3D技術與化學教學碰撞的“火花”

3D One是一種設計建模立體實物的軟件，KingDraw是一款專業型化學結構編輯器，將兩者與3D打印技術結合（以下統稱3D技術），可使微觀結構轉化為實物模型，在增強學生對抽象化學知識理解的同時，還能激發其學習興趣和創新思維。此外，3D技術還可以用于制作化學實驗裝置和模型，幫助學生進行實驗操作和觀測，提高實驗的準確性和安全性。

本文探討了在高中化學教學中融合3D技術，尤其是在微觀粒子結構、化學實驗和化學反應歷程教學方面的潛力。我們運用3D技術做出了具有精確結構和形狀的微觀粒子結構模型、實驗器具模型等，引導學生通過觀察和數據分析，深入理解化學反應的歷程和機理。

一、結構教學形象化

化學的特征是從微觀層次認識物質，以符號形式表征物質，從而創造新物質或者利用反應的能量變化。在傳統的化學教學中，學生通常使用紙質或塑料模型模擬分子結構，難以直觀展示分子的三維結構和空間取向。融入3D技術后，學生可設計并按比例打印分子模型，更好地理解分子的結構和空間排列。

例如，在講授金屬晶體的堆積方式時，我們鼓勵學生運用3D One技術結合身邊的實物參與設計制作。又如，當講到分子的微觀結構時，我們與學生一起應用3D One、KingDraw等軟件制作模型，通過3D技術將模型轉化為實物后再進行演示，加深學生對知識點的理解。

二、實驗教學精準化

二、實驗教學精準化

二、實驗教學精準化

在高中化學實驗中，難免存在步驟復雜或現象不易觀察的實驗。借助3D One和3D技術，學生可創建虛擬的實驗環境，通過模擬實驗觀察和分析實驗過程和結果，更好地理解實驗原理和操作步驟。

例如，在探究氫氧化鋁的性質實驗中，學生借助3D One的動畫演示模擬該實驗過程，精準控制三氯化鋁和氫氧化鈉的用量，并觀察實驗結果。又如，在甲烷與氯氣的取代反應的實驗中，學生利用3D One進行動畫模擬展示反應的機理。再如，在酯化反應實驗中，借助3D技術可制作出有刻度的分水器，定量測出生成的乙酸乙酯的量。

三、微觀反應可視化

傳統的化學反應研究方法通常使用玻璃儀器或微孔板等器材進行實驗，但都存在一定的局限性，如形狀和尺寸的限制、實驗過程中的操作難度等。我們通過3D技術可以將化學反應的動態過程以三維動畫的形式進行展示，制造出具有精確結構和形狀的微觀反應實物。

3D One 結合3D技術可制作出反應儀器模型和反應儀器，進一步拓展化學反應的研究范圍。例如，可通過調節反應器的幾何形狀和流體流動速率等參數，控制不同反應物之間的混合程度，了解反應物在混合過程中的行為和變化。

借助3D技術制作的實驗裝置開展化學實驗，通過對實驗現象的觀察和實驗數據的分析，學生可以得到關于化學反應歷程的信息，如反應速率、產物選擇性和反應機理等。學生在設計制作和參與實驗的過程中，提高了學習興趣，加深了對化學反應的理解。

總之，借助3D技術可創建如交互式的分子模型庫、化學實驗視頻和模擬實驗平臺等學習資源，為高中化學教學帶來新的方式。教師應掌握3D技術的基本操作，根據學科標準和教學目標設計、安排，較好地將其應用到教學中，為學生提供更具體、直觀和實踐性強的學習體驗。

（欄目編輯" 方郁芝）