如何在小學數學教學中利用3D打印技術培養學生的空間感

魏弘

摘? 要：數學教學具有一定的復雜性與抽象性，只有讓學生切身體會，融入空間中，能夠產生一定的空間思維，繼而實現培養學生的空間感的目的。3D打印技術具有較強的空間特性，在數學教學中能夠發揮出一定作用，促進現代信息技術與空間模型技術的有效結合，讓學生產生強烈的空間思維。數學學科中包含各類圖形相關知識，呈現出一定的空間特征，因此，在小學數學教學中合理應用3D打印技術有著重要作用。本文主要對小學數學教學中如何利用3D打印技術培養學生的空間感進行分析，提出了一些建議。

關鍵詞：小學數學;3D打印技術;空間感

在社會經濟的推動下，3D打印技術有了較大進步，在數學教學中的優勢也逐漸凸顯，很多教師都在小學數學教學中對3D打印技術進行了應用，取得了較好效果。數學學科中涉及到各種立體圖形，如果小學生的空間感不強，將難以有效理解圖形的含義，在解題中會出現多種問題。3D打印技術屬于一種空間模型技術，能夠幫助學生深入了解圖形的內部結構，明確圖形所代表的深層含義，進而更好學習數學知識。

一、小學數學教學中3D打印技術的應用概要

3D打印技術屬于一種快速成型技術，主要利用一些可粘合材料對數字模型文件進行逐層打印，進而形成相應的物體。這種技術在許多領域都得到了廣泛應用，包括醫療、工程、珠寶等領域，發揮了較大作用。隨著小學數學教學中現代信息技術應用的不斷加強，如何通過3D打印技術對學生的空間感進行培養逐漸引發社會的思考，也成為教育領域面臨的重大挑戰。

目前小學數學教學的內容較多，主要包括空間與圖形、數與代數、統計與概率、綜合與實踐等內容。基于數學學科自身特性，教師需注重培養學生的邏輯思維、數據分析、幾何直觀、符號意識等方面的能力，還要注重提高學生的自主學習意識、創新意識、應用意識，而這些要素都與學生的空間感之間有著緊密聯系，因此，通過3D打印技術培養學生的空間感至關重要。

小學數學中空間與圖形的知識較為復雜，主要包括：圖形運動、圖形位置、圖形測量等知識。在3D打印技術的作用下，教師可設計出相應的立體模型，讓學生從抽象的思維中逐漸向具體方向轉變，深入了解圖形的內部結構、運動規律。教師也可讓學生自行組裝相應的立體模型，這樣能夠更好地幫助學生領會模型局部、整體的空間形態，產生強烈的空間感，這為學生邏輯思維能力的提高準備了條件，確保了學生的數學學習效果。

二、小學數學教學中通過3D打印技術培養學生空間感的方法

（一）滲透空間模型思維

數學思維中的重要一項便是空間思維，這也是培養學生空間感的重要因素，因此，增強學生的空間思維至關重要。在開展小學數學教學時，教師可加強對學生的引導，多進行一些教學活動，讓學生能夠積累空間與圖形的相關經驗，為空間感的形成做準備。教師可通過3D打印技術建立相應的空間概念，讓學生直觀了解到空間圖形的形成過程，并鼓勵學生自主設計相應的空間模型，這樣就能更好培養學生的空間思維。例如在小學五年級數學下冊教學中需要學習長方體，教師可先通過3D打印技術建立相應的長方體模型，讓學生通過概念和規律聯想長方體的內部結構、形成過程。之后教師可讓學生依據自身掌握的知識設計長方體模型，深入了解長方體的各種規律，形成相應的空間感，以此更好地進行數學學習。

（二）增強課堂交流互動

小學生的空間思維不強，抽象意識也較差，而在3D打印技術的作用下，學生可直觀了解相應的立體圖形，但這也需要教師的有效引導、課堂的有效互動為基礎，因此，提高課堂互動性有著重要作用。小學生可通過自己動手制作模型來體驗相應的空間形態，從圖形大小、形狀、運動的觀察中來提高自身的空間圖形理解能力，進而增強學生的空間感。例如小學六年級數學下冊教學中需要學習圓柱體的表面積，教師可利用3D打印技術制作出圓柱體實物，并結合課程內容向學生進行提問。學生可自主觀察圓柱體的大小、結構，依據制作過程聯想出圓柱體的內部情況、空間形態，與同學之間積極交流溝通，之后在結合掌握的知識解決教師所提出的問題，進而增強學生的空間感。

（三）聯系學生生活實際

在小學數學學習過程中，教師須了解學生的學習興趣，結合生活實際，并利用3D打印技術制作出學生感興趣的事物，這樣能夠更好帶動學生的學習思維，促進學生空間感的形成。例如在小學一年級數學教學中，學生需要認識立體圖形時，教師可讓學生自主聯想生活中一些具有立體形態的事物，包括山水、植物等內容。之后教師可讓學生自主通過3D打印技術制作出相應的空間模型，教師再將這些模型與課程內容進行緊密結合，幫助學生拓展空間思維，進而更好增強學生的空間感。

三、結束語

數學知識具有一定的抽象性和復雜性，涉及到多種空間概念和圖像概念，如果教師只是依據相應的教案進行講解，不注重隨機應變，將會導致學生難以有效理解相應的數學知識，給學生的數學學習帶來不理影響。3D打印技術則能較好幫助學生理解空間概念，明確各類圖形的含義，從抽象認知轉變為具體認知。因此，教師可對3D打印技術進行合理應用，幫助學生更好了解數學規律，為后期的數學學習做好準備。

參考文獻

[1]徐碧珍.小學數學圖形教學中學生空間觀念的培養[J].新課程（教師版），2013，（3）：36.

[2]施展航.淺談小學生空間觀念的培養[J].新課程（教師版），2013，（2）：28.