3D打印在中学信息技术教学中的应用

福建省邵武第二中学 张玉志

中学信息技术课程开设主要就是为了促进学生信息能力的发展，让学生具备一定的信息素养及能力。因此，信息技术教学老师应当优化并创新教学方式，使得其教学效果可以更为显着化的提高。3D打印是一类新推行的技术，其技术的应用价值会比较强，适用范围较为广泛，所以，将3D打印技术融入到中学信息技术课程当中，会给其课程的开展带来很大的挑战，赋予其较多的创新点。

一、3D打印技术概述

随着我国科技水平的提升，信息技术投入到教育领域当中会起到较强的教育成效，信息技术也逐渐演变成为了当代人才所必备的一项基础技能。在新课改的带领下，初中信息技术教学受到了社会各界的关注及重视，该项课程的开展会直接影响到学生未来的综合素质发展态势。所以，需要应用3D打印技术，不断地创新并优化初中信息技术教学方式。3D打印技术最先投入到工业制造领域当中，其主要用来生产模具。但是随着我国工业及社会经济的发展，3D打印技术的应用范围也开始在不断地扩张，会被运用到汽车以及建筑等各个领域当中，其技术的核心原理就是利用塑料或者粉末状的金属等物质，将其材料实行分层化的打印，粘合成为一个立体化的模型结构。由此可见，该项技术的可造性会比较强，并且其技术具有灵活性的应用特征，将其技术投入到工业生产当中，会给其所开展的各项生产活动提供很大的帮助，同时还可以达到人们个性化的发展标准。当前，我国3D打印机械设备价格越来越低，在中学信息技术教育课堂中应用3D打印技术，更是成为了时代发展的必然。可以将其技术投入到学生课外小组模型制作以及各类科研创新的活动之中，这会让学生的学习兴趣变得更加的浓郁，同时还可以促进学生信息核心素养的发展。

二、3D打印技术在中学信息技术教学活动中的目标

1.提高学生主体意识。

首先，3D打印技术趣味性极强，其是一类较为新颖的技术，将其技术投入到信息技术教学课堂上，会更好地集中学生的精力，同时引发学生的好奇心理，借助3D打印技术，将各项物理物体的特性直接的打印出来，让学生可以更为自主地投入到3D打印实践活动之中。学生利用3D打印技术，把自身在脑海当中的设计及思想等一一的展现出来，呈递出一个创新想法十足的实物。在同学面前，开展打印表演等活动，会让学生得到更强的成就感以及获得感。其次，3D打印技术带有极强的创新优势，会让学生更为自主地投入到学习及实践活动之中，感受学习信息技术给其带来的快乐，从而激发出学生主体的认知意识，学生也会更为积极自主地参与活动。最后，3D打印技术是需要灵感及创新的，并不是已经完成的一类物体或者已经存在的东西，学生要在学习时，自主的去思考问题，掌握一些基础的信息知识之后，将自身的想象力发挥出来，制作出一个更为巧妙且新颖的产品。

2.探索新型教学方式。

3D打印技术投入到中学信息技术课堂上，会有效的改变传统的教学模式，这种新型的教学法和以往所沿用的填鸭式教学模式进行对比，该类教学模式的使用可以起到弱化老师主导课堂地位的作用，同时还可以正确的引导学生，让学生都能够体验式的学习信息技术知识，学生能够自发地参与到教学活动之中，带着兴趣去学习信息知识，同时解决其在学习时期所遇到的信息问题，让学生可以养成自主学习、团结协作的友好精神，主动地去吸纳学科知识，并且一些学生在掌握3D打印技术知识之后，还会和其他同学灌输这种知识，这就会进一步的提高学生掌握该知识的吸收效果。此外，体验式学习的改变会进一步地推进老师探索创新教学方式的进程，让学生都可以自主的去掌握并学习新的信息知识。

三、3D打印在中学信息技术教学中的应用

1.利用3D打印模型，开展理论教学活动。

在讲解信息技术知识时，老师通常会先给学生讲解和信息技术相关的机械设备，这部分设备的结构相对来说会比较复杂，所以，并不方便将其结构的内容在课堂上展示给学生，还有一部分学校受到资金等方面的因素影响，导致其并不能收集整合较多类型的信息设备当作教学的工具。在该种状况下，大多数老师都会借助多媒体等一些设备，将这些结构的图片播放出来给学生进行介绍，但是这种图片只是平面的形式，并不能让学生更为直观且立体化的感受并认知其设备的结构复杂程度，这就使得其所呈现出的教学效果会比较差。将3D打印机引入到课堂当中，老师就可以对这些多元化的设备进行介绍，利用打印设备，在课堂当中制作出和其设备相对应的实体模型，这会让学生更为立体且直观的感受设备的形态，同时还会让学生的思维及认知变得更加的丰富。比如，在讲解计算机硬件知识时，老师就可以使用3D打印技术，利用其技术制作出多个计算机硬件的模型，例如显卡、声卡等，之后要将学生划分成为多个学习小组，分配好学习小组的学习任务，让学生分组对这些硬件模型进行拆装或者组装，正确化的引导学生，便于学生更好地认识并掌握这部分计算机硬件模型的名称以及模型硬件所存在的作用，学生不断地练习及操作，可以在较短的时间内了解计算机设备内部的结构以及做功的原理，这种3D打印教学模式的使用，会让学生更为直观的了解其知识的内容，同时学生的学习体验感受也会变得更加的丰富，真正地掌握并了解计算机的内部结构以及使用原理等，在学生脑海中加深这部分立体模型的名称以及记忆。另外，3D技术打印制作出来的模型，还会给学生创建出更为丰富的动手实践机会，赋予其信息技术课堂更强的生命力，整体信息技术课堂也会更加的活泛，学生也可以利用实践来了解计算机内部的构成。

2.利用3D打印技术，提高课堂教学趣味。

信息技术这门学科会被中学教师当成副科，特别是处于农村地区，这部分学生所具备的信息及计算机信息知识量会比较少，同时缺乏一定的计算机常识。这些学生学习计算机的兴趣较低，在日常教学过程中，通常都会使用电脑去演示一些基本性的操作。现在还有一部分老师会采取放电影的形式，讲解信息技术知识，长时期下去，学生就会完全失去学习信息技术知识的欲望，将3D技术投入到其中，可以借助该项技术，模拟打印出一些硬件设施，让学生使用计算机去设计作品，打印出成品，使得学生全过程地参与到其中，能够更好的激发出学生对于各类未知事物的学习兴趣以及热情。兴趣可以起到引导的作用，能够让学生产生学习信息技术知识的欲望以及动力。所以，在实际教学时，老师需要利用3D打印技术，激发出学生的学习兴趣，使得其课堂的趣味性变得更加的浓郁，尽可能地集中学生的注意力，让学生可以将其精力全部投置到其所创设的教学活动之中，这会有效提高总体信息课堂教学的效果。3D打印技术的创新性以及新奇性特征会比较明显，所以，将其技术投入到信息教学课堂当中，会有效地提高课堂的趣味性。在以往老师所讲解的信息技术课堂活动当中，老师所使用的语言以及教学方式会过于的单一且枯燥，同时这部分软件的操作内容也会较为单调，这就导致学生在学习新模块知识时，极易容易失去兴趣以及学习的耐性，但是将3D技术引入到信息教学活动之中，就会让课堂的趣味性变得更强，老师可以借助趣味化的软件设计，让学生去设计父亲节的贺卡，之后在使用3D打印机，制作出和贺卡相关的零配件等，分别将这些零配件打印出来，进行贺卡的组装。这种亲自实践的活动，会使学生收获更强的信息知识学习的成就感，同时还会增加学生学习信息技术以及3D打印技术知识的兴趣，制作出更为直观且立体化的模型，对学生的感官感受形成双重的刺激，促进并提高课堂教学的效果。

3.利用3D打印方式，强化学生实践能力。

处于初中时期的学生，其对外界各类新奇事物的好奇心理会比较强，所以，在教学时，老师要抓住学生的这一特性进行知识的讲解。初中信息技术课程的开设，主要就是利用实践活动等方式，让学生的信息实践能力变得更强，同时促进学生信息收集等素养的发展。将3D技术引入到其中，老师可以借助该项技术，训练学生的实践意识，比如，老师可以给学生布置带有设计类的教学作业，可以让学生设计杂志或者设计网站等，学生在设计以及制作时，会相继地触碰到一些和其内容相关的信息处理方式以及技巧，同时还可以促进学生知识迁移能力的发展，让其可以更好地过渡到3D技术的使用过程当中，显着性的提高学生的信息获取能力，让学生产生深层次的学习动力。端正学生学习信息知识的态度，让其都可以养成更为良好的学习品质，有目的地去构建信息技术知识框架。老师必须要优化传统的教学活动形式，同时对其课堂教学的内容进行调整，改善信息技术教学环境。

四、3D打印中学信息技术教学创新应用的新趋势

1.转变学习目标。

在“互联网+教育”的时代发展趋势下，学生获取知识的路径及方式变得越来越丰富，且各类知识的更新速度也在不断的加快，想要进一步地适应当前21世纪的学习以及生活发展需要，那幺学校所开展的教育教学工作就需要以培养复合型的综合人才为主，让其能够掌握21世纪技能发展目标以及理论知识，同时还需要提高学生的生活技能水平以及创新能力，让学生能够运用其所掌握的技能和知识解决生活当中所遇到的问题，从而更好地适应信息化的发展。将3D打印技术投入至中学信息技术教学课堂上，其能够展现出更为独特化的优势，把一些较为抽象性的知识形象地呈递给学生，使得学生的脑海想象更加的实物化，提高学生的创新创造能力。学生在应用3D打印技术完成学习项目或者任务时，一般会以小组合作的方式为主，在完成项目后，学生的协作以及沟通能力会有所提升，并且通过合作探究的方式，一同处理加工各部分信息，使用其他的媒体进行辅助，在这一学期过程当中，不管是学生的信息素养，还是学生的媒体素养水平，都会越来越高。

2.融合转变学科知识。

把3D技术投入到中学信息技术教学课堂上，能够让教学内容和跨学科的知识保持良好的融合状态。课堂的教学内容也会变得更加的充实，搭创出教学平台，对各部分知识进行融合化的处理，这样学生学习信息技术知识时，就不会是单一的获取这一门学科的知识，而会把多门学科的知识和技能融合在一起，打破学生传统的思维认知，将其已经掌握的认知结构连接成一个有机体，保障新旧知识的良好融合状态，从而多方面的增加知识的储备量，提升知识技能水平。

3.创造多样化方法。

传统的教育教学方式会比较单一，这就使得学生获取知识的能力以及知识储备量较差。把3D打印投入至中学信息技术教学当中，其能够更好地支持学生个性化的发展，总结3D打印新型的教学经验，可以将其划分成为3D打印问题教学法、任务驱动教学法以及项目教学法这三类，其中项目教学法主要是以项目为核心所开设的一系列学习活动，借助3D打印，让一些抽象的内容变得更加的具象化，同时帮助学生深度地理解并掌握该知识点，给其创建出更为真实的问题情境，组建学习小组，采取改进、打印、观察等多种方式，帮助学生构建新的知识和技能。任务驱动法主要是学生在老师的指引下，一同借助3D打印完成教学任务，让一些难以理解的内容变得更加的具体，帮助学生理解并完成教学任务，同时提升学生的知识以及技能水平。问题教学法就是让学生带着问题去思考以及研究，这样学生就会由传统被动化的知识接受方式转变为主动接收创造，借助3D打印分析理解问题，可以打印出一些较为复杂的模型，辅助学生学习该学科知识，其教学方式会更加的新奇多样，吸引学生的注意力，并让学生注意力更加的集中。

结束语

在信息技术教学课堂上，老师需要高度重视3D打印技术的使用，可以利用3D打印技术的运用，这会有效地提高总体课程的教学效果，同时还可以优化教学流程，促进学生创新思维能力的发展，给学生日后的学习做铺垫，激发出学生的学习动力，让学生可以更好地投入到信息技术教学活动当中，不会再觉得信息技术是一门枯燥、乏味的课程。