初中信息技術(shù)3D打印課程的探索與實(shí)踐分析_第1頁(yè)
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現(xiàn)階段,3D打印技術(shù)已經(jīng)被投入到我國(guó)食品、藝術(shù)及工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域方面,雖然該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用并不是十分的成熟,同時(shí)其還會(huì)受到一定成本、速度等各類(lèi)原理的限制,使得其不能投入并進(jìn)行大批量的生產(chǎn),也不可將其直接應(yīng)用到數(shù)字時(shí)代的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中。但是3D打印技術(shù)可以給人們想象力及創(chuàng)造力的發(fā)展提供很大的助力,借助3D打印,讓人們的幻想及夢(mèng)想可以變成現(xiàn)實(shí)。一、3D打印技術(shù)概述簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),3D打印就是使用金屬或者粉末狀的塑料等當(dāng)作原材料,借助這部分原材料,應(yīng)用分層打印技術(shù),將這些材料全部粘合在一起,構(gòu)成一個(gè)更具立體化的模型。傳統(tǒng)的三維技術(shù)主要被應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中,在工業(yè)領(lǐng)域中使用這類(lèi)技術(shù)去制造項(xiàng)目模型,之后該技術(shù)的實(shí)用性比較強(qiáng),并且其技術(shù)的功能尤為豐富。所以,這項(xiàng)技術(shù)也被投入到了航天以及建筑等各項(xiàng)領(lǐng)域當(dāng)中,并大力引進(jìn)使用這類(lèi)技術(shù),將其技術(shù)投入到零部件的制備工序內(nèi)。除此之外,3D打印技術(shù)在個(gè)性化定制方面的優(yōu)勢(shì)也會(huì)比較強(qiáng),所以,將3D打印技術(shù)投入到生活當(dāng)中,會(huì)更好地滿(mǎn)足人們對(duì)其的需求量。現(xiàn)階段,3D打印機(jī)的價(jià)格開(kāi)始不斷的降低,處于一種平民化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。一些信息技術(shù)課程也會(huì)將3D打印技術(shù)融入到其中,這會(huì)使得學(xué)生的視野變得更加的開(kāi)闊,同時(shí)可以增長(zhǎng)學(xué)生的見(jiàn)識(shí),讓學(xué)生在制作模型時(shí)可以借助該項(xiàng)技術(shù)輔助教學(xué),但是3D打印在初中信息技術(shù)課程當(dāng)中的推廣及應(yīng)用仍舊會(huì)處于一種方興日盛的狀態(tài),所以,需要繼續(xù)對(duì)初中信息技術(shù)3D打印課程進(jìn)行探索及實(shí)踐?!笆陿?shù)木,百年樹(shù)人”是目前我國(guó)教育事業(yè)最推崇的一項(xiàng)教育觀念,這是因?yàn)樵诋?dāng)前的社會(huì)發(fā)展背景下,科技已經(jīng)成為了第一生產(chǎn)力。想要占領(lǐng)發(fā)展的制高點(diǎn),就需要掌握更為高端的科學(xué)技術(shù),科學(xué)技術(shù)的發(fā)展會(huì)以人才培養(yǎng)的趨勢(shì)為主,這種人才的培養(yǎng)并不是單一性的在教育方面投入多少資金的問(wèn)題,而是要培養(yǎng)技能型知識(shí)型的人才。在該過(guò)程當(dāng)中合理的使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),創(chuàng)新教學(xué)方式,滿(mǎn)足素質(zhì)教育對(duì)于學(xué)生創(chuàng)造性思維以及實(shí)踐動(dòng)手能力方面所提出的需求。3D打印技術(shù)這一課程的設(shè)置能夠進(jìn)一步的挖掘我國(guó)教育發(fā)展的潛能,各個(gè)地區(qū)的學(xué)校在有條件的情況下,都可以自主的引入這一課程,這就能夠開(kāi)啟3D打印在教育領(lǐng)域當(dāng)中的發(fā)展帷幕。初中信息技術(shù)3D打印課堂能夠進(jìn)一步的補(bǔ)充傳統(tǒng)教育的內(nèi)容,同時(shí)還可以促進(jìn)并落實(shí)素質(zhì)教育,但是當(dāng)前我國(guó)3D打印技術(shù)這一課程發(fā)展仍舊會(huì)處于滯后的狀態(tài),產(chǎn)生其問(wèn)題的主要原因就是和3D打印技術(shù)相關(guān)的配套技術(shù)水平并不是特別的高,需要提升其設(shè)備的精度以及打印速度等。3D打印在各個(gè)領(lǐng)域中會(huì)處于一種摸索實(shí)驗(yàn)的發(fā)展?fàn)顟B(tài),這些較為先進(jìn)的技術(shù)并沒(méi)有普及到教育領(lǐng)域方面,所以如何在有限的設(shè)備和技術(shù)條件下開(kāi)設(shè)初中信息技術(shù)3D打印課程的難度會(huì)比較高,需要充分合理的使用3D打印技術(shù),完善初中信息技術(shù)教育,讓學(xué)生成為能夠敢于實(shí)踐,有創(chuàng)新意識(shí)的創(chuàng)新型人才。3D打印技術(shù)也被稱(chēng)之為快速成型技術(shù),其技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)會(huì)比較明顯。首先,其創(chuàng)意無(wú)限,能夠?qū)⑵浜蛡鹘y(tǒng)的剪裁技術(shù)進(jìn)行對(duì)比,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為精巧,并不需要像原本傳統(tǒng)工藝一般對(duì)其材料進(jìn)行加工、分解或者組裝等的處理,而是借助2D模型,使用3D打印機(jī),在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行疊加、成型的處理,這樣就可以打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的束縛,活泛思想,讓腦海中的不可能變得變成為現(xiàn)實(shí),升級(jí)3D打印機(jī)自身的質(zhì)量,要密切關(guān)注打印輸出的最小單位,讓打印的精度變得更高。其次,3D打印技術(shù)方面學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的工業(yè)制造設(shè)備規(guī)格會(huì)比較大,且其設(shè)備的資金需求較高,往往需要較為專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人才進(jìn)行作業(yè),傳統(tǒng)的手工行業(yè)對(duì)于技能方面的熟練度要求會(huì)較為嚴(yán)苛,應(yīng)用3D打印機(jī)能夠滿(mǎn)足其外形精巧方面的要求,并且這一機(jī)器設(shè)備的價(jià)格也比較樸實(shí),能夠便捷化的操作及使用,給百姓想要個(gè)性化的設(shè)計(jì)以及個(gè)性化的產(chǎn)品提供了很大的便利。豐富了作品的類(lèi)型,使用多類(lèi)材料組合打印,衍生出完全不同特性的產(chǎn)品,給使用者供給更多的選擇。二、3D打印技術(shù)在初中信息技術(shù)課堂中的實(shí)踐及應(yīng)用1.創(chuàng)客教育。創(chuàng)新始終是科技發(fā)展的主要方向,只有創(chuàng)新、再創(chuàng)新才可以更好的呼喚并響應(yīng)創(chuàng)新人才。在這一時(shí)代發(fā)展背景下,創(chuàng)客教育模式便衍生了出來(lái)。特別是在李克強(qiáng)總理訪問(wèn)深圳創(chuàng)客空間之后,創(chuàng)客便成為了一股熱潮。3D打印的出現(xiàn),給初中信息教育領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)出了新的紀(jì)元。現(xiàn)階段,我國(guó)大部分城市當(dāng)中中小學(xué)院校的3D打印機(jī)數(shù)量都會(huì)比較多,這就會(huì)使得學(xué)校相繼的開(kāi)設(shè)3D打印課程。一些學(xué)校還會(huì)開(kāi)設(shè)3D打印社團(tuán),其社團(tuán)會(huì)以創(chuàng)新為主旨,社團(tuán)的人數(shù)會(huì)比較重。社團(tuán)內(nèi)組員的好奇心理會(huì)比較強(qiáng),且每個(gè)社團(tuán)成員都希望具有創(chuàng)造力的創(chuàng)想學(xué)校愿景。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)也會(huì)大力支持構(gòu)建3D打印社團(tuán),讓3D打印課程可以更好地進(jìn)入到學(xué)校內(nèi)部,促進(jìn)創(chuàng)客教育的成長(zhǎng)及發(fā)展。2.探索三維。(1)X-軟件問(wèn)題。首先是設(shè)計(jì)軟件。想要更好的開(kāi)設(shè)3D打印課程,那么老師就需要提前選擇好設(shè)計(jì)課程的軟件。當(dāng)前,3D軟件的類(lèi)別十分的豐富,會(huì)有maya、zbrush等,但是這部分軟件對(duì)于初中學(xué)生們來(lái)說(shuō),其操作難度會(huì)比較大,整體界面的內(nèi)容量較多,會(huì)感覺(jué)到一定的復(fù)雜性,并且Rhino對(duì)于硬件的要求標(biāo)準(zhǔn)會(huì)更加的嚴(yán)格。在學(xué)校機(jī)房想要利用電腦設(shè)備及時(shí)且順暢化的一次性完成這部分軟件創(chuàng)作工作,難度會(huì)比較高。在和其他同事交流之后,了解到“草圖大師”這一軟件的可使用性會(huì)比較強(qiáng),其是一類(lèi)較為優(yōu)質(zhì)的3D小軟件,其軟件對(duì)于電腦計(jì)算機(jī)的運(yùn)行要求并不是特別的高,并且整體頁(yè)面十分的簡(jiǎn)潔且直觀。想要對(duì)其進(jìn)行深度化的學(xué)習(xí),功能也會(huì)比較豐富,可以利用其軟件進(jìn)行初中信息3D入門(mén)的教學(xué)設(shè)計(jì)。其次是轉(zhuǎn)換軟件。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,老師一般會(huì)使用通用的cura轉(zhuǎn)換軟件,但是若老師對(duì)其軟件的操作熟練度較差,就很容易會(huì)產(chǎn)生cura設(shè)置上的錯(cuò)誤。比如,其會(huì)由于電腦選擇不適宜,使得其溫度持續(xù)性的升高,在升高之后只會(huì)出現(xiàn)吐絲的現(xiàn)象,并不會(huì)進(jìn)行打印、耗材直徑設(shè)置錯(cuò)誤,使得打印成品呈現(xiàn)出一種骨質(zhì)疏松的狀態(tài)。在對(duì)其進(jìn)行多次的排查及調(diào)整之后,解決了轉(zhuǎn)換軟件的使用問(wèn)題。老師可以把cura和Sketchup融合在一起,相互配合作業(yè),可以更好地完成3D打印的任務(wù)。例如,在歷經(jīng)八年級(jí)上學(xué)期的實(shí)踐之后,可以總結(jié)出cura的設(shè)計(jì)要點(diǎn),其機(jī)械型號(hào)需要保持良好的匹配狀態(tài)。若學(xué)校應(yīng)用的機(jī)器為dfrobot,那么其應(yīng)用的就是Ultimakeroriginal,缺少加熱平臺(tái),所以可打印pal耗材的機(jī)器。且耗材以及噴嘴的設(shè)置必須要達(dá)到相應(yīng)的實(shí)際要求標(biāo)準(zhǔn),滿(mǎn)足企業(yè)實(shí)際需求。在打印時(shí),必須要注重懸空模型所設(shè)定的支撐類(lèi)型,調(diào)整其設(shè)定的關(guān)系,這會(huì)影響到其后續(xù)模型打印支撐去除的難易程度。打印速度、填充密度等對(duì)于打印懸空模型成功的影響并不是很大,所以可以結(jié)合實(shí)際的需求以及所設(shè)定的打印成效目標(biāo),對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。(2)Y-硬件問(wèn)題。在《制作三維立體紙?!方虒W(xué)活動(dòng)開(kāi)展之前,老師所打印出的作品,時(shí)常會(huì)出現(xiàn)歪斜等的現(xiàn)象,失敗作品數(shù)量也會(huì)比較多。所以,需要對(duì)其問(wèn)題產(chǎn)生的具體化原因進(jìn)行分析,邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員來(lái)解答該問(wèn)題。通過(guò)檢測(cè)可以了解到,產(chǎn)生作品歪斜的主要原因就是X、Y電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊受損,方向控制會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò),導(dǎo)致其打印呈現(xiàn)出歪斜的現(xiàn)象。在更換驅(qū)動(dòng)模塊之后,打印可以恢復(fù)正常。在這一課前準(zhǔn)備階段,老師對(duì)于打印機(jī)的調(diào)平水準(zhǔn)也會(huì)有所升高,可以熟練地使用手動(dòng)方式進(jìn)行調(diào)平。(3)Z-課程問(wèn)題。在設(shè)置課程時(shí),老師必須要明確教什么、怎么教以及要教到學(xué)生什么程度,合理的設(shè)置課堂教學(xué)目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)技能,促進(jìn)學(xué)生STEM素養(yǎng)的發(fā)展。讓學(xué)生可以將其自己腦海中所幻想的東西在電腦上大致的描繪出來(lái),學(xué)生可以自主化的學(xué)習(xí),也可以和其他同學(xué)進(jìn)行討論互動(dòng),借助網(wǎng)絡(luò)搜索來(lái)解決學(xué)習(xí)時(shí)期所存在的問(wèn)題。學(xué)生的作品不可局限于老師的示例,要擁有自己的想法。3.思維轉(zhuǎn)換。3D打印課程自身的教學(xué)優(yōu)勢(shì)會(huì)比較強(qiáng),該門(mén)課程的開(kāi)設(shè)可以更好地吸引學(xué)生,同時(shí)讓學(xué)生產(chǎn)生探究其課程知識(shí)的興趣。但是由于學(xué)生對(duì)于3D打印課程的接觸時(shí)間比較短,所以學(xué)生并不能熟練的掌握這門(mén)課程的知識(shí)及要點(diǎn)等。對(duì)此,老師在教學(xué)時(shí),必須要給學(xué)生創(chuàng)建出一個(gè)良好的課堂教學(xué)氛圍,讓學(xué)生可以進(jìn)行思維轉(zhuǎn)換,并及時(shí)的給學(xué)生傳輸創(chuàng)新性的靈感。例如,在講解《構(gòu)建三維實(shí)體模型》這一知識(shí)時(shí),老師需要給學(xué)生講解3D打印的概念以及工作過(guò)程等相關(guān)的理論知識(shí),并給學(xué)生介紹常用的三維建模軟件等??梢岳蒙嘲l(fā)、茶幾等各項(xiàng)作品,將該課的教學(xué)主題導(dǎo)入到其中,利用這些實(shí)物圖,學(xué)生的視覺(jué)感受會(huì)變得更加的強(qiáng)烈,同時(shí)學(xué)生也可以更好的將理論性知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)渡到實(shí)踐3D打印的環(huán)節(jié),學(xué)生所具備的理論基礎(chǔ)也會(huì)更具系統(tǒng)化的特性,必須要站在發(fā)展的立場(chǎng)上,讓學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)到3D打印技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值。利用3D打印,給創(chuàng)意設(shè)計(jì)的發(fā)展及實(shí)現(xiàn)提供幫助??梢砸浴案!弊謷靿嫗槔寣W(xué)生去設(shè)計(jì)并建模這種掛墜的操作步驟以及操作方式要求等都會(huì)比較簡(jiǎn)單,所以,學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計(jì)會(huì)更具多元化的特性,對(duì)其進(jìn)行切片及打印等的處理,學(xué)生可以了解到打印的技巧以及知識(shí)點(diǎn)等,讓學(xué)生可以更好地創(chuàng)建出二維、三維的轉(zhuǎn)換思想。4.實(shí)踐探索。雖然,學(xué)生在學(xué)習(xí)3D打印課程知識(shí)時(shí),會(huì)制作很多精義絕巧的作品,但是總體課程仍舊不是十分的完善,會(huì)存在一些缺陷之處,需要對(duì)其繼續(xù)進(jìn)行反思及探索。在實(shí)際教學(xué)時(shí)期,軟硬件會(huì)頻繁的產(chǎn)生問(wèn)題,一旦其軟硬件產(chǎn)生問(wèn)題,課程就會(huì)被擱淺,只能進(jìn)行設(shè)計(jì),并不能進(jìn)行打印,這就會(huì)導(dǎo)致其所創(chuàng)設(shè)的教學(xué)活動(dòng)缺少實(shí)踐這一關(guān)鍵性的教學(xué)環(huán)節(jié)。并且若其課程進(jìn)展速度較快,就會(huì)導(dǎo)致接受能力較差的學(xué)生在基礎(chǔ)技能方面上會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的落后于其他學(xué)生,學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)習(xí)能力也不夠扎實(shí)。打印其他部分以及進(jìn)行組合的難度會(huì)比較高,學(xué)生不能較好的設(shè)置這些鏈接的位置,其內(nèi)容要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際水準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。一些學(xué)生的設(shè)計(jì)作品實(shí)現(xiàn)難度較高,所以,并不能進(jìn)行完美化的打印。對(duì)此,在這些教學(xué)問(wèn)題的影響下,老師必須要及時(shí)的創(chuàng)新教育課堂教學(xué)模式,系統(tǒng)化的整理各項(xiàng)打印作品的結(jié)構(gòu)要求等。同時(shí)還需要設(shè)置較為明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。將3D打印的發(fā)展方向分別設(shè)置為模型制作、生產(chǎn)輔助以及3D設(shè)計(jì)這三個(gè)方面。其中,在輔助工具發(fā)展方面,若學(xué)生想要利用3D打印技術(shù)制作小汽車(chē),在小車(chē)的部件都準(zhǔn)備充足的,唯獨(dú)缺少一個(gè)殼子的狀況下,可以直接打印一個(gè)殼子。在模型制作方面,必須要明確如果讓學(xué)生知道該發(fā)明創(chuàng)造的可行性,如何借助小模型模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)重新設(shè)定評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。例如,在開(kāi)展《展評(píng)三維頭像創(chuàng)意作品》活動(dòng)時(shí),老師要組織學(xué)生共同去參與三維頭像創(chuàng)意作品的展示及評(píng)價(jià)等活動(dòng)過(guò)程,這會(huì)讓學(xué)生計(jì)算機(jī)構(gòu)建三維模型的能力變得更強(qiáng),同時(shí)學(xué)生也可以更為全面且正確的認(rèn)知三維模型多樣

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