3D打印在中學信息技術教學中的應用

中學信息技術課程開設主要就是為了促進學生信息能力的發(fā)展，讓學生具備一定的信息素養(yǎng)及能力。因此，信息技術教學老師應當優(yōu)化并創(chuàng)新教學方式，使得其教學效果可以更為顯著化的提高。3D打印是一類新推行的技術，其技術的應用價值會比較強，適用范圍較為廣泛，所以，將3D打印技術融入到中學信息技術課程當中，會給其課程的開展帶來很大的挑戰(zhàn)，賦予其較多的創(chuàng)新點。一、3D打印技術概述隨著我國科技水平的提升，信息技術投入到教育領域當中會起到較強的教育成效，信息技術也逐漸演變成為了當代人才所必備的一項基礎技能。在新課改的帶領下，初中信息技術教學受到了社會各界的關注及重視，該項課程的開展會直接影響到學生未來的綜合素質發(fā)展態(tài)勢。所以，需要應用3D打印技術，不斷地創(chuàng)新并優(yōu)化初中信息技術教學方式。3D打印技術最先投入到工業(yè)制造領域當中，其主要用來生產模具。但是隨著我國工業(yè)及社會經濟的發(fā)展，3D打印技術的應用范圍也開始在不斷地擴張，會被運用到汽車以及建筑等各個領域當中，其技術的核心原理就是利用塑料或者粉末狀的金屬等物質，將其材料實行分層化的打印，粘合成為一個立體化的模型結構。由此可見，該項技術的可造性會比較強，并且其技術具有靈活性的應用特征，將其技術投入到工業(yè)生產當中，會給其所開展的各項生產活動提供很大的幫助，同時還可以達到人們個性化的發(fā)展標準。當前，我國3D打印機械設備價格越來越低，在中學信息技術教育課堂中應用3D打印技術，更是成為了時代發(fā)展的必然?？梢詫⑵浼夹g投入到學生課外小組模型制作以及各類科研創(chuàng)新的活動之中，這會讓學生的學習興趣變得更加的濃郁，同時還可以促進學生信息核心素養(yǎng)的發(fā)展。二、3D打印技術在中學信息技術教學活動中的目標1.提高學生主體意識。首先，3D打印技術趣味性極強，其是一類較為新穎的技術，將其技術投入到信息技術教學課堂上，會更好地集中學生的精力，同時引發(fā)學生的好奇心理，借助3D打印技術，將各項物理物體的特性直接的打印出來，讓學生可以更為自主地投入到3D打印實踐活動之中。學生利用3D打印技術，把自身在腦海當中的設計及思想等一一的展現(xiàn)出來，呈遞出一個創(chuàng)新想法十足的實物。在同學面前，開展打印表演等活動，會讓學生得到更強的成就感以及獲得感。其次，3D打印技術帶有極強的創(chuàng)新優(yōu)勢，會讓學生更為自主地投入到學習及實踐活動之中，感受學習信息技術給其帶來的快樂，從而激發(fā)出學生主體的認知意識，學生也會更為積極自主地參與活動。最后，3D打印技術是需要靈感及創(chuàng)新的，并不是已經完成的一類物體或者已經存在的東西，學生要在學習時，自主的去思考問題，掌握一些基礎的信息知識之后，將自身的想象力發(fā)揮出來，制作出一個更為巧妙且新穎的產品。2.探索新型教學方式。3D打印技術投入到中學信息技術課堂上，會有效的改變傳統(tǒng)的教學模式，這種新型的教學法和以往所沿用的填鴨式教學模式進行對比，該類教學模式的使用可以起到弱化老師主導課堂地位的作用，同時還可以正確的引導學生，讓學生都能夠體驗式的學習信息技術知識，學生能夠自發(fā)地參與到教學活動之中，帶著興趣去學習信息知識，同時解決其在學習時期所遇到的信息問題，讓學生可以養(yǎng)成自主學習、團結協(xié)作的友好精神，主動地去吸納學科知識，并且一些學生在掌握3D打印技術知識之后，還會和其他同學灌輸這種知識，這就會進一步的提高學生掌握該知識的吸收效果。此外，體驗式學習的改變會進一步地推進老師探索創(chuàng)新教學方式的進程，讓學生都可以自主的去掌握并學習新的信息知識。三、3D打印在中學信息技術教學中的應用1.利用3D打印模型，開展理論教學活動。在講解信息技術知識時，老師通常會先給學生講解和信息技術相關的機械設備，這部分設備的結構相對來說會比較復雜，所以，并不方便將其結構的內容在課堂上展示給學生，還有一部分學校受到資金等方面的因素影響，導致其并不能收集整合較多類型的信息設備當作教學的工具。在該種狀況下，大多數(shù)老師都會借助多媒體等一些設備，將這些結構的圖片播放出來給學生進行介紹，但是這種圖片只是平面的形式，并不能讓學生更為直觀且立體化的感受并認知其設備的結構復雜程度，這就使得其所呈現(xiàn)出的教學效果會比較差。將3D打印機引入到課堂當中，老師就可以對這些多元化的設備進行介紹，利用打印設備，在課堂當中制作出和其設備相對應的實體模型，這會讓學生更為立體且直觀的感受設備的形態(tài)，同時還會讓學生的思維及認知變得更加的豐富。比如，在講解計算機硬件知識時，老師就可以使用3D打印技術，利用其技術制作出多個計算機硬件的模型，例如顯卡、聲卡等，之后要將學生劃分成為多個學習小組，分配好學習小組的學習任務，讓學生分組對這些硬件模型進行拆裝或者組裝，正確化的引導學生，便于學生更好地認識并掌握這部分計算機硬件模型的名稱以及模型硬件所存在的作用，學生不斷地練習及操作，可以在較短的時間內了解計算機設備內部的結構以及做功的原理，這種3D打印教學模式的使用，會讓學生更為直觀的了解其知識的內容，同時學生的學習體驗感受也會變得更加的豐富，真正地掌握并了解計算機的內部結構以及使用原理等，在學生腦海中加深這部分立體模型的名稱以及記憶。另外，3D技術打印制作出來的模型，還會給學生創(chuàng)建出更為豐富的動手實踐機會，賦予其信息技術課堂更強的生命力，整體信息技術課堂也會更加的活泛，學生也可以利用實踐來了解計算機內部的構成。2.利用3D打印技術，提高課堂教學趣味。信息技術這門學科會被中學教師當成副科，特別是處于農村地區(qū)，這部分學生所具備的信息及計算機信息知識量會比較少，同時缺乏一定的計算機常識。這些學生學習計算機的興趣較低，在日常教學過程中，通常都會使用電腦去演示一些基本性的操作?，F(xiàn)在還有一部分老師會采取放電影的形式，講解信息技術知識，長時期下去，學生就會完全失去學習信息技術知識的欲望，將3D技術投入到其中，可以借助該項技術，模擬打印出一些硬件設施，讓學生使用計算機去設計作品，打印出成品，使得學生全過程地參與到其中，能夠更好的激發(fā)出學生對于各類未知事物的學習興趣以及熱情。興趣可以起到引導的作用，能夠讓學生產生學習信息技術知識的欲望以及動力。所以，在實際教學時，老師需要利用3D打印技術，激發(fā)出學生的學習興趣，使得其課堂的趣味性變得更加的濃郁，盡可能地集中學生的注意力，讓學生可以將其精力全部投置到其所創(chuàng)設的教學活動之中，這會有效提高總體信息課堂教學的效果。3D打印技術的創(chuàng)新性以及新奇性特征會比較明顯，所以，將其技術投入到信息教學課堂當中，會有效地提高課堂的趣味性。在以往老師所講解的信息技術課堂活動當中，老師所使用的語言以及教學方式會過于的單一且枯燥，同時這部分軟件的操作內容也會較為單調，這就導致學生在學習新模塊知識時，極易容易失去興趣以及學習的耐性，但是將3D技術引入到信息教學活動之中，就會讓課堂的趣味性變得更強，老師可以借助趣味化的軟件設計，讓學生去設計父親節(jié)的賀卡，之后在使用3D打印機，制作出和賀卡相關的零配件等，分別將這些零配件打印出來，進行賀卡的組裝。這種親自實踐的活動，會使學生收獲更強的信息知識學習的成就感，同時還會增加學生學習信息技術以及3D打印技術知識的興趣，制作出更為直觀且立體化的模型，對學生的感官感受形成雙重的刺激，促進并提高課堂教學的效果。3.利用3D打印方式，強化學生實踐能力。處于初中時期的學生，其對外界各類新奇事物的好奇心理會比較強，所以，在教學時，老師要抓住學生的這一特性進行知識的講解。初中信息技術課程的開設，主要就是利用實踐活動等方式，讓學生的信息實踐能力變得更強，同時促進學生信息收集等素養(yǎng)的發(fā)展。將3D技術引入到其中，老師可以借助該項技術，訓練學生的實踐意識，比如，老師可以給學生布置帶有設計類的教學作業(yè)，可以讓學生設計雜志或者設計網站等，學生在設計以及制作時，會相繼地觸碰到一些和其內容相關的信息處理方式以及技巧，同時還可以促進學生知識遷移能力的發(fā)展，讓其可以更好地過渡到3D技術的使用過程當中，顯著性的提高學生的信息獲取能力，讓學生產生深層次的學習動力。端正學生學習信息知識的態(tài)度，讓其都可以養(yǎng)成更為良好的學習品質，有目的地去構建信息技術知識框架。老師必須要優(yōu)化傳統(tǒng)的教學活動形式，同時對其課堂教學的內容進行調整，改善信息技術教學環(huán)境。四、3D打印中學信息技術教學創(chuàng)新應用的新趨勢1.轉變學習目標。在“互聯(lián)網+教育”的時代發(fā)展趨勢下，學生獲取知識的路徑及方式變得越來越豐富，且各類知識的更新速度也在不斷的加快，想要進一步地適應當前21世紀的學習以及生活發(fā)展需要，那么學校所開展的教育教學工作就需要以培養(yǎng)復合型的綜合人才為主，讓其能夠掌握21世紀技能發(fā)展目標以及理論知識，同時還需要提高學生的生活技能水平以及創(chuàng)新能力，讓學生能夠運用其所掌握的技能和知識解決生活當中所遇到的問題，從而更好地適應信息化的發(fā)展。將3D打印技術投入至中學信息技術教學課堂上，其能夠展現(xiàn)出更為獨特化的優(yōu)勢，把一些較為抽象性的知識形象地呈遞給學生，使得學生的腦海想象更加的實物化，提高學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。學生在應用3D打印技術完成學習項目或者任務時，一般會以小組合作的方式為主，在完成項目后，學生的協(xié)作以及溝通能力會有所提升，并且通過合作探究的方式，一同處理加工各部分信息，使用其他的媒體進行輔助，在這一學期過程當中，不管是學生的信息素養(yǎng)，還是學生的媒體素養(yǎng)水平，都會越來越高。2.融合轉變學科知識。把3D技術投入到中學信息技術教學課堂上，能夠讓教學內容和跨學科的知識保持良好的融合狀態(tài)。課堂的教學內容也會變得更加的充實，搭創(chuàng)出教學平臺，對各部分知識進行融合化的處理，這樣學生學習信息技術知識時，就不會是單一的獲取這一門學科的知識，而會把多門學科的知識和技能融合在一起，打破學生傳統(tǒng)的思維認知，將其已經掌握的認知結構連接成一個有機體，保障新舊知識的良好融合狀態(tài)，從而多方面的增加知識的儲備量，提升知識技能水平。3.創(chuàng)造多樣化方法。傳統(tǒng)的教育教學方式會比較單一，這就使得學生獲取知識的能力以及知識儲備量較差。把3D打印投入至中學信息技術教學當中，其能夠更好地支持學生個性化的發(fā)展，總結3D打印新型的教學經驗，可以將其劃分成為3D打印問題教學法、任務驅動教學法以及項目教學法這三類，其中項目教學法主要是以項目為核心所開設的一系列學習活動，借助3D打印，讓一些抽象的內容變得更加的具象化，同時幫助學生深度地理解并掌握該知識點，給其創(chuàng)建出更為真實的問題情境，組建學習小組，采取改進、打印、觀察等多種方式，幫助學生構建新的知識和技能。任務驅動法主要是學生在老師的指引下，一同借助3D打印完成教學任務，讓一些難以理解的內容變得更加的具體，幫助學生理解并完成教學任務，同時提升學生的知識以及技能水平。問題教學法就是讓學生帶著問題去思考以及研究，這樣學生就會由傳統(tǒng)被動化的知識接受方式轉變?yōu)橹鲃咏邮談?chuàng)