未来智库 > 3D打印论文 > 基于3D打印技术的特色课程研究

基于3D打印技术的特色课程研究

发布时间:2018-05-09 11:30:00 文章来源:未来智库    
    关键词:3D打印技术;特色课程;课程建设
    一、3D 打印技术在教育领域的应用
    3D打印技术作为一种新型的快速成型技术,正逐步进入人们的视野。3D打印技术是智慧课堂多媒体技术能力的延伸,为教师的“教”与学生的“学”提供了新思想。
    (一)激发学生的设计创造力
    激发空间想象力和数字感知力是 3D 打印技术所体现出来的最明显的优势,激发设计创造力是它最核心的竞争力,这种竞争力是其他教育技术手段难以实现的。
    (二)激发学生的空间想象力
    空间想象力是创新思维的基础之一,不仅解决了理论教学缺少实践依据的问题,也增加了学生直观接触空间模型的机会,为空间想象力的培养提供了捷径。
    (三)培养学生的数字感知力
    数感包含着数字间的诸多关系,3D 打印引入课堂教育后,学生在数字建模过程中,通过调整不同的参数,建立的模型在不断发生变化,计算机生成的图形也发生了改变,学生对于某个量的数字变化所影响的结果会有一个非常直观的认识。
    (四)培养学生的图形感知力
    3D 技术是即时成型技术,可以快速的将设计模型实体化。培养学生发现和解决实际问题的能力,成为创新的一代。
    二、3D打印技术教学应用的理�依据
    总的来说,建构主义理论、多元智力理论以及“经验之塔”理论都为3D打印技术在教学中的应用提供了很好的理论依据。
    建构主义学习理论 它的核心是以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。“3D打印创意家具馆”采用主题教学的方式展开,引导学生去主动发现问题并主动建构新的知识体系。
    多元智力理论 它认为人类的智能不是一元的,而是多元的。 “3D打印创意家具馆”采用小组合作的形式,激发学生的多元智力,促进学生的全面发展。
    “经验之塔”理论 它是由美国视听教育家戴尔提出的,最底层的经验最具体,越往上越抽象,排成一个序列。“3D打印创意家具馆”正是充分发挥了学生学习的具体经验,让学生在具体家居模型中感受空间思维与创造思维,从而使学习活动更加高效。
    三、“3D打印创意家具馆”特色课程的教学策略与实践
    (一)课程建设目标
    1.激发学生的建模兴趣,启迪他们的创造意识,培养他们用创新视角分析、解决问题的能力,提高他们的信息及综合素养。
    2.通过系统训练,使学生熟练掌握3D建模软件――AUTOCAD的基本指令,能利用该软件自由创作简单的三维模型。
    3.引导学生了解3D打印技术的基本原理,并学会使用3D打印机。
    4.借助绘画、动画创作、实验设计等活动,寓教于乐,让学生在愉悦的氛围中了解3D打印技术,理解3D打印产品的实际作用,并将其融入自己的实际生活之中。
    (二)课程实施策略
    在以创客教育理念的引导下,对3D建模课程教学进行调整,适当引入翻转教学模式,分课前、课中和课后教学阶段。
    1.课前・头脑风暴之思维创新。
    在21世纪的教育领域中,设计思维有着越来越大的影响。在课前,笔者组织学生分小组开展有关“家居馆”的前期市场调研,调研的过程让学生从单纯的“设计者”的身份中跳脱,学会从“用户受众”的角度看待问题,鼓励学生进行理性思维。
    2.课中・实际操作之模型建构。
    (1)确定建模的主题 课上,学生结合课前搜集的资料进行汇报。学生通过分析调研数据,对家居的设计有了较为清晰的思路,确定了初步的设定方向,并预设实施方案。
    例如:在《门》这个案例中,学生课前搜集了很多形形色色的门,有中式的、欧式的。同学间相互交流很是热闹。
    (2)建构模型的主体。
    手绘草图 汇报完设计思路后,教师让学生们着手绘制设计草图。草图可以快速传递设计意图和设计理念,是设计制造过程中重要的环节。学生们展开充分探讨,各抒己见。
    软件建模 学生在设计草图的基础上尝试运用CAD软件建造模型。模型建造环节是课程的一个瓶颈。教师在备课时预设了学生可能遇到的技术难题,学生可以自主寻求解决方案,教师从旁指导,针对典型问题请学生上讲台操作示范,协助学生扫清技术障碍。
    打印模型 设计3D模型时,不需要注意实际物体的成形结果,可以完全忽略物理世界的情况。但是一旦要用3D打印机打印模型,应该注意模型必须保持密合状态,3D打印机放置桌面时要平稳,使用ABS塑料打印,要确保将垫板预热到它的最高温度,防止ABS材料在打印过程中翘边。用PLA塑料打印,则可以不用加热垫板,但要用胶水固定打印物体。在正式打印物体前,先用3D打印机的最低设置快速实验一下,避免打印N小时后发现错误。
    3.课后・多元评价之作品再造。
    多元教学评价,强调评价方式的多元化、评价参与者的多元化和评价内容的多元化,实质是全面真实地评价学生的潜能、学业成就,以提供教学改进的信息,促进学生的发展。
    四、课程实施成效与反思
    将3D打印技术应用在课堂中,大多数学生在课堂中都能够集中注意力,主动参与课堂活动中来,调动了学生的学习兴趣、优化学习方式和拓宽学习路径。当然,一年的实践下来也留下了几点困惑:
    (一)教学流程的调整
    因为3D打印本身过程较为漫长,可以尝试打破40或45分钟的固定课时安排,根据学科和课型特点灵活设置长短或大小课,开展混合式教学。
    (二)教研内容的创新
    教研内容的创新是3D打印进课堂取得成功的关键。教研,同样是一门思维的艺术,不同的科学、不同的知识点背后隐藏着内在的关联。
    (三)完善师训的机制
    教师对新兴技术的接受程度和能力是参差不齐的,如果能融会贯通,会给教学带来极大的提升。
    虽然课程取得了一些成效,在一定程度上提高了学生在创新能力和动手实践的能力,但如何在未来为学生提供更适宜的空间去想象、去创造,使学生的创意、想象变为现实,是需要继续探讨的重要话题。期待本研究能为今后的课程建设与研究提供借鉴,助力教育培养出更多具有想象力、设计力和创造力的人才。
    参考文献:
    [1] 刘芳主编.有效教学[M].沈阳:辽宁师范大学出版社,2006年6月.
    [2] 刘良华著.有效教学论[M].广州:广东教育出版社,2004年5月.
    [3] CAD技术联盟编著.AUTOCAD2012从入门到精通[M].北京:清华大学出版社 2012年6.
转载请注明来源。原文地址:https://www.7428.cn/vipzj16586/
 与本篇相关的热门内容: