3D打印在中小學課堂中的應用探究

羅誠　任春林

隨著科技的不斷進步，3D打印技術從原先的難以接近慢慢變成了中小學教育中的重要應用方式。3D打印在中小學課堂和教育中存在著很多應用，有著較大的意義。

一、3D打印在中小學課堂中的應用

（一）3D打印可以將抽象理論具體化。將3D打印技術應用到教育中，可以將教科書中學生難以理解的知識點轉化為學生能夠理解的實體模型，并通過觀察實體模型幫助學生理解知識的難點。通過學生親自動手或者通過教師的前期準備，可以將課本上抽象的模型通過層層打印，充分利用3D打印的特點，將理論模型轉化為實物模型，加深學生的理解。

（二）3D打印可以作為學習環境的條件。當學生發現或研究學生會通過老師的思考發現相關的原理和概念，一旦模型完成或快速驗證，3D打印是創建學習環境的必要條件。提供快速原型快速完成任務并檢查結果。在課堂上，鼓勵學生設計各種能夠激發他們真正潛力的3D模型。因為老師可能沒有足夠的時間來回答所有的問題。因此，我們要理性引導學生，創造性地思考并幫助您的學生團隊完成高思維板。

（三）3D打印可以有效融進課堂。3D打印隨教程設計模式說明而變化。3D打印技術應用于中小學教育，加強師生之間的交流，學生的活動和交流引導學生探索和發現，制造智力沖突，獲取知識3D打印技術是促進學生合作學習的學習活動的條件和工具，在“學”的教學模式中，教師起到引導和引導作用。通過這個免費的開發活動，學生對探索新知識和事物的興趣會有所提升。

二、3D打印在中小課堂應用過程中出現的問題

（一）3D打印相關材料的難以獲得。3D打印機現在非常昂貴，雖然很多學校和教育機構都有3D打印機，但是如果要打印高低地形模型，它們并不常見。使用小型3D打印機進行打印需要花費大量時間。特別是當模型很大時，打印機的數量不是很準確，而且有些3D打印機的渲染效果不夠準確。而虛擬模型可以通過電腦達到同樣的效果。當某些模型打印的材料過多時多重出版資金將超過非資助個人的收益。

（二）應試教育使得素質教育難以開展。中小學應試教育的局限性使得素質教育的推進更加困難。因此，3D打印課程的推廣在一定程度上受到了阻礙。學校和學生對3D打印課程不感興趣，課程專業師資不足是不被推廣的關鍵原因。目前，我國3D打印技術的應用范圍還不是很廣，并且沒有一致的課程要求在中小學教授3D打印技術。

（三）3D打印培訓體系不完善。在3D打印的過程中，3D建模和打印技術的推廣需要對教師進行更專業的培訓。目前，3D打印課程尚無國家標準，部分城市和地區逐步通過發展當地教育辦公室來改進培訓計劃和課程。

三、3D打印的發展策略

（一）政府與學校相結合共同推進。政府應該增加對教育設備的資助，特別是在中學。教育資源等將得到學校與各種企業的合作。建立3D打印實驗室等的資金短缺。同時選擇型號時教師在使用3D打印時會安排課程，大部分設置時間是由于建模。并且需要很長的時間來選擇一個明智的建模軟件來產生結果，教學一半的時間。與此同時，在模型的選擇上，教師在利用3D打印進行教學時前期所需準備時間較長這主要由于建立模型需要花費很多時間，因此，合理地選擇建模軟件能達到事半功倍的教學效果。

（二）推廣3D打印技術，完善初步體驗。當教師在黑板上畫一個平面圖來解釋一個多維和三維的事物時，3D打印機可以用來輔助教學，打印出相應的物理對象，并結合適當的黑板教學，讓學生在學習過程中參考物理理解，從而提高教學質量。3D打印課程已在中國部分地區開展。統一標準，結合不同地區的發展，各地區可根據本地區的教學情況和發展情況，編制相應的教材或詳細的教學目標。學校也可以根據自己學校的發展情況編寫相應的教材。

（三）引進合適的技術人才，積極開展培訓活動。此外，還需要開設3D打印技術在課堂教學中應用的教師培訓課程。在課程開發過程中，教師可以充分利用項目教學法對學生進行相應的項目教學。該課程分為理論和實踐兩部分，致力于有意識地培養學生的創新思維和實踐能力，從而認識到他們所想的就是他們所學的?；陧椖康?D打印課程教學以學生為中心，以項目為導向。讓學生體驗需求生成、模型設計、實體印刷、評估和改進等一系列過程，體驗科技給生產和生活帶來的變化，培養學生的實踐能力和創新能力。

責任編輯 邱 麗