3D打印技術與小學學科教學有效融合初探

郝社禮 葉俊

利用3D打印技術開展教學，對小學階段的學生有較為重要的影響。在利用3D打印技術進行教學時，教師不僅要注重知識的傳授，還要注重培養學生的能力，為學生未來的發展打下堅實的基礎。本文從3D打印技術與小學學科教學融合這一角度出發，對如何有效實現教學改革進行了分析。

一、在小學開展3D打印教學對學科教學的積極意義

1.有利于改善學生的學習態度

小學生年齡較小，缺乏耐性，在課堂教學中容易產生抵觸心理，不愿意配合教師開展工作。而3D打印技術與教學的有效融合能夠充分改變這一現狀，3D打印技術能夠將學生無法想象和理解的事物以較為直觀的形式展現在他們面前，教師還可以試著讓學生操作，讓學生將自己的想法以3D形式呈現出來，增強學習興趣。

2.有利于鍛煉學生的空間思維與創造性思維

小學生的思維模式是從直觀形象思維逐漸過渡到抽象邏輯思維。他們對圖形的認識源于對現實原型的觀察，所以教師在教學中要從生活原型出發，利用3D軟件構建出三維模型，打印實物，把知識內容與空間結構統一起來，建立幾何概念，從而培養學生的空間觀念。另外，3D打印技術在課堂中的合理應用能讓學生的想法快速變成現實，例如用3D打印筆就可以隨時快速地畫出立體圖形，學生在學習中不受條條框框的約束，創新思維能力就會獲得更好的發展。

3.有利于改善教學模式

部分教師會單純從成績的角度出發，一味給學生灌輸知識，而忽視了學生的想法。久而久之，學生的學習熱情降低，教師的教學效率也隨之降低。3D打印技術與小學學科教學之間的融合很大程度上改變了這一現狀，在利用該技術開展教學時，教師不僅會豐富課堂教學內容，還會增加與學生間的互動，將主動權交給學生。

二、3D打印技術與小學學科教學的有效融合

1.3D打印與科學學科的有效融合

在小學學科教學中，應用3D打印技術最多的是科學學科，因為大部分小學生的認知能力有限，對很多事物都沒有較為明確的概念，教師需要利用3D打印技術將抽象事物具體化呈現在學生面前。以“地球的運動”教學為例，即使聽了教師的講解，很多小學生還是不知道地球是如何轉動的，更不知道地球與太陽之間是怎樣的關系。為此，教師可以利用3D打印技術對太陽的公轉及地球的自轉進行模擬，讓學生通過直觀的畫面了解理論知識，從而加深對該知識的理解。

2.3D打印與數學學科的有效融合

數學是小學階段難度較大的一門學科，很多學生思維能力不足、空間想象力不夠。為改善這一現狀，教師需要重視3D打印技術與數學教學內容之間的融合，尤其在對立體幾何部分進行教學時，教師可以利用3D打印技術打印出各種形狀的立體圖形，使學生通過直觀的觀察形成屬于自己的數學思維。以“長方體和正方體”教學為例，學生都能說出一兩個平時生活中常見的長方體或正方體物品，但是讓學生動手畫的時候，很多學生卻因為空間想象能力不夠而畫不出來。對此，教師可以利用3D打印技術直接打印出實物，讓學生直觀地看到長方體或正方體是如何形成的，還可以在3D軟件中展示立體圖形的透視效果，再讓學生通過模仿進行繪畫，培養其空間思維。

3.3D打印與語言類學科的有效融合

語言類學科教學中會涉及一些名勝古跡，有些是國內的著名建筑，有些是國外的著名景點，單純通過教材中的圖片去了解，學生無法感受其震撼。教師可以利用3D打印技術對其進行打印，讓學生可以更加直觀地感受到這些古老建筑的氣勢，感受到課文中所描寫的意境。以語文課文“趙州橋”教學為例，教師可以將課文中描述建筑物的片段與3D圖形相結合，讓學生看到其構造，并了解它是如何形成的。英語教學中也總會涉及一些著名建筑物，如自由女神像、埃菲爾鐵塔等，教師可以利用3D打印技術構建出對應的建筑，甚至還能打印出我們身邊常見的建筑，將其與這些著名建筑進行對比，讓學生感受到其中的精妙，增強學習興趣。

4.3D打印與多學科進行有效融合

在開展3D打印與學科融合的過程中，應以項目學習的方式進行多學科融合。我們既可以將3D打印技術融入學科教學，也可以運用多學科知識協助完成一個3D打印項目。社團活動中，筆者曾設計過一個名為“橋”的3D項目式學習活動，以“設計并打印出一座美觀、實用、富有想象力的橋”為活動目標。以興趣小組為單位，先大量收集“橋”的相關知識，接著組內合作設計出草圖，并利用3D打印筆畫出設計初稿，再運用3D設計軟件完成定稿設計，最后利用3D打印機打印出成品。所有小組完成后舉行一次項目交流會，會上以小組為單位匯報展示自己的作品，介紹設計理念，分享活動心得。通過活動，學生既提高了個人能力與思維水平，又培養了合作與競爭意識。

綜上所述，想要實現3D打印技術與小學學科教學的有效融合，首先需要教師發現各個學科中能夠與3D打印技術進行融合的部分，從此角度出發，合理利用3D打印技術，促進教學的開展。