本文由開遠市樂白道中心小學(xué)肖劍波老師提供
3D打印技術(shù)是一項非常具有前瞻性的技術(shù),未來應(yīng)用前景十分廣闊,國際上科學(xué)技術(shù)水平較為先進的國家,學(xué)生的技術(shù)課程中早已引入了“3D設(shè)計與打印技術(shù)”,2015年8月21日國務(wù)院總理李克強主持國務(wù)院專題講座:“討論加快發(fā)展先進制造與3D打印等問題”。
國家已在發(fā)達地區(qū)開展了校園3D打印教學(xué)探索,我們云南也非常重視這一技術(shù)的引入,2015年暑假,省教育廳組織了“云南省中小學(xué)教師骨干3D打印集成系統(tǒng)”教育培訓(xùn),并在云南省“全面改薄”項目中向全省中小學(xué)配發(fā)3D打印集成系統(tǒng)。
3D打印走進了普通校園,有了設(shè)備,3D打印系統(tǒng)的應(yīng)用,3D軟件的使用,3D設(shè)備的管理,教學(xué)內(nèi)容,這一系列的課題亟待探索和研究,筆者在通過實踐與總結(jié),對3D打印進校園,提出一些建議。
一、普及3D知識,認(rèn)識3D打印
3D打印技術(shù)是一項非常先進的技術(shù),未來將廣泛運用于醫(yī)療、建筑、教學(xué)各領(lǐng)域及日常生活中?,F(xiàn)在,3D打印來到校園,大家都感到新奇,驚嘆之余,不禁會說:“用它來做什么?怎么用這機器?難道只是打印幾個玩具嗎?打印出來的這些模型,街上也能買到……”3D打印是一個新事物,我們不了解它,就要去學(xué)習(xí),認(rèn)識它。學(xué)校對教師和部分學(xué)生進行培訓(xùn),普及3D打印的相關(guān)知識,提高師生的對3D打印的興趣。
二、會用、會管3D打印設(shè)備
要會用,會管這套設(shè)備,首先,我們得了解這套設(shè)備,整套3D打印集成系統(tǒng)包含3D桌面打印機、3D掃描儀、3D軟件、掃描儀升降架、轉(zhuǎn)盤、電腦及部分維護工具、耗材。
根據(jù)這套設(shè)備的特點,學(xué)校在安放設(shè)備的時候盡量選擇稍寬暢,采光好的場所擺放。建議擺放到學(xué)校電腦室,這主要考慮到日后進行3D建模教學(xué)時,可以充分利用學(xué)生機,讓3D教學(xué)與信息課有機結(jié)合起來,同時也是提高設(shè)備的利用率。由于3D打印對設(shè)備要求高,所以這次配發(fā)的設(shè)備配置都比較高,特別是電腦,CPU、內(nèi)存、顯卡等硬件都能滿足教師機的要求,完全可以作為教師機,既方便日后的3D教學(xué),又可在機房建設(shè)中節(jié)約資金。
3D打印機是精密儀器,遇到故障時不可盲目拆修,最好先咨詢一下相關(guān)技術(shù)人員,平時操作時候,管理員要注意積累經(jīng)驗,能排除常見故障。比如打印過程中打到一部分的時候,吐絲不暢,絲不能粘連到模型上,首先注意檢查絲盤是否出現(xiàn)纏絲,纏絲可能導(dǎo)致進絲不順利,從而導(dǎo)致吐絲不暢,或者進行設(shè)備校準(zhǔn)。不能順利進絲或退絲,是最常出現(xiàn)的故障,根據(jù)打印機進絲的原理,可將絲頭剪成斜口,待快達到進絲溫度時用手輔助送絲,一般能解決故障。使用過程中可能會遇到種種問題,管理員只要多動腦筋,或者向技師、同仁虛心求教,絕大多數(shù)問題是可以解決的。
三、選好3D軟件,讓3D打印走進孩子心中
3D打印系統(tǒng)里包含幾款3D設(shè)計軟件,其功能很強大,能滿足日常教學(xué)需要,其中Meshmixer主要對掃描模型進行修復(fù),Tinkercad主要用于建模。關(guān)于這兩款軟件的使用,培訓(xùn)資料上有詳細的講述,且從筆者的實踐經(jīng)驗談?wù)劷\浖inkercad的運用,Tinkercad的功能很豐富,對模型的處理比較細膩。但Tinkercad是一款國外的軟件,我們在使用的時候,需要漢化,漢化后,容易出現(xiàn)一些問題,比如在建模過程中軟件可能自動關(guān)閉,操作者只好每操作一段時間就保存一下,以防軟件關(guān)閉,模型沒能保存。
在中小學(xué)教學(xué)中運用的3D建模軟件,有沒有一款適合中小學(xué)生使用的國產(chǎn)軟件,筆者同發(fā)達地區(qū)的創(chuàng)客導(dǎo)師,一線教師交流過程中,認(rèn)識了3D One,經(jīng)過詳細的了解和運用,3D One的確是一款很適合中小學(xué)生使用的3D軟件, 3D One軟件在設(shè)計的時候針對初學(xué)者的特點,運用了比較直觀的視圖,介面清晰,各項功能都有對應(yīng)的視頻教程鏈接,可以幫助學(xué)習(xí)者及時解決問題。尤其值得一提的是3D One有各種版本,能滿足學(xué)生機系統(tǒng)不一的要求,免費的家庭版可供師生安裝到家庭電腦上,課外學(xué)習(xí)。3D設(shè)計軟件比的就是服務(wù),3D One在這方面做得很好,他們通過QQ群及時解決學(xué)員的困難,組織講師定期在QQ群中進行視頻授課,同時邀請技術(shù)好的老師和學(xué)生做創(chuàng)客導(dǎo)師,給學(xué)員更直接的幫助。
四、校本教材的開發(fā)
開設(shè)一門課程,我們得解決學(xué)生學(xué)什么,老師教什么的問題,由于3D打印課程剛剛進入學(xué)校,沒有現(xiàn)成的教材可供學(xué)校使用,筆者在參考了北京等地學(xué)校的3D打印校本教材,綜合一些3D打印軟件公司設(shè)計的教材后,覺得編寫校本教材也不難,就是把操作步驟和技術(shù)要領(lǐng)寫下來,輔以軟件截圖構(gòu)成,筆者以《掃掠功能巧制彈簧》為例簡要介紹:
1.打開3D One;
2.在畫面中心點插入一個六面體,長20mm,
寬20mm,高100mm;(如圖1)
3.運用扭曲工具將六面體扭曲1200度;(如圖2)

……
8.打開掃掠工具,把圓沿曲線掃掠出彈簧,刪除扭曲的六面體;(如圖6-8)

圖文結(jié)合的方式開發(fā)出的校本教材,對學(xué)生學(xué)習(xí)有明確的指導(dǎo)性。
五、微課在3D教學(xué)中的應(yīng)用
微課以視頻的方式向?qū)W習(xí)者展示某個知識點或者某項操作技能的特點非常符合3D建模的教學(xué)。課堂時間非常有限,課后又容易忘記,所以微課的應(yīng)用就能很好彌補3D建模教學(xué)的不足,筆者在帶學(xué)生進行設(shè)計的時候,邊講邊用錄屏軟件把操作過程錄下來,邊錄邊講解,然后把視頻發(fā)布到視頻網(wǎng)站,將視頻鏈接分享給學(xué)生。課后,學(xué)生可以通過電腦,手機等觀看微課,自主學(xué)習(xí)。
六、校園創(chuàng)客
創(chuàng)客的意思就是努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的人,3D打印進校園,一個很重要的目的就是培養(yǎng)孩子的創(chuàng)造力,大人的思維總是受現(xiàn)實的限制,孩子要自由得多,3D打印課程能讓孩子的天馬行空“變現(xiàn)”。一次在教一個六年級的孩子設(shè)計QQ企鵝時,筆者按照騰訊的方案把小企鵝黑白相間,身材渾圓,樣子很萌,孩子很喜歡,等他開始自己設(shè)計的時候就把企鵝的腦袋和身子給分開了,問他為什么?他說他設(shè)計的企鵝是未來科技,腦袋是磁懸浮的,能三百六十度旋轉(zhuǎn)……多好的創(chuàng)意啊!我們開展的3D教學(xué),培養(yǎng)了孩子創(chuàng)造力,使他們成為校園創(chuàng)客。
3D打印來了,需要學(xué)校以開放積極的態(tài)度接受這一新事物,給予多方面的支持,需要老師用心去研究。3D打印讓孩子更接近自己的夢想,3D打印,我們共同去探索和研究,讓3D打印走進我們的校園,走進我們的生活。
本文內(nèi)容僅代表作者本人觀點,與i3DOne社區(qū)無關(guān)。
