D打印课程在中小学素质教育中的应用探索

时间：2024-05-19

李彬　顾海　张捷　姜杰

【摘要】目前，3D打印课程已在全国中小学中广泛开展。本文首先介绍了3D打印课程在中小学素质教育中的意义，并以南通理工学院3D打印技术研究所开展中小学素质教育为例，探讨了3D打印课程如何在中小学素质教育中进行应用。

【关键词】3D打印；素质教育；中小学

我国一直致力于中小学生的素质教育的探索和应用。素质教育的核心是人自身的创新，中小学生在创新的活动中在获取知识的同时还能得到身心的深层变化，也就是素质得到提升。

3D打印，又称为增材制造（AM），作为第三次工业革命最具标志性的技术已广泛应用于工业、医学、航空航天、教育等行业。3D打印是一种以数字CAD模型为基础，通常采用逐层堆积的方式将线材、粉末等材料直接制造出三维实体的技术。

近年来，3D打印课程在全国各地中小学中广泛的得到了开展，越来越多的学校参与到将3D打印课程应用到中小学创新素质教育改革热潮中来。

1 3D打印课程在中小学素质教育中的意义

1.1 激发学习兴趣，培养创新能力

3D打印以其独特的加工方法让学生可以在制造过程中发挥想象力，能够激发学生的创新意识，培养学生的创新能力；同时让学生的想象变为现实，从而激发学生的学习兴趣。

1.2 拓展空间思维，丰富学习途径

三维模型是3D打印的基础，让学生在素质教育阶段学习简单的三维建模软件可以有效拓展学生的空间思维能力，使其想象变为现实的第一步。通过三维建模可以感受数学空间与图形知识从抽象变为具体的过程，从而丰富了学生的学习途径。

1.3 提高动手能力，锻炼解决问题能力

桌面级3D打印机由于方便灵活等特点适合中小学生的使用。学生可以根据生活中实际需要自己观察、设计并通过3D打印机将实际需要的物体打印出来，从而锻炼学生解决生活实际问题的能力。

2 3D打印课程在中小学素质教育中的应用

作为地方性应用本科高校，南通理工学院成立3D打印技术研究所，并将为地方服务作为研究所的一项职能，与南通市崇川区中小学素质教育实践基地合作，为地区小学生推广3D打印技术。南通市崇川区中小学素质教育实践基地主要承担崇川区各小学五、六年级的素质拓展活动，南通理工学院成立3D打印技术研究所有针对性的制定了教学内容。

（1）3D打印基础知识

课程开始首先播放一段关于神笔马良的视频引出3D打印技术。随后简单介绍3D打印的理论知识，然后介绍3D打印的简单应用，最后介绍得到三维模型的方法。

（2）简单三维建模软件

利用遨为IME3D教育软件中的3D魔术师模块进行三维建模。3D魔术师模块通过参数化积木堆积、2D草图绘制、布尔运算、拖拽变形等简单操作能完成3D模型构建。

（3）桌面级3D打印机使用

课程最后让学生自己操作3D打印机，将自己设计好的三维模型打印出来。可以让学生锻炼自己的操作能力，又能让学生得到成就感，激发其学习兴趣。

3 总结

在素质教育阶段开展3D打印技术课程可以让学生了解国家当前的最新动态，拓展学生的知识面，激发学生的学习兴趣。学生在观察、思考、动手的过程中提高了观察能力、动手能力以及解决问题的能力，提高了学生的综合素质。

【参考文献】

[1]郭思乐.素质教育的生命发展意义[J].教育研究，2002，3：9-13.

[2]李彬，顾海，张捷，等.应用型本科开设《3D打印技术理论与实践》公选课的探讨—以南通理工学院为例[J].科技视界，2016，19：57.

[3]丁焱.中小学开设3D打印课程的意义[J].中国现代教育装备，2014，14：84-85.