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小学信息技术与3D打印课程融合的策略与探究

发表时间：2021/7/21 来源：《中小学教育》2021年8月3期作者：李志林

[导读] 创客时代下，3D打印技术不断地影响着现代教育领域，随着这些技术逐步地进入教育内部，以3D打印为代表的各类技术手段开始成为小学创造教育的主体，因此探究小学信息技术和3D打印课程融合的策略具有明确的现实意义，能够拓展教育渠道，强化优质教育资源的深度应用。

李志林河南省三门峡市东风小学 472000
【摘要】创客时代下，3D打印技术不断地影响着现代教育领域，随着这些技术逐步地进入教育内部，以3D打印为代表的各类技术手段开始成为小学创造教育的主体，因此探究小学信息技术和3D打印课程融合的策略具有明确的现实意义，能够拓展教育渠道，强化优质教育资源的深度应用。
【关键词】小学信息技术；3D打印；课程融合
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2021）8-199-01

        0.引言
        3D打印早在20世纪90年代就开始产生，时至今日该技术已经发展成熟，并在产品和技术层面体现出多样性的特征。在以3D打印技术为标志的第三次工业革命影响之下，现代学生的创新能力培养工作更加重要，学生不仅要具备专业的技术和技能，还应该具有创新能力和创新意识，才能成为社会发展所需求的人才。
        1.3D打印课程实施环节
        1.1 教学目标评估
        从知识技能的角度来看，3D打印课程的推进策略是为了能帮助学生在过程和方法层面了解图形设计等多个方面的核心内容，培养学生独立思考问题的能力。例如，3D打印会在电脑上事先开展三维模型设计，然后连接3D打印机将模型设计相关的参数和信息传输给打印机，打印机在接受到指令之后逐层打印形成3D模型。因此从情感层面来看，教学目标的准确评估有助于培养学生对于3D打印的兴趣，创新作品设计方案并与当前的创客环境进行接轨。
        1.2 教学实施环节
        在实际的教学实施环节，教师以主题式教学的方式推进课程内容，并且适时地向学生提出一些具有挑战性的问题，让学生借助画图软件开始初步的平面设计，之后将设计图进行打印后作出修改和调整，进行拼接、创作等获取三维立体模型，将设计出的成果在课堂上进行讨论和修改，最后得到更加完美的作品。在这一环节教师要关注思维导入的方式，并且基于3D打印的基本原理展开提问，明确地定位设计和创作的方法。学生在确定创作主题之后也能完成作品的初步设计。
        1.3 教学评价反思
        教学评价反思阶段的主要内容是为了帮助学生全面地了解自己的作品，并提升教学质量。例如学生在成功地完成作品之后，可以让他们掌握从平面图形设计到三维立体设计的过程，从想象到最终的实物形成，全过程的认知刺激让学生具备了一定的图形感知能力，同时为科学素养和技术素养的形成打好基础，内化知识掌握研究方法。

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        2.小学信息技术和3D打印的融合策略
        2.1 教学框架设计
        从教学框架的设计要求来看，利用计算机信息技术和设计软件为依托来培养学生的创造能力是3D打印课程开展的关键。一堂完整的课程应该被划分为两个部分，首先是共同学习部分，其次是自主学习部分。在共同学习部分当中，要以教师的内容讲授为主；在自主学习部分当中，则让学生自主地完成内容深化、案例模仿，同时还要根据教师提出的设计要求进行进一步地想象和创作。初期的教学目标主要包括3D打印技术的用途、方法以及三维模型设计软件的操作方式，学会应用软件开展创意设计。在中期的教育目标则重点围绕技术层面探讨作品设计方案，后期教育目标则从情感态度和价值观层面分析资源应用的有关内容[1]。
        例如教师可以下达教学任务，然后组织学生自行地设计教室内的环境。教室作为学生的主要学习场所，在物品布置和空间设计方面有着一定的规律，通过这种提问的方式，能够让学生开始关注身边的内容，了解与生活、学习相关的元素并判断设计的实用价值，从而有效地提高课堂教学的效果。学生可以通过专业设计软件在虚拟构建当中探索设计想法，以3D打印过程赋予表面材质特点，展开动画演示，最终获得由X轴、Y轴和Z轴三个维度共同构筑的教室空间，逐渐渗透对于空间的认知。
        2.2 细节处理
        在细节处理阶段当中，教师主要是让学生围绕自己的作品不断地修改设计方案，教师也可以针对不同的学生进行个体指导，从而能够初步地展现出设计成果和设计特色。例如教室内部的课桌摆放、棱角问题如何设计才能满足使用环节的心理需求？对于一些比较复杂的物件，是否可以从模型库先进行下载后再编辑？诸如此类的细节部分都是作品的展示和交流部分，而且在这个过程当中可以让教学评价能够贯穿活动始终，帮助学生掌握设计方法提升设计思维能力，不断地提高学生的综合应用能力[2]。
        2.3 结果评估
        结果评估指的是在观察、建模、实验结束后的总结迁移步骤，应用设计软件构筑三维模型完成知识内化，对其中存在的问题作出进一步地改进。教师要组织学生以学习小组的方式可以以汇报的方式展现出最终的学习成果，判断在学习过程当中完成了哪些内容，体验3D打印的全过程，分析其和信息技术之间的联系。可以看到，结果评估环节能够针对课程组织的方式引导学生学习并掌握和3D打印相关的基础知识和基本技术，体会设计的乐趣所在，满足学生的创造欲望，让其能够融会贯通地利用多学科知识来解决实际问题。
        3.结语
        基于3D打印的教育正在稳步开展，为信息技术课程改革提供了新的视野和技术支持。小学阶段作为信息素养培养的关键阶段，如何对教学内容、教学流程进行改进是后续工作的重点。作为教育工作者，应该不断地提升设计综合能力，从学科层面、技术层面推广信息技术和3D打印的融合，为新课程建设注入新的血液。
【参考文献】
[1]徐振宇. 3D打印课程在小学信息技术领域的探索与实践[J]. 中小学信息技术教育, 2016(10):74-77.
[2]蔡雷, 李岩. 虚拟现实与3D打印技术深度融合——以北京市第六十五中学特色课程为例[J]. 中小学信息技术教育, 2017(01):60-61.