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【内容摘要】基于3D打印技术是 “设计即生产”的基本理念，可让学生在学习过程中深度体验与参与，培养学生的创造性思维和跨学科思维，提升学生的实践能力。此论文分析3D打印技术在高中通用技术课程的几点尝试，探讨如何提高学习者的学习积极性、动手设计能力和创新能力。
【关键词】3D打印技术 课堂教学 通用技术
3D打印技术是当今社会比较火的一项快速成型技术。这一技术非常特别，它以数字模型文件为基础，以逐层打印的方式，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料进行物体架构。《普通高中通用技术课程标准（2017年版）》指出，通用技术课程是“以提高学生的学科核心素养为主旨，以设计学习、操作学习为主要特征，是一门立足实践、注重创造、体现科技与人文相统一的课程。”在高中通用技术课中应用3D打印技术，无疑能提高学生的积极性、激发他们的创新意识，也能提高学生的动手实践能力，促进创新思维的发展。下面浅谈3D打印技术在高中通用技术课堂教学的几点尝试：
一、变抽象为具体，突破教学重难点
通用技术学科是一门具有启发性、严谨性和实用性特点的学科。这一课程的培养目标是期待学生通过学习，能激发想象力与创造意识，最终在生活实践中创造产品和解决生活问题。将3D打印技术与通用技术课进行整合并应用到课堂之中，3D打印技术的创造性和实效性可以得到很好的展示。它能将原本只存在于学生脑海里的想象转化为活生生的实物，如三维制图软件为学生实现自己的想象提供了一个平台，在制图软件设计完成后，3D打印技术则可以将这一设计很快转化为可视化图形，待打印机打印出来，学生脑海里的想象力已经具体化、物质化，成为实实在在的创造物。如学生在尝试创造一个新型桌子时，在进行图纸设计与打印中，第一必须充分考虑这张桌子的平衡性，应确保桌子在打印过程中保持平衡与直立，防止出现斜倒現象；第二，桌子有其固定的承载力，必须统筹考量新创造的载重能力；第三，因为成本核算问题，也必须进行成本核算，确保物有所值。在这一过程中，不难看出，整个过程要用到生产相关的技术知识，而且涉及有关于桌子的自身的平衡性、承受力、稳定性等物理知识。由此，3D打印技术可以为学生获得并应用知识提供可靠、便捷的技术支持，也轻而易举解决了本节课的教学重难点。
二、从理论到实践，激发学生创新动机
3D打印技术的“变现”功能非常特别，它可以将天马行空的“创意”，甚至是毫无根基的“空中楼阁”转变为真实的物体，可以大大提高学生的学习积极性。例如：在学习《结构与设计》这一章中，分析结构的稳定性，通过3D打印技术打印装沙不倒翁实体，让学生发现不同的结构在外力相同的外力作用下， 外力退出结构状态的变化。同时，也正因为这一3D打印技术的先天优势，它能将复述式课堂变为“实例化”教学，3D打印技术所创造的打印模型可以直接展示给学生，帮助学生更好地去理解知识点和关键要素。如在学习第七章《模型或原型的制作》中，通过3D打印技术设计不同模型，让学生得到不同体验，让学生对知识有了更为清晰的认识，激发学生创新能力。3D打印技术为开展通用技术教学创设良好的学习环境，激发学生的学习兴趣。
三、由被动到主动，激发学生求知动力
兴趣是最好老师。加入3D打印技术的高中通用课程，学生可以自主动手设计建构模型，然后再动手打印出来，这有助于学生对于课程知识的理解，同时也会对通用技术知识有更全面的认识。比如：在航天器模型的制作中，学生会有不少新奇的想法，不过由于自身绘图能力及设备操作的限制而无法实现。但是引入3D打印技术，学生完全可以将创意航天器打印出来并进行性能测试。在这一过程中，学生既有想象力的发挥，还有创造力的迸发，更有主动求知的探究。由此通用技术课程变成开放的实践课程，让学生把知识作为兴趣来学，由被动到主动，激发学生求知的兴趣，真正能培养学生的核心素养。
四、转危险为安全，让实验真正走进课堂
过去的通用技术课，教师多利用多媒体，开展图片或者视频教学，因为缺乏实际的物理感知，教学效果并不好。3D打印技术的出现，扭转了这种局面。教师可以引导学生进行打印缩小版的模型开展教学，由此学生对模型进行观察和维修实验，有了实物的介入，就有了具体的实践操作，这对于提高教学效率和动手能力非常有益。如在学习《结构与强度》时，学生很难理解结构的强度，如果去实践有一定的危险性，如果利用3D打印技术设计实验教具，既可简化实验制作过程，还可以设计出特殊的结构部件从而满足实验设计的需求，也为学生安全提供了保障。
当前，3D打印技术正扩散至各行各业，将3D打印技术引入通用技术课程，为学生营造了一个实践、可感的课堂，也为学生提供更多创新、探索、实践的空间，也是当前学科核心素养与教学改革的需要。
【参考文献】
[1] 陈继民.3D One三维实体设计[M].中国科学技术出版社，2016.
[2] 刁彬斌、蒋礼、王璇.小创客轻松玩转3D打印 Arduino 3D打印创新电子制作 3D One软件入门教程[M].化学工业出版社.2017.
[3] 周迎春.面向STEM的Scratch创新课程[M].人民邮电出版社，2017.
[4] 梁森山.中国创客教育蓝皮书（基础教育版[M].人民邮电出版社，2016.
【本文为安徽省教育信息技术研究2017年度课题《中学创客教育校本课程开发研究》（立项号：AH2017032）成果。】
作者简介：朱焱军（1974.12-），男，汉族，安徽太湖人，现任教于合肥滨湖寿春中学，中学高级教师，主要从事计算机教学。
（作者单位：合肥滨湖寿春中学）
【关键词】3D打印技术 课堂教学 通用技术
3D打印技术是当今社会比较火的一项快速成型技术。这一技术非常特别，它以数字模型文件为基础，以逐层打印的方式，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料进行物体架构。《普通高中通用技术课程标准（2017年版）》指出，通用技术课程是“以提高学生的学科核心素养为主旨，以设计学习、操作学习为主要特征，是一门立足实践、注重创造、体现科技与人文相统一的课程。”在高中通用技术课中应用3D打印技术，无疑能提高学生的积极性、激发他们的创新意识，也能提高学生的动手实践能力，促进创新思维的发展。下面浅谈3D打印技术在高中通用技术课堂教学的几点尝试：
一、变抽象为具体，突破教学重难点
通用技术学科是一门具有启发性、严谨性和实用性特点的学科。这一课程的培养目标是期待学生通过学习，能激发想象力与创造意识，最终在生活实践中创造产品和解决生活问题。将3D打印技术与通用技术课进行整合并应用到课堂之中，3D打印技术的创造性和实效性可以得到很好的展示。它能将原本只存在于学生脑海里的想象转化为活生生的实物，如三维制图软件为学生实现自己的想象提供了一个平台，在制图软件设计完成后，3D打印技术则可以将这一设计很快转化为可视化图形，待打印机打印出来，学生脑海里的想象力已经具体化、物质化，成为实实在在的创造物。如学生在尝试创造一个新型桌子时，在进行图纸设计与打印中，第一必须充分考虑这张桌子的平衡性，应确保桌子在打印过程中保持平衡与直立，防止出现斜倒現象；第二，桌子有其固定的承载力，必须统筹考量新创造的载重能力；第三，因为成本核算问题，也必须进行成本核算，确保物有所值。在这一过程中，不难看出，整个过程要用到生产相关的技术知识，而且涉及有关于桌子的自身的平衡性、承受力、稳定性等物理知识。由此，3D打印技术可以为学生获得并应用知识提供可靠、便捷的技术支持，也轻而易举解决了本节课的教学重难点。
二、从理论到实践，激发学生创新动机
3D打印技术的“变现”功能非常特别，它可以将天马行空的“创意”，甚至是毫无根基的“空中楼阁”转变为真实的物体，可以大大提高学生的学习积极性。例如：在学习《结构与设计》这一章中，分析结构的稳定性，通过3D打印技术打印装沙不倒翁实体，让学生发现不同的结构在外力相同的外力作用下， 外力退出结构状态的变化。同时，也正因为这一3D打印技术的先天优势，它能将复述式课堂变为“实例化”教学，3D打印技术所创造的打印模型可以直接展示给学生，帮助学生更好地去理解知识点和关键要素。如在学习第七章《模型或原型的制作》中，通过3D打印技术设计不同模型，让学生得到不同体验，让学生对知识有了更为清晰的认识，激发学生创新能力。3D打印技术为开展通用技术教学创设良好的学习环境，激发学生的学习兴趣。
三、由被动到主动，激发学生求知动力
兴趣是最好老师。加入3D打印技术的高中通用课程，学生可以自主动手设计建构模型，然后再动手打印出来，这有助于学生对于课程知识的理解，同时也会对通用技术知识有更全面的认识。比如：在航天器模型的制作中，学生会有不少新奇的想法，不过由于自身绘图能力及设备操作的限制而无法实现。但是引入3D打印技术，学生完全可以将创意航天器打印出来并进行性能测试。在这一过程中，学生既有想象力的发挥，还有创造力的迸发，更有主动求知的探究。由此通用技术课程变成开放的实践课程，让学生把知识作为兴趣来学，由被动到主动，激发学生求知的兴趣，真正能培养学生的核心素养。
四、转危险为安全，让实验真正走进课堂
过去的通用技术课，教师多利用多媒体，开展图片或者视频教学，因为缺乏实际的物理感知，教学效果并不好。3D打印技术的出现，扭转了这种局面。教师可以引导学生进行打印缩小版的模型开展教学，由此学生对模型进行观察和维修实验，有了实物的介入，就有了具体的实践操作，这对于提高教学效率和动手能力非常有益。如在学习《结构与强度》时，学生很难理解结构的强度，如果去实践有一定的危险性，如果利用3D打印技术设计实验教具，既可简化实验制作过程，还可以设计出特殊的结构部件从而满足实验设计的需求，也为学生安全提供了保障。
当前，3D打印技术正扩散至各行各业，将3D打印技术引入通用技术课程，为学生营造了一个实践、可感的课堂，也为学生提供更多创新、探索、实践的空间，也是当前学科核心素养与教学改革的需要。
【参考文献】
[1] 陈继民.3D One三维实体设计[M].中国科学技术出版社，2016.
[2] 刁彬斌、蒋礼、王璇.小创客轻松玩转3D打印 Arduino 3D打印创新电子制作 3D One软件入门教程[M].化学工业出版社.2017.
[3] 周迎春.面向STEM的Scratch创新课程[M].人民邮电出版社，2017.
[4] 梁森山.中国创客教育蓝皮书（基础教育版[M].人民邮电出版社，2016.
【本文为安徽省教育信息技术研究2017年度课题《中学创客教育校本课程开发研究》（立项号：AH2017032）成果。】
作者简介：朱焱军（1974.12-），男，汉族，安徽太湖人，现任教于合肥滨湖寿春中学，中学高级教师，主要从事计算机教学。
（作者单位：合肥滨湖寿春中学）