2022年中小學(xué)3D打印課程的“根”與“魂”復(fù)習(xí)過程

1、資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除中學(xué)校 3D 打印課程的“ 根” 與“ 魂”2022 年至 2022 年期間,“ 3D 打印課程” 在全國(guó)各地 的中學(xué)校中如雨后春筍般蓬勃進(jìn)展,越來越多基礎(chǔ)訓(xùn)練階段中的學(xué)校參加到了這場(chǎng)“ 3D 打印課程”牽引下的創(chuàng)新訓(xùn)練改革熱潮中來； 其中比較典型的有： 北京市東城區(qū)形成的以 “ 三 維創(chuàng)意設(shè)計(jì)與 3D 打印課程” 為起點(diǎn)的小、初、高一體化創(chuàng) 新課程人才培育模式,并建立了打破學(xué)段限制的創(chuàng)新課程整 體評(píng)判方式；各類適合中學(xué)校生使用的三維設(shè)計(jì)軟件,在網(wǎng) 絡(luò)上每天都有近千人的下載量,每周都有近千所的中學(xué)校進(jìn)行注冊(cè), 每月在線學(xué)習(xí) “ 3D 打印課程”的人數(shù)正在呈

2、幾何倍數(shù)的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)； 那么到底是什么緣由,導(dǎo)致了這場(chǎng)以 “3D 打印課程” 為核心的中學(xué)校創(chuàng)新訓(xùn)練改革呢？3D 打印課程將成為中學(xué)校創(chuàng)新訓(xùn)練進(jìn)展的核心國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視；國(guó)家主席習(xí)近平,國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng),曾在多地考察,及國(guó)內(nèi)、國(guó)際會(huì)議中強(qiáng)調(diào)“3D 打印技術(shù)” 的重要性； 2022 年 3 月 5 日,第十二屆全國(guó)人民代表大會(huì)第四次會(huì)議中,要；3D 打印被列入“ 十三五” 國(guó)家規(guī)劃綱時(shí)代進(jìn)展的必定產(chǎn)物；近年來,“ 創(chuàng)客” “ 互聯(lián)網(wǎng) +” “ 政府和社會(huì)資本合作模式” 等新概念首次進(jìn)入到了我國(guó)政府工word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除作報(bào)告中,引發(fā)了海內(nèi)外的關(guān)注；“ 3D 打

3、印”“ 三維設(shè)計(jì)”“ 創(chuàng)客” “ STEM” “ STEAM” “ 創(chuàng)客空間” 等新詞、熱詞,不斷顯現(xiàn)在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中；“ 大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新” 的國(guó)家政策扶植,是培育和催生經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)展新動(dòng)力的必定選 擇；是擴(kuò)大就業(yè)、實(shí)現(xiàn)富民之道的根本舉措；是激發(fā)全社會(huì) 創(chuàng)新潛能和創(chuàng)業(yè)活力的有效途徑；時(shí)代的要求催生社會(huì)的需 求,繼而帶動(dòng)訓(xùn)練的進(jìn)展；在基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的創(chuàng)新訓(xùn)練,最 關(guān)鍵的是要在相對(duì)安全的前提下,培育同學(xué)的制造潛能與實(shí) 踐才能； 3D 打印技術(shù)在充分保證同學(xué)操作安全的基礎(chǔ)上,有 效地解決了我國(guó)基礎(chǔ)訓(xùn)練階段中同學(xué)動(dòng)手才能弱、工藝水平 無法保證的問題；基礎(chǔ)訓(xùn)練階段中3D 打印課程的核心在基礎(chǔ)訓(xùn)練階段中

4、,3D 打印課程的核心是利用3D 打印技術(shù)將同學(xué)頭腦中的創(chuàng)意、創(chuàng)新思想更加規(guī)范、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn) 地表現(xiàn)出來； 其中, 3D 打印機(jī)使用技巧的學(xué)習(xí)當(dāng)然重要,但 利用運(yùn)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)手段對(duì)作品進(jìn)行嘗試設(shè)計(jì)的才能才是“ 3D 打印課程” 的核心；除此以外,同學(xué)在設(shè)計(jì)過程中對(duì)不同種類材料實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品 設(shè)計(jì)特性的認(rèn)知,以及設(shè)計(jì)終止后從結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)的 角度對(duì)設(shè)計(jì)作品進(jìn)行不同角度試驗(yàn)并加以改進(jìn)的過程,也是3D 打印課程在基礎(chǔ)訓(xùn)練階段中開設(shè)的核心所在；3D 打印課程在同學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的表現(xiàn)word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除在對(duì)中學(xué)校階段實(shí)施3D 打印課程的過程中,我們發(fā)覺源自同學(xué)們頭腦中的設(shè)計(jì)作

5、品主要由以下八類構(gòu)成；校內(nèi)主題類設(shè)計(jì)： 校內(nèi)沙盤、 ?；瞻嗷铡?專用特色教室；學(xué)具教具類設(shè)計(jì)：理科老師有用型或展現(xiàn)型教具（數(shù)學(xué) 工具、原子結(jié)構(gòu)、地理地圖、物理天平、小孔成像、印章、楊輝三角、 VR眼鏡等）、文理科課程同學(xué)試驗(yàn)或試驗(yàn)型學(xué)具（活字印刷、結(jié)構(gòu)力學(xué)測(cè)試、字母牌、水平儀、多功能調(diào)色 盒等）；玩具生活類設(shè)計(jì)：益智型玩具（悠悠球、孔明鎖、七巧板、八音盒、陀螺、撥浪鼓、樂高積木等）、解決生活問題型（小件物品收納器皿、聲控小夜燈、 手機(jī)支架, 組合家居、存錢罐、可調(diào)光臺(tái)燈、筆筒、時(shí)鐘、花盆、相框,擰毛巾機(jī)械臂,不倒杯托、野營(yíng)折疊桌、文具盒、風(fēng)扇、二維碼等）；軍事模型類設(shè)計(jì)：航空模型（四旋翼飛行器

6、、直升飛機(jī)等）、陸地模型（偵察車、汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知、工程車等）、航海模型（軍艦、航母、潛水艇等）古代軍用機(jī)械裝置等） ；、兵器模型（冷兵器進(jìn)展史,建筑結(jié)構(gòu)造型類設(shè)計(jì)：橋梁模型（橋梁外觀設(shè)計(jì)、橋梁 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等）、房屋模型（涼亭、宋式門拱、中西建筑合并設(shè)計(jì)、動(dòng)畫片中房屋設(shè)計(jì)等）結(jié)構(gòu)種類展現(xiàn)等） ；、榫卯模型（榫卯桌椅、榫卯開源硬件結(jié)合類設(shè)計(jì)：傳感器應(yīng)用（智能牙杯、智能垃 word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除圾桶、智能澆花、植物爭(zhēng)論、智能馬桶蓋、智能充電器等） ；PM2.5 機(jī)器人、簡(jiǎn)潔機(jī)械類設(shè)計(jì)：齒輪傳動(dòng)（.齒自行車、密碼鎖、逆風(fēng)小車、機(jī)械玩偶等） ；傳統(tǒng)文化類設(shè)計(jì)：藝術(shù)擺件（新年桌

7、面擺件、中國(guó)風(fēng)窗框、古箏沉香盒、算盤等）等）；、非遺傳承（ 3D 打印皮影、快板上述的同學(xué)設(shè)計(jì)作品類型,既表達(dá)了我國(guó)中學(xué)校生目前 正處于掀開創(chuàng)新設(shè)計(jì)神奇面紗的初級(jí)層面,又表達(dá)出同學(xué)對(duì) 創(chuàng)新設(shè)計(jì)的期望與追求；解決生活中問題的設(shè)計(jì)成為了同學(xué) 最簡(jiǎn)潔下手的創(chuàng)新設(shè)計(jì)起點(diǎn)；校內(nèi)主題、學(xué)具教具的設(shè)計(jì)成 為了同學(xué)在學(xué)習(xí)的道路上表達(dá)自身價(jià)值的平臺(tái)；玩具、建筑、軍事、機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳統(tǒng)文化的設(shè)計(jì)表達(dá)著同學(xué)們豐富多彩的 業(yè)余生活；與開源硬件結(jié)合的設(shè)計(jì)表達(dá)著同學(xué)對(duì)先進(jìn)科技的 期望；3D 打印課程在老師授課中的表現(xiàn)形式 作為基礎(chǔ)訓(xùn)練的工作者老師,我們不但要看到同學(xué) 的抱負(fù), 更要想方法幫忙他們逐步將抱負(fù)變?yōu)閷?shí)現(xiàn)；3D 打

8、印課程,轉(zhuǎn)變著傳統(tǒng)學(xué)校的課程體系；老師用3D 打印課程教會(huì)同學(xué)基本的設(shè)計(jì)才能與創(chuàng)新才能；同學(xué)在技能學(xué)習(xí)的過程 中嘗試轉(zhuǎn)變、嘗試創(chuàng)新；老師從開頭的單一技能傳授,逐步 進(jìn)展到在技能傳授的過程中嘗試多學(xué)科的融合,嘗試多領(lǐng)域word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除的跨過；中國(guó)式STEAM課程正在悄然興起；案例 1 語文用 3D 打印“ 復(fù)活” 活字印刷一次偶然的機(jī)會(huì),同學(xué)和一位年輕的語文老師談天,聽說“ 活版”這節(jié)課是一篇古文中的科技說明文,毫無現(xiàn)實(shí)感,同學(xué)聽著昏昏欲睡,這位同學(xué)正好是學(xué)具教具團(tuán)隊(duì)的成員,于是想到為什么不用 具呢？3D 打印為老師打印一個(gè)活字印刷的教這樣在主題創(chuàng)作課堂上,

9、他們的創(chuàng)作開頭了,從前期研 究古文到確定尺寸到分工看似都特別順當(dāng)；不到 40 分鐘的時(shí)間,小組成員把各自的部分都建模完成,孩子們特別興奮,可裝配完,發(fā)覺了很多問題,比如字太密,不簡(jiǎn)潔取出來；活字是正的,印出來是反的；火的模型制作的不美觀且尺寸 不對(duì),托盤支不住,等等；這時(shí)候同學(xué)開頭覺得很懊喪,以為可以享受成果了,結(jié)果忙活40 分鐘的東西可能需要大改動(dòng),其中一名同學(xué)開頭埋怨說咱們應(yīng)當(dāng)事先畫出圖,確定好 全部東西再做的,這下白做了；看到這種情形,我的心里也 一緊,故作輕松地和大家說,其實(shí)你們做到這一步已經(jīng)很好 了,至少看到了原型,哪有復(fù)雜的事情必需一次勝利的道理 呢？所以大家現(xiàn)在列出關(guān)鍵問題,集思

10、廣益,一起爭(zhēng)論解決 就可以了；同學(xué)立刻投入到下一輪的修改和制作中,當(dāng)遇到 火的造型如何設(shè)計(jì)這個(gè)問題的時(shí)候,組長(zhǎng)提議做幾個(gè)柴火一 樣的小棍兒搭成的造型,但是另外一位同學(xué)說這樣作為教具word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除會(huì)增加攜帶的難度；仍有一位同學(xué)提議在網(wǎng)絡(luò)上找一些靈 感,最終打算將火與柴的造型結(jié)合起來模擬火,在大家頭腦 風(fēng)暴的過程中,我看到了大家的努力,在最終解決問題的瞬 間,我也看到了大家抑制不住的歡樂顯露在臉上；或許,他 們從心理上認(rèn)可了這個(gè)團(tuán)隊(duì),認(rèn)可了自己的隊(duì)友,更加確定 了自己只要專心就能夠做到這樣的事實(shí)吧；其實(shí)三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)與3D 打印這門課程,的確能夠讓學(xué)生體會(huì)造物

11、的樂趣,并且培育同學(xué)分析、批判、制造等高階 思維才能；在設(shè)計(jì)的過程中,對(duì)同學(xué)多勉勵(lì),少插手,信任 他們能夠自己解決問題,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候賜予情感的支持,讓 他們信任,遇到困難的時(shí)候再試一試,肯定能夠勝利！案例 2 物理小孔成像 在現(xiàn)階段物理學(xué)科教學(xué)中,演示試驗(yàn)不能下放給同學(xué)操 作是中學(xué)物理一個(gè)亟待解決的問題；由于部分演示教詳細(xì)積 大、數(shù)量少,同學(xué)不能夠?qū)嶋H操作體會(huì)試驗(yàn)過程,部分同學(xué) 對(duì)學(xué)問把握情形不抱負(fù)；針對(duì)這一問題,我們嘗試將演示實(shí) 驗(yàn)的器材進(jìn)行縮放并創(chuàng)新,通過這樣一個(gè)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,大大提高了同學(xué)的參加度,同學(xué)學(xué)習(xí)的難度也降低了,從而 可以快速地把握學(xué)問點(diǎn),同時(shí)也學(xué)會(huì)使用身邊物品進(jìn)行試驗(yàn)wor

12、d 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除爭(zhēng)論；在初二物理學(xué)習(xí)光學(xué)“ 小孔成像” 特點(diǎn)時(shí),為了能夠 直觀出現(xiàn)現(xiàn)象,讓同學(xué)充分參加探究過程,設(shè)計(jì)小孔成像演 示儀,學(xué)具靈動(dòng)小巧,吸引了同學(xué)的眼球,清楚的試驗(yàn)現(xiàn)象 使同學(xué)對(duì)學(xué)問的懂得更加深化；案例 3 地理中國(guó)地圖 在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中我們發(fā)覺,老師使用大量的掛圖、PPT圖片等平面工具,或購買現(xiàn)成教具進(jìn)行教學(xué),但由于教 學(xué)中的實(shí)際需求不同,現(xiàn)有的教具不能實(shí)現(xiàn)教學(xué)預(yù)期成效；依據(jù)這一問題,設(shè)計(jì)了集拼接、移動(dòng)、吸附、標(biāo)注等特點(diǎn)于 一身的中國(guó)地圖；當(dāng)老師提問大家“ 這是哪個(gè)省份” 時(shí),為 了驗(yàn)證同學(xué)的答案,老師可以把它翻到背面,答案就可以清 晰地看到；同

13、時(shí),同學(xué)可開展小組研討,借助同學(xué)版地圖這 一學(xué)具,通過觸覺感知等方式更快速地識(shí)別各省份；案例 4 化學(xué)球棍模型 在高中學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的課堂上,往往分子結(jié)構(gòu)比較抽 象,同學(xué)難于懂得同一分子不同結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；利用 3D 技術(shù) 設(shè)計(jì)完成后的教具, 可以將球、 棍按原子半徑大小自由組合、拼插成不同的有機(jī)物質(zhì),在體驗(yàn)學(xué)習(xí)中加深了同學(xué)們對(duì)學(xué)問 的深化明白；word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除案例 5 通用技術(shù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度教具設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度這節(jié)課中,運(yùn)用3D 打印技術(shù)設(shè)計(jì)了教具；為了讓同學(xué)更易把握本節(jié)課的重點(diǎn)及難點(diǎn)：影響結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度的主要因素,筆者設(shè)計(jì)了如干技術(shù)試驗(yàn)；在探究結(jié)構(gòu)的 外形是影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)

14、度的因素中,起初我想到的是搭建紙牌承 重結(jié)構(gòu),但由于無法掌握紙牌的數(shù)量以及紙牌間的連接方式 這兩個(gè)試驗(yàn)變量,使得試驗(yàn)結(jié)果不具備說服力；因此,筆者 想到了三維設(shè)計(jì), 它能精確地掌握所設(shè)計(jì)作品大小、質(zhì)量等；筆者以懸臂梁結(jié)構(gòu)為載體,通過運(yùn)算, 設(shè)計(jì)了兩根長(zhǎng)度相等、質(zhì)量相等而分別為方形和三角形的教具,它能精確掌握懸臂 梁結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)變量,使試驗(yàn)結(jié)果更具說服力；在探究構(gòu)件的截面外形是影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素中,由于word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除市面上可買到的截面外形不同的構(gòu)件都是較細(xì)的、較軟的,在做承重試驗(yàn)時(shí)只會(huì)被彎折,而不會(huì)被破壞,試驗(yàn)成效不顯 著；而且可挑選的尺寸較少,無法掌握試驗(yàn)變

15、量；因此,筆 者利用三維設(shè)計(jì)自己制作了一套長(zhǎng)度相等、橫截面積相等,而橫截面外形分別為圓形、方形和工字型的教具；三維設(shè)計(jì)及 3D 打印技術(shù)很好地服務(wù)于通用技術(shù)課堂,使所設(shè)計(jì)的教具更精準(zhǔn),所得到的試驗(yàn)結(jié)果更具有效性；打 印多套教具,充分利用資源為同學(xué)設(shè)計(jì)了豐富的學(xué)習(xí)活動(dòng),同學(xué)通過分組進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn),既加深了同學(xué)對(duì)學(xué)問的懂得,又提高了同學(xué)的課堂參加度,全面培育了同學(xué)的綜合素養(yǎng)；3D 打印課程對(duì)同學(xué)、老師將來的影響人的左腦,被稱為“ 理性腦”,主要處理文字和數(shù)據(jù)等抽象信息,具有懂得、分析、判定等抽象思維功能,有理性和規(guī)律性的特點(diǎn)；右腦,被稱為“ 超級(jí)腦”,主要處理聲音和圖像等詳細(xì)信息, 具有想象、 創(chuàng)意

16、、靈感和超高速反應(yīng) （超 高速記憶和運(yùn)算）等功能,有感性和直觀的特點(diǎn),所以又稱“ 直覺腦” ；人在產(chǎn)生之初,右腦的才能是特別發(fā)達(dá)的；右 腦具備了超越常識(shí)的那種幾乎可稱為全然未知的天才似的 才能；但是目前人類世界是以教誨、開啟左腦為主,讓同學(xué)word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除努力學(xué)習(xí)語言以及往后生存所必需的學(xué)問,久而久之,左腦 越來更加達(dá),右腦卻由于少用而日漸退化；這也是目前在我 國(guó)基礎(chǔ)訓(xùn)練階段中常見到“ 越小的孩子想象力越豐富,越大 的孩子思想越禁錮,越缺乏想象力與創(chuàng)新才能” 的根本緣由 了；在很多腦科學(xué)爭(zhēng)論證明中,對(duì)同學(xué)進(jìn)行“ 創(chuàng)新思維” 與“ 創(chuàng)新才能” 訓(xùn)練,將會(huì)對(duì)開

17、發(fā)人的右腦起到特別關(guān)鍵的作 用；右腦的信息處理才能假如被開發(fā)出來,那么人的創(chuàng)新發(fā) 展將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)的飛躍；因此,在我國(guó)要提升中學(xué)校生的“ 創(chuàng)新思維” 與“ 創(chuàng)新才能”,最有效的解決措施就是有針對(duì)性地研發(fā)一系列的“ 創(chuàng)新課程”；創(chuàng)新課程是以右腦開啟 為主的課程,是以“ 求異思維” 為主的愛護(hù)同學(xué)個(gè)性進(jìn)展的 課程；從理論上來講,創(chuàng)新課程在基礎(chǔ)訓(xùn)練階段,是以培育 創(chuàng)新人才為目標(biāo),在培育同學(xué)制造欲望的前提下,以培育和 提高同學(xué)制造潛能和人文素養(yǎng)為主的綜合性課程；3D 打印課程是已經(jīng)被實(shí)踐證明的,對(duì)中學(xué)校生創(chuàng)新才能培育特別重要的手段；與時(shí)代結(jié)合、與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合、與具 體學(xué)科結(jié)合的多種創(chuàng)新才能培育,將是激發(fā)同學(xué)自主創(chuàng)新意word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除識(shí)的正確途徑；創(chuàng)新思維的培育應(yīng)相伴同學(xué)在基礎(chǔ)訓(xùn)練不同階段的全過程； 隨著同學(xué)學(xué)問的積存、人生閱歷的不斷豐富,創(chuàng)新思維才能將在同學(xué)日常的實(shí)踐過程中得以螺旋式的穩(wěn) 步提升；同學(xué)不同進(jìn)展階段老師的正向引導(dǎo),將使同學(xué)創(chuàng)新 人格得到不斷完善；同學(xué)的需求