在信息技术教学中渗透3D打印创客课程的应用研究

宁冠超

【摘要】随着STEM理念的提出，创客教育也在国内遍地开花。结合农村中学的实际情况，在没有统一教材的情况下，将信息技术课程通过整合，筛选出适合农村中学信息技术学科教学的基于3D打印的创客教育内容，分别从选择合适的教学软件、采用合适的教学策略、优化教学内容这三个方面入手，论述了在信息技术教学中渗透3D打印创客课程的有效途径，意在更好地让信息技术课程为培养学生的终身学习能力和创新意识奠定基础，为3D打印融入初中信息技术教学提供一些参考。

【关键词】信息技术;3D打印;创客教育

信息技术课程是一门以计算机为工具，以互联网为导向，以提升学生信息素养和能力为目标的课程。随着全球信息化的不断发展，创客、机器人、3D打印以及人工智能等新词层出不穷，新时代对学生、对教师的要求也更多元，信息技术课程的教学，需要补充新时代的元素，教师必须融入多种先进的技术。本文将以3D打印技术为范例，主要探讨在信息技术教学中如何渗透3D打印创客课程。

一、创客教育与3D打印核心概念

创客教育是创客文化与教育的结合，基于学生兴趣，以项目学习的方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。它主要以课程为载体，在创客空间的平台下，融合科学、数学、物理、化学、艺术等学科知识，培养学生的想象力、创造力以及解决问题的能力。而3D打印独有的成型技术引起了教师的关注，越来越多的教师将3D打印视为其中一种热门的实践课程引入到越来越多的学校，因为3D打印创客教育能为学生提供平台，让他们自由发挥及表达，将3D打印创客教育融入信息技术教学中，可以潜移默化地培养学生的信息素养、创新意识与创客精神，提高信息技术教学的质量与效率。

二、在信息技术教学中渗透3D打印创客课程的优势和可行性

3D打印创客教育有助于培养学生良好的信息素养和创新精神。它来源于生活，又高于生活。学生通常能在教师有意识的引导下，或是自己感兴趣的情况下进行设计创作。当遇到困难时，学生可以利用信息技术手段，摸索解决问题的思路，把创新想法转换为实践，得到看得到、摸得着的作品。这不仅可以培养学生创新意识，还提高了学生解决问题的能力。

对于农村中学而言，师资和教学条件有限，学生基础也较弱。与开设创客空间和开展人工智能课程的高投入不同的是，3D打印课程所需要的成本不高，不需要配置独立的教室或场所，在计算机室增加1-2台桌面级的3D打印机即可实现。同时，课程中使用的三维设计软件是中望集团专门为青少年开发的3D One软件，操作界面简洁，对于基础相对薄弱的农村中学生来说也能很快上手，不需花费太多精力用于软件的学习。学生快速将操作命令掌握后，便能够徜徉在创意设计的海洋中。

三、在信息技术教学中渗透3D打印创客课程的途径

（一）选择合适的教学软件，让课程实施切实可行

3D One是一款简单易学的3D空间建模软件，符合农村中学生的认知基础，能满足学生零基础、易上手的要求。笔者之前也接触过123 Design和3DMAX，对比之下，3D One更容易激发启发青少年的创新学习思维。功能界面也符合学生的审美兴趣，让学生不用太在意陌生的命令。学生可以在脑海中轻松、愉快地展现出来，在“做中学”“学中创”，充分体验理想变成现实的成就感。更为重要的是与3D One软件有配套的社区平台i3D One社区，涵盖了各地的优秀信息技术教师和培训讲师，丰富的教学资源为开展教学就更为便利。

（二）采用合适的教学策略，让课堂教学更加有效

1.用3D打印教具模型辅助信息技术教学，激发学生学习兴趣

3D打印技术，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，不但可以应用于建筑业、航空、医药学中，也能运用到我们日常的学习和生活中。而且3D打印技术造就了空间立体感，打印出来的实物使教学充满了趣味性，诱发学生的学习兴趣。

2.将3D打印技术与教学有机结合，提升信息素养

在初中信息技术课程中，教师进行教学的目的在于培养学生的信息素养，尤其是信息收集、整合、分析与汇总的能力等。基于此，教师可以将3D打印技术与教学实践进行有机结合，让学生在设计与制作各种模型中逐渐掌握信息技能，培育信息能力，提升信息素养。例如，教师以简单例子讲解命令的用法，再通过完成课堂作品巩固练习命令，最后设置拓展课题供学生课后练习。首先，会建议学生利用互联网搜寻各种相关模型制作的信息及特征，然后将收集到的信息进行整合与归纳，从而绘制出模型，最后运用3D打印机将模型打印出来。通过上述一系列的过程，学生们可以从中获得处理信息的各种能力，有利于提升学生的信息素养。

3.充分应用i3D One社区作为3D打印的學习平台，强化学习动机

与3D One软件本身紧密相连的就是i3D One社区，里面不仅有很多教程，而且学生上传作品有非常好的统计和评价功能。学生上传每堂课的作品到社区，得到教师、学生的点评和点赞。随着作品的累积，学生的身份也可以从“一级士兵”“二级班长”“三级排长”到“四级连长”的晋级，每一级的进步都能给学生满满的成就感和自信心。每上完一节课，笔者都迫不及待去看作品空间，看看他们有什么新作品上传，有什么互动。看到他们一些小创意，教师会感到欣慰。看到好的作品还能打印出来，让学生看到自己制作的作品变成实物，更加强化他们学习的动力和热情。

（三）优化教学内容安排

初中生对事情已经有了自己相对独立的见解和看法，选择怎样的案例，制作什么样的作品既能将软件的技能教会给他们，又简单易做，能让学生在一节课的时间里能够将作品做出来，还要能让他们对作品感兴趣，有好奇心和成就感。作品太简单，学生不屑做;作品太普通，学生不感兴趣，感觉没新意。因此，选题要符合学生见识并结合实际，如，太超出学生的见识或知识范畴就脱离学生生活实际了。选题方向根据实际调整，当学生发散思维能力强时，以大方向的选题为主，如生活用品，学生发散思维能力较弱时，选题局限性强些，如文具等。课题应分阶段设置，按照所用命令，同命令可设置多个课题，以便学生进行拓展训练。

总而言之，教师运用3D打印技术开展创客教育，不仅有利于为信息技术课程创造不一般的新鲜体验，也有利于拓宽农村学生的视野，培养学生的想象力和创造力，而且也有助于从根本上提升学生的信息素养、进一步改善教学效率。

参考文献：

[1]林华.3D打印创客教育融入小学信息技术教学探析[J].教育信息技术，2018（12）：21-23.

[2]练芬.浅述在农村中学开展创客教育的有效路径[J].计算机教学，128.

[3]项烨.基于3D打印项目的小学创客教育实践研究[J].创新创业理论研究与实践，2019（1）：4950.

[4]曹凤娟.3D打印创客教育与小学信息技术教学融合的有效途径探索一以3DOne软件为例[J].中国教育技术装备，2019（19）：83-85.

[5]曾玉茹，伍权.基于创客教育的中学3D打印课程教学实践研究[J]，教育观察，2019（11）：2931.

[6]蔡培源.信息技术课程在农村小学创客教育实践研究[J]，中国农村教育，2020（3）：32-33.

责任编辑  陈  洋