試析3D打印支持下的高中物理實驗改良策略

王 梅

(江蘇省高郵市第一中學,江蘇 高郵 225600)

高中階段學生正處在身心發(fā)育的關鍵時期,在深入推進高中物理教學改革的背景下,教師應當重視對物理實驗教學模式的有效建構.現階段,許多教師在利用3D打印技術開展高中物理教學方面做出了一些嘗試,希望通過對高中生物理學習情況的分析做好相關活動的優(yōu)化設計.但是,由于教師本身在3D打印技術的應用過程中缺乏對高中物理實驗的有效設計,在學生成長過程中忽略了學生想象力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)需求,導致3D打印技術的應用效果和預期目標存在差距.面對這樣的情況,教師應當積極創(chuàng)新教育思路,從高中生物理學習狀況出發(fā)選擇適合學生的指導方式,在良好的物理教育環(huán)境推動下促進學生個性化成長[1].

1 3D打印支持下改良高中物理實驗的必要性

1.1 節(jié)約物理實驗教學成本的基本要求

在3D打印支持下的高中物理實驗教學活動更具開放性特點,相較于傳統(tǒng)的物理教育形式,在教具制作和設計方面,運用3D打印技術能夠節(jié)約實驗教學的成本.實際上教具作為高中物理實驗教學的重要器材和工具,其本身具有重要的育人價值和作用,但是傳統(tǒng)的教育模式下大多強調學校對教具的采購和應用,而沒有考慮到教具的自主開發(fā)和設計,這對實驗教學活動的組織開展產生了一定的影響[2].通過對3D打印技術的合理運用,學校在物理教學的相關教具開發(fā)方面能夠具有更強的創(chuàng)造性和自主性,既要體現出物理知識本身的深刻原理,同時也能夠通過節(jié)約成本,在一定程度上保證物理教學活動的優(yōu)化.相較于采購物理教具的方式,3D打印教具的成本更低,同時具有更強的可操作性和變化性,能夠很好地凸顯物理實驗教學的真實需求[3].

1.2 強化學生想象力和創(chuàng)新思維的保障

高中階段學生正處在物理課程學習的關鍵時期,基于3D打印帶來的積極影響和推動,教師在相關活動設計和組織上也能做出創(chuàng)新嘗試,在考慮到高中生物理學習特點的情況下,真正為學生創(chuàng)造適合的成長氛圍與環(huán)境.根據現階段高中物理教學的相關要求和實際特點,全面豐富學生學習體驗,有效構建適合學生成長氛圍的同時,真正帶給學生深層次的啟發(fā).在基于3D打印推動高中物理實驗教學持續(xù)優(yōu)化的情況下,教師能夠基于物理實驗的創(chuàng)新嘗試引發(fā)學生深入思考,在良好的物理實驗氛圍中推動學生想象力和創(chuàng)新思維的持續(xù)強化.

1.3 提高高中物理實驗教學質量的前提

傳統(tǒng)教育模式下的高中物理實驗教學存在一定的局限性,許多教師只是強調自身對物理實驗的相關要求,卻忽略了學生在實驗中的主動參與,在物理實驗的相關組織設計方面存在較大的局限,這是影響物理實驗推進效果的重要原因.在3D打印與高中物理實驗教學相結合的情況下,教師能夠從多個角度出發(fā),優(yōu)化物理實驗的設計流程,幫助學生強化認知體驗,促進學生個性化發(fā)展.無論是物理實驗帶來的積極推動,還是對學生成長特點的分析,都能夠在一定程度上推動物理實驗教學機制的持續(xù)優(yōu)化.以良好的物理實驗活動設計管理為導向,促進高中生物理學習能力的進步和發(fā)展,在3D打印技術應用效果達到預期目標的同時,進一步推動高中物理實驗機制的優(yōu)化調整.

1.4 全面培育高中物理核心素養(yǎng)的基礎

培育核心素養(yǎng)是高中物理教學的基本目標和方向.在3D打印和高中物理實驗教學相結合的過程中,教師同樣能夠基于物理實驗帶給學生的真實體驗,促進學生在學習過程中及時調整學習狀態(tài),以物理實驗教學為基礎的相關活動設計組織更加全面,在核心素養(yǎng)的培育方面能夠起到重要的推動作用.實際上,物理實驗能力作為學生應當具備的基本能力素養(yǎng),其培育效果與學生的個性發(fā)展息息相關.在3D打印技術的應用價值得到有效體現,應用效果得到進一步提升的同時,高中物理實驗教學中培育核心素養(yǎng)的目標能夠得到全方位實現.

2 3D打印技術在高中物理實驗教學中的應用誤區(qū)

2.1 3D打印技術應用方式單一化

現階段許多教師在高中物理實驗教學中,運用3D打印技術做出了一些嘗試,但是在相關活動設計和管理方面的整體投入仍然較為有限.還有許多教師只是將3D打印作為一項基礎的活動設計,而沒有真正關注學生的實際需求,在高中物理實驗的相關組織和建構中,對3D打印技術的應用方式創(chuàng)新不足,這在一定程度上限制了物理教學的持續(xù)發(fā)展[4].

2.2 3D打印技術應用時機不合理

現階段許多教師在3D打印技術的應用過程中,忽略了學生的認知特點和實際需求,這對高中生物理學習能力發(fā)展產生了一定的負面影響.還有許多教師在3D打印技術的應用方面存在一定的局限,無論開展何種類型的物理實驗活動,都選擇利用3D打印技術開展相應的指導,這也導致學生在接觸3D打印技術時的積極性受到影響.在教師本身缺乏科學設計,對3D打印技術應用創(chuàng)新不足的情況下,學生對3D打印技術的認知理解不夠深刻,在物理學習過程中的體驗不夠全面[5].

2.3 學生缺乏自主應用3D打印技術的能力

學生是高中物理實驗活動的主體,在新時代背景下的高中物理實驗教學中,許多教師忽略了學生主體地位.關于3D打印,在高中物理實驗中的教育滲透不夠全面,教師一味地強調自身對學生相關要求,卻忽略了學生在看待問題時的實際反饋.3D打印技術的應用效果難以達到預期目標,在相關活動組織和設計方面的針對性不強,這些因素極大地影響了3D打印技術的推進效果.還有許多教師在活動組織和設計方面忽略了學生的主動參與,關于3D打印的活動流程設計和實施不夠全面具體,最終導致3D打印技術的應用效果受到影響.

3 3D打印支持下的高中物理實驗改良策略

3.1 結合教學重點開發(fā)多元實驗項目

開發(fā)多種類型的高中物理實驗項目是豐富學生學習體驗的關鍵.教師應當格外重視物理教學中對實驗項目的科學設計和規(guī)劃,在關注高中生物理學習特點的同時,選擇適合學生的指導方式,在不斷強化學生實際認知,豐富學生學習體驗的同時,構建適合學生的成長環(huán)境和氛圍.在教學重點突出的情況下,讓學生更好地理解物理實驗的積極價值和意義,確保3D打印支持下高中物理實驗改良的持續(xù)落實.

3.2 運用3D打印技術制作高品質教具

在利用3D打印技術開展高中物理實驗教學的過程中,教師應當格外重視教具的自主設計和應用,能夠根據物理實驗的具體內容和相關操作流程,對教具的開發(fā)制作提出更高要求.面對高中生在物理課程中的相關學習表現和體驗,教師在活動設計和組織上也需要做出創(chuàng)新嘗試,能夠真正體現出3D打印技術的實際特點,在高中物理實驗帶給學生的積極影響和推動下,促進學生學習能力的進步和發(fā)展.無論是對問題的主動探索,還是對學生學習能力的鍛煉培養(yǎng),這些都能夠在一定程度上引發(fā)學生的深入思考和交流[6].教師應當考慮到教具制作過程中學生的自主參與和探索,在課程開始之前了解物理實驗的具體操作流程,并且在教具制作方面采用控制變量的方式,對配套資源做好進一步的加工設計,確保3D打印技術的有效應用.

3.3 運用3D打印技術突破物理實驗難點

運用3D打印技術開展高中物理實驗教學,必須重視對物理實驗重難點的有效分析,幫助學生掌握基本物理知識原理、強化學生動手操作能力,并且在物理實驗的相關活動組織和設計方面對學生提出更高要求,設置相應指導活動的同時,帶給學生深層次的感悟.通過3D打印技術帶來的積極體驗,促進學生在物理學習中的自主思考和探索分析,確保3D打印技術在物理實驗中的合理運用.教師應當關注高中物理實驗的具體操作流程,在各個細節(jié)方面做好相關的設計優(yōu)化,能夠體現出高中生在3D打印技術方面的實際應用情況,從學生的真實需求著手選擇恰當的管理方式,在突出高中物理實驗育人價值和作用的同時,有效保障學生學習能力的進步和發(fā)展,推動學生學習能力的進步和提升[7].

3.4 通過師生協作共同應用3D打印技術

全面加強師生協作是營造良好教育氛圍的關鍵.在高中物理教學機制的建構中,教師應當關注3D打印技術的合理應用,在師生協作的同時拉近彼此的關系,通過3D打印技術帶給學生的積極影響和推動,為學生學習能力的進一步提升奠定良好基礎.教師應當減少對學生物理實驗活動行為的干涉[8],鼓勵學生自主利用3D打印技術進行創(chuàng)新嘗試,在模型制作等各方面給予學生充分的自主空間,讓物理教育的理論價值得到進一步體現.

4 結束語

綜上所述,基于3D打印優(yōu)化高中物理實驗教學是保障物理教育整體質量的關鍵,也是促進學生全面理解物理知識原理、強化學生知識應用能力的重要前提.教師應當重視物理實驗帶給學生的積極影響,做好高中生物理學習行為的科學指導,讓行之有效的物理教育成為學生個性成長的推動力.