學科教學中3D打印技術(shù)的運用研究

吳曉霞

摘 要：文章主要從學校教學及3D打印技術(shù)的發(fā)展著手，分析3D打印技術(shù)在學校教學中的作用，并探討3D打印技術(shù)在教學中的應用方法與策略，為教師的教學工作提供支持與參考。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；學科教學；創(chuàng)新教學；運用研究

中圖分類號：G623.58 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2017）05-0080-01

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)以其“設計即生產(chǎn)”的理念迅速發(fā)展起來，并且逐漸走進教育領(lǐng)域。在各學科教學中積極運用3D打印技術(shù)不僅有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和跨學科思維，同時也有助于提升學生的動手能力和實踐能力。

一、3D打印在學校教學中的作用

（1）提高學生主動學習的積極性。3D打印技術(shù)是以計算機軟件生成的或通過實體掃描獲得的數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀的金屬或塑料等具有粘合性的材料，通過“積層造型法”逐層打印出實物的技術(shù)。這門新的技術(shù)在課堂上同樣也能夠激發(fā)學生們濃厚的興趣。通過3D打印，課本上的二維知識能夠快速轉(zhuǎn)化為三維的實物，3D打印本身的功能特性和新穎性以及對學習的支持作用都能夠激發(fā)學生的好奇心和學習興趣，提高學生的積極性與主動性。通過將3D打印技術(shù)引入課堂，學生們可以將自己的想法與構(gòu)思呈現(xiàn)出來，不僅培養(yǎng)了學生的動手能力，還加深了對知識的理解與記憶，這樣的良性循環(huán)會不斷激發(fā)學生的學習熱情，積極地投入到學習之中。

（2）培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。3D打印技術(shù)為學生提供了一個自由發(fā)揮想象力的平臺，學生們可以通過3D打印技術(shù)將很多課本上摸不著的東西變?yōu)閷嵨?，能夠?qū)W生腦子里很多靈光一現(xiàn)的想法捕捉下來。在3D打印技術(shù)的支持下，學生可以將更多的時間與精力投入到設計與創(chuàng)新環(huán)節(jié)，通過自身的理解與想象，結(jié)合課本上的知識進行舉一反三，將理論概念轉(zhuǎn)化為實物與親身體驗。可以說3D打印技術(shù)引入學校教學中，極大地促進了學生創(chuàng)新能力和思維能力的提高，學生們可以參與創(chuàng)新設計，盡情發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，將創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)貫穿于學習活動之中，最終打印出具有個人特色的作品，學習到課本上體驗不到的知識。

（3）幫助教師探索新的教學方法。在傳統(tǒng)的教學中，教師只能通過口頭講述的方式來為學生講解知識，即使是多媒體技術(shù)和設備非常發(fā)達的現(xiàn)在，教師們也只能通過音頻和視頻使得教學更加生動真實，但由于學生的閱歷有限，理解能力不足，對知識掌握得還是不夠好。有了3D打印技術(shù)之后，教師就能夠?qū)⑷碌摹绑w驗式教育”實施到課堂之中，將以前課本上那些看不見摸不著，或是難以想象出來的知識點打印成三維實物，讓學生通過自己的眼睛與雙手去體驗，去觸碰。以學生為主導的教學方式，教師將學習的主動權(quán)交給學生，幫助學生去感受最真實最具體的理論概念與知識點，讓學生更容易理解知識的內(nèi)涵與意義。

二、3D打印在學校各學科的應用

（1）在科學學科中的運用。科學課程主要涉及一些簡單的生物、物理和地理知識，學生在學習這些自然科學知識的時候，對于宏觀的知識理解起來還較為容易，但對于一些微觀知識和抽象知識，如“運動與力”“地球運動”等無法理解，也無法想象出其真實的狀態(tài)。這時3D打印技術(shù)就可以派上用場了，對學生們難以理解的知識，可以用3D打印技術(shù)將其還原出來。例如，在講解地球的運動狀態(tài)時，就可以通過3D打印技術(shù)將地球打印出來，讓學生感受地球的形狀、海陸分布；在講解地球的地貌地勢時，可以將地球進行局部打印，讓學生足不出戶就能感受地球上的山脈、河流、沙漠、原野等。學生對知識的理解會更加透徹，記憶也會更加深刻。

（2）在數(shù)學學科中的運用。數(shù)學一直是教學重點與難點，數(shù)學中包含了太多抽象知識與概念，同時也涉及到大量的圖形與圖像，這對于學生和教師無疑是一項嚴峻的挑戰(zhàn)。在數(shù)學教學過程中，教師可以運用3D打印技術(shù)將很多抽象的概念與知識點具象化。例如，在數(shù)學教學中會涉及一些立體幾何的知識，常見的就是在紙上畫出一堆堆積起來小方塊，讓學生去數(shù)有多少個面。在傳統(tǒng)教學中，教師往往采用畫三視圖分解或者用削蘿卜、捏橡皮泥等方式來幫助學生理解。這樣的方法不僅費時費力，取得的效果也不理想，而3D打印則能夠輕松解決這些問題，在數(shù)學教學中節(jié)省師生的時間，提升教學效果。

（3）在語文和英語學科中的應用。語文和英語學科，往往需要學生結(jié)合實物來理解其中的含義與意境。例如，在語文教學中，學生經(jīng)常會學到一些寫景詠物的詩詞，這些詩詞具有意境美，而學生理解起來甚是費力，通過3D打印就可以將作者所描述的意境進行真實還原，幫助學生理解詩詞內(nèi)容。例如，在學習《盧溝橋的獅子》《趙州橋》等課文時也可以通過3D打印來提高教學效率。在英語學習中，通過3D打印，學生可以了解中外文化差異，記憶單詞會更加牢固。

三、結(jié)束語

目前，3D打印受到了各個領(lǐng)域的高度重視。雖然3D打印技術(shù)引入學校教學中還存在著很多困難，但其帶來的好處是不可估量的。3D打印技術(shù)的運用，需要學校與師生的支持，使其充分發(fā)揮作用，為教育事業(yè)的發(fā)展提供動力。

參考文獻：

[1]雷玲.小學數(shù)學教學如何利用3D打印技術(shù)培養(yǎng)學生的空間感[J].西部素質(zhì)教育，2016（13）.

[2]王夢潔.英國小學課堂引進3D打印技術(shù)項目[J].世界教育信息，2013（22）.