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3D打印技术在中学信息技术教育中的应用

2019-07-19刘平

新教育时代·教师版 2019年25期
关键词:建模中学信息技术

刘平

摘 要:随着科学技术的不断发展,3D打印技术应运而生,在现代中学信息技术教育中,3D技术不仅使原有传统教学方法改变,更是教学模式的创新,帮助学生进行跨学科的学习,极大的激发了学生的学习动力,学生的创新思维得到了培养,它是教学理念和科技创新的完美结合,将中学信息技术教育推向更高水平。本文阐述了三维技术与信息技术教育的研究背景,如何将其应用于中学信息技术教育,以及3 D技术对中国中学信息技术教育未来的影响和可能性,希望具有借鉴意义。

关键词:3D打印技术 中学 信息技术教育 应用分析

在信息时代,多媒体技术和3D打印技术已经在教育领域发挥了作用,取得了良好的教学效果。3D打印技术的出现已成为全球受众的革命性产业,,特别是在教学领域,极大的突破学生的视野,激发着学生的逻辑思维,全面提升着学生的核心素养。

一、3D打印技术及信息技术教育现状

1.3D打印技术简介

3.打印技术起源于20世纪80年代,是德克萨斯大学奥斯汀分校第一个开发选择性激光烧结技术的技术。随后3D打印在麻省理工大学得到进一步发展,毕业生试图将非传统材料应用于喷墨打印机,由此创造出了当今的3D打印技术。[1]虽然3D打印技术可以支持多种材料,但它已广泛应用于珠宝,鞋类,工业设计,建筑等领域。同时,其快速成型技术使其在市场上独树一帜,在生产应用中具有巨大潜力,但3D打印技术在教育中的应用才刚刚起步。目前还存在如推广力度不够、成本比较高等局限性。

2.信息技术教育现状

目前,信息技术在中学教学中的应用主要是指具有数字化、网络化、多媒体和智能化的多媒体计算机和网络的现代信息技术。在信息技术领域,计算机硬件意识和计算机组装一直是教学中的难点之一。在以前的教学中,由于缺乏硬件,教師只能使用少量设备给学生集体观察和示范。学生很难近距离直接接触主板、网卡、内存模块、CPU等。得来的知识总是模模糊糊。而3D打印技术的出现,可使这些配件按1:1的模型被打印并分发给每个学生,这使得学生很容易满足学生的触摸,观察和组装的愿望。

二、3D打印技术在中学信息技术教育中的应用方法

3.打印技术应用到中学技术教育中,使学生的视野更加开阔,契合了素质教育教学的理念和中学技术教育的课程目标。其应用在教学中可以帮助学生梳理设计思路,不断改进设计方法。具体操作如下:首先,教师需要认真选择适当的教学3D建模软件,这必须满足教学活动的发展,结合学生的认知能力也是必要的,这样学生可以在教师的指导下设计简单的模型。其次,通过学生的体验和学习,需要在教师的带领下尽快掌握3D建模软件的使用,设计出学生自己创造的3D模型。最后,利用3D打印机展示出学生的作品,学生在展示的过程中,会相互交流意见,并进行反思,从而积累设计经验[2]。

本文以3Done建模软件及教程《3D打印与建模入门》为例,根据3D打印技术与教学的结合情况,分三阶段进行说明:

在第一阶段的教学中,学生在初步学习3 D建模软件后,就可以利用软件设计出简单的造型,比如水杯、花盆、爱心钥匙扣等,这就说明学生已经具备基本达到了课程的要求、但是有些学生的想法更加具有创新意识,在入门操作中无法制作出想要的模型。这时,3D打印来技术第二阶段的进阶篇就可以满足学生DIY的愿望,只要学生可以想象出物品的形象,它可以在建模软件中绘制,一旦形成以满足生产要求,然后使用3D打印机打印出成品。学生不仅可以欣赏到艺术作品,还可以在观察中提升认识能力、陶冶情操,对成品工艺有更加深刻的了解。3D打印技术应用在中学课堂中,使课程内容更加丰富,并且满足了学生的创造力培养[3]。

3D打印技术在第三阶段与电子相结合的教学中,教师可以为学生创建创客空间,在学生的思考和教师的引导下,制作出精美的巡线3D智能车、会呼吸的3D旋律灯和带手机遥控的自动感应幻彩小夜灯等,给予学生充分的发挥空间。

三、3D打印技术在中学信息化教育中的影响及发展前景

3D打印技术在中学技术教育领域的应用,使书中的生动地呈现在学生面前,获得了极好的感知体验。3D打印在教育教学中发挥着巨大的优势,并且产生了较大的影响,具体表现在:

1.激发学生的创作热情

学生在进行物品设计时,其思维能动性得到了极大的调动,不断发掘着新的元素,是作品更具美感,充满艺术气息。3D打印技术本身的优势可以作为课堂教学的新方法。学生的思维能力和实践能力相结合,提高了学生的综合素质。

2.教学模式的改革

3D打印技术开辟了教学新篇章,颠覆了传统的教学模式。在以往的应试教育中,学校很少开设可以培养学生创新精神的课程,在大量的理论课程学习下,学生的学习兴趣难以提升。3D打印技术的出现从以学科为中心成功向以学生为中心转变,因此实现了学生在课堂的主体地位。3D打印技术引入教学后,学生的学习体验进一步升级,更加重视培养学生的实践能力,体现出其优越性。

3.各学科的交叉学习

3D打印技术具有视觉教学的优点,调动了学生的积极性,使课堂教学充满乐趣。3D打印技术把数字化的设计以及虚拟模型在短时间内转化为实物,比如化学模型制作、物理模式制作、地理图形等等,从而实现3D打印技术与各种学科的结合,让学生在实际情境中学习,近距离触摸和体验。

结语

综上所述,随着3D打印技术的应用和发展,其成本也在不断降低,更多的学校可以采购该设备,满足学生的探索需求。3D打印技术的出现不仅可以培养学生的学习兴趣,还可以培养学生的探究意识。它还培养学生的科技素养。为社会培养出更多的优质人才。

参考文献

[1]李青.3D打印:一种新兴的学习技术[J].远程教育杂志,2013,(04):29-30.

[2]王同聚.3D打印技术在创客教育中的应用与实践——以中小学创客教育为例[J].教育信息技术,2016(6):11-14.

[3]杨青春.3D打印技术在中小学教学中的应用研究[J].数字化用户,2016(44).

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