学的基础上，总结第一手教学资料，形成3D打印校本教材一本，为今后学校开展“创客”教育和3D打印教学提供教辅资料。

5.通过3D打印教学实践，提升学生设计与创造能力

培养学生信息技术核心素养与创新能力。携手3D打印，促进师生共同成长。

三、研究成果

1.通过两年的研究，笔者从3D打印零基础上，通过不断的学习，在边学边做的过程中，寻找到了3Done这款非常适合中小学生进行三维设计制作的软件

学生通过学习知道了什么是三维设计，了解了3D打印机的工作基本原理；学会了三维建模，探索解决生活中的问题。三维设计与打印技术带给学生“学习方式”新的思考，让抽象的教学概念更加容易理解，激发学生对工程设计创意的兴趣，带来实践与理论、知识与思维、现实与未来三方面的相互结合。

2.在三维设计与3D打印教学中嵌入“微课”，培养学生的自主学习能力，提高课堂教学效果

学会学习是学生核心素养的又一重要组成部分。主要表现为个体在学习态度、方式、方法、进程等方面的选择、评估与调控。自主学习是学会学习的重要组成部分，为学生终生学习发展奠定坚实的基础。在3D打印教学中如何培养学生的自主学习能力呢？笔者将“微课”嵌入到三维设计与3D打印课程教学中。具体操作方法是将3Done的基本命令操作做成“微课”让学生们课前预习。学生可以随时去观看，不受时间的限制。通过课前的预习，学生熟悉了基本操作，提高了学习的兴趣，在课堂上的表现比以往更加积极主动。将课堂练习典型案例做成“微课”，供学生课堂学习。学生可以根據自己的需求选择暂停、重复和快进，完全不必像以往教学中，教师要照顾各种程度不同的学生，现在，学生完全可以按自己的节奏自主学习。教师课堂上要讲的内容减少了，有更多的时间去引导需要帮助的同学，有更多的机会去发现学生学习中存在的问题，节约了大量的课堂时间，提高了教师的教学效率。将课后拓展案例做成“微课”，供学生们课后探究学习。教师引导他们参与讨论，理清思路，攻克难点，激发创新思维，改变观念。

四、研究效果

3D打印将设计模型转变为实体，提高了学习者的学习兴趣。将3D打印技术运用到教育领域中，把3D打印系统与教学体系相整合。一方面，3D打印机提高了学生在掌握技术方面的优势和学生的科技素养；另一方面，利用3D打印机打印出来的各种三维立体模型，显著提高了学生的设计创新能力。

如果让3D打印走进课堂，学生的创新能力和动手实践能力就可以得到训练，不但将学生的创意、想象变为了现实，还培养了学生的创新意识与创新能力，提升了学生的信息技术核心素养，进而形成了学生个人终生发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，促进了学生全面而富有个性的发展。