基于3D打印技术的课程设计与开发

龙源期刊网打印技术的课程设计与开发作者：邢冲陈霄龙高俊岩来源：《知识文库》2017年第15期本活动方方案主要基于长春中国光学科学科技馆“光的时代”展厅的“3D打印”等展品，面向小学高年级学生和初中学生而设计开发的一系列创意教育活动课程。通过本次活动的学习，培养青少年的立体空间想象思维能力和创新性思维能力，进一步提高青少年的创新能力。通过3D打印创意教育活动课程中，使学生们在活动课程中感受前沿技术魁力的同时，可以将自己心中的想法迅速地通过动手变为现实。1、活动设计的历史背景3D打印技术已经逐渐成为大家关注的热点，目前3D打印技术已经应用到各个领域，比如工业、医疗、军事、机械部件、土木工程等。随着科技及生活水平的逐渐提高，3D打印技术也越来越多的应用到人们的日常生活当中。3D打印技术出现在20世纪90年代中期，但是国内的3D打印技术确实在最近十年内猜得到快速的发展，刚开始时相关企业知识了解这种新型的技术但却并不认可，一方面是因为不能形成规模导致加工成本很高，另一方面是因为大多数企业没能摆脱传统产业制造模式的束缚。导致国内的发展相对缓慢。但是在最近几年间3D打印技术的应用范围越来越广泛，小到普普通通的百姓家的锅碗瓢盆，大到关系到国家发展的重点工程以及国防事业，几乎很多领域都能都发现3D打印技术的身影。他的服务对象不受行业模式的限制，因为对于加工的部件，只需要提供所需加工的3D数据模型或相关原始模型，导入3D打印机可以进行加工。其中对于3D打印技术需求较大行业中包括政府机构、医疗设备、航空航天、教育业、高科技研发以及制造业等。2、活动的设计与实施本次创意教育活动课程设计目前开发分为四个阶段。分别为“初级活动课程”“中级活动课程”“高级活动课程”“创意活动课程”。课程设计难度采用螺旋式上升设计。初期，教会学生认识和学会使用3D打印笔，并能够创作出简单的平面作品。中期，在学生有了一定的基础之上时，引导学生学会利用平面和平面拼接的方法来简单创意制作立体空间模型。后期，学生掌握所有的创作技巧之后，教会学生空中直接立体创作空间模型的制作方法。“初级活动课程”为3D创意打印之认识3D打印，“中级活动课程”为3D创意打印之埃菲尔铁塔轴对称之美，“高级活动课程”为3D创意打印之椅子设计与创意，“创意活动课程”为3D创意打印之会飞的竹蜻蜓，前三节活动课程安排為个半小时，最后一节活动课程时间为两个小时。所有创意教育活动课程均采用探究式教学法，强调在“做中学”，活动的过程中注重培养学生的动手能力、学生间的协作、分享、交流能力。龙源期刊网“初级活动课程”中教师带领学生到展品“3D打印”展品处，引导他们体验展品。这个展品配备科技辅导员，他们会耐心地了解3D打印技术，并引导他们体验制作展品。随后，教师引导学生回顾旧知识并教授新知识，教会学生3D打印技术和初步学会使用3D打印设备。教师发纸膜、布置教学任务，小组讨论3D打印笔的使用技巧并完成绘制蝴蝶。完成后，小组继续讨论，如何设计一个支架让蝴蝶“飞”起来。最后，学生交流分享学习心得。“中级活动课程”中教师会带领学生把数学中的轴对称图形和3D打印结合在一起进行教授，有了“脚手架”之后小组分组讨论如何利用3D打印设备来制作轴对称模型，对于基础不扎实的孩子，教师会给予进一步的引导。“高级活动课程”中教师会教授立体绘制模型技巧，由于该技巧对使用材料要求较高，课中会先分析不同材料的特点，学生归纳总结，得出结论。老师在教授学生技巧之后会教授学生仍能够进行艺术创作的基本方法，学生分组头脑风暴讨论如何设计一把舒适的椅子，然后进行创作，绘制模型，并交流分享。“创意活动课”会带领学生讨论传统制作竹蜻蜓的方法和用3D打印设备来制作蜻蜓的异同点，并利用3D打印设备制作不同的竹蜻蜓来探究影现象竹蜻蜓飞行高度的因素，并交流分享制作经验心得。3、活动设计创新及特点本次活动将创新的理念贯穿至创意教育活动课程中·学生们在活动课程中感受前沿技术魅力的同时，可以将自己心中的想法迅速地通过动手变为现实。开展这次活动为学生营造一个思维碰撞、开放的学习氛围。学生在这次活动中可以轻松学习，通过辅导教师的讲解，培养他们的创新能力，培养团队合作意识。更多的是为了实现学生自我价值，在的世界的学习，极打的发挥学生的创造力。在本次创意教育活动课程中，课程设计将科学、技术、工程、数学巧妙地融合在一起，强调学生在做中学，并且学生能够基于真实的生活中的问题境，用“科学家的眼光”来发现问题，能够回归现实中解决问题。学生们可以将自己心中的想法迅速地通过动手变为现实。要求学生能够在独立思考问题的同时进行小组协作，培养学生合作精神，注重培养学生学会交流、学会分享。本创意教育活动知识性、趣味性、互动性强，活动器材简单易操作，教师易于把控。活动的创新性还在于不仅仅局限于在这次活动中开展，在正式教育、非正式教育环境下均适宜。4、结束我们希望通过本次活动能够达到如下几个方面：（1）通过教师正确引导，激发学生的创造力和想象力。龙源期刊网（2）通过在做中学，鼓励学生热爱动手，勇于实践，激发学生对科学的热爱，培养学生的科学精神和正确对待科学的态度。（3）通过正确规范的使用操作对学生进行美育教育和安全操作的教育。