3D打印技術(shù)在中小學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探討

銀濤

【摘要】3D打印技術(shù)在近年來取得了良好的發(fā)展，隨著技術(shù)水平的提升，與其它產(chǎn)業(yè)、學(xué)科的聯(lián)系也日益加強(qiáng)。在中小學(xué)教學(xué)中，3D打印技術(shù)的運(yùn)用，能夠?yàn)榻虒W(xué)提供必要支持，為學(xué)生提供實(shí)踐嘗試的機(jī)會，并且借助于其新穎的形式增加課堂魅力，使學(xué)生日益熱愛課堂，熱愛實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】3D打印技術(shù) 中小學(xué)教學(xué) 學(xué)習(xí)興趣

【中圖分類號】TP334.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）01-0101-02

前言

隨著近年來3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，以及教育教學(xué)思路的逐漸開闊，技術(shù)與教育的結(jié)合也日益增強(qiáng)。將3D打印技術(shù)運(yùn)用于中小學(xué)教學(xué)，使之成為教學(xué)的輔助手段，能夠?yàn)檎n堂帶來新的面貌。相對于多媒體教學(xué)，3D打印技術(shù)具有立體化、簡潔化以及便捷化的優(yōu)勢，能夠?yàn)檎n堂教學(xué)帶來正面的影響。本文針對3D打印技術(shù)在中小學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，以期為日后教學(xué)實(shí)踐做出啟示。

一、3D打印技術(shù)概述

3D打印技術(shù)是近年來逐漸興起的現(xiàn)代技術(shù)，并在最近幾年快速發(fā)展，融入到各行業(yè)的發(fā)展中。其技術(shù)原理在于，借助于計算機(jī)輔助設(shè)計軟件或者是實(shí)體掃描設(shè)備，形成數(shù)字化模型，再利用粉末狀金屬、塑料等可粘合材料，以逐層打印的方式形成打印技術(shù)。從本質(zhì)上分析，3D打印技術(shù)也屬于信息技術(shù)的一部分，相較于傳統(tǒng)打印技術(shù)，其優(yōu)勢在于快速生成性，以立體化、便捷化占據(jù)著絕對優(yōu)勢。

3D打印技術(shù)在中小學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，主要作用就在于能夠?qū)虒W(xué)快速提供生動的模型支持，對于實(shí)驗(yàn)性、實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科能夠發(fā)揮重要的支援作用；另外，作為一項(xiàng)新穎的技術(shù)，在運(yùn)用過程中能夠大量吸引學(xué)生的關(guān)注，提高學(xué)生對課堂的關(guān)注；另外，3D打印技術(shù)的快速成像技術(shù)，不僅能夠還原教材內(nèi)容，還能夠展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與知識的互動，推進(jìn)教學(xué)發(fā)展。作為一種打印技術(shù)，將其運(yùn)用于課堂教學(xué)，是對雙方的共同突破，能夠?qū)崿F(xiàn)不一樣的效果。

二、3D打印技術(shù)在課堂建模中的意義

3D打印技術(shù)能夠快速成形，并且形成的是立體的圖像，這對于課堂教學(xué)建模有著積極意義。例如，在數(shù)學(xué)課堂中，會有許多涉及到幾何圖形的內(nèi)容，并且從平面幾何逐漸深入到立體幾何，這些內(nèi)容的講解，有時候并不輕松，因?yàn)閷W(xué)生個體之間空間想象能力的差距，單純的講解很難滿足需要，只有通過建模的形式，使學(xué)生能夠觀察到、應(yīng)用到，才能切實(shí)的學(xué)習(xí)到。除此之外，還有中學(xué)的化學(xué)學(xué)科、物理學(xué)科、生物學(xué)科等自然科學(xué)學(xué)科。以生物學(xué)科為例，要想使學(xué)生感受到微觀粒子在生物體內(nèi)的運(yùn)動，完全可以借助于3D打印技術(shù)提供的粒子束，使之進(jìn)行演示。與當(dāng)前較為普遍的多媒體技術(shù)相比，3D打印技術(shù)能夠構(gòu)建出更為立體的模型，真實(shí)性與可觀性都更強(qiáng)，能夠全面增強(qiáng)課堂表現(xiàn)力，進(jìn)而提高課堂教學(xué)的效率。

三、3D打印技術(shù)能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

3D打印技術(shù)作為一門新興技術(shù)，在日常生活中，尤其是學(xué)生的生活中接觸并不多，且即使接觸也局限于打印領(lǐng)域，將其運(yùn)用于教學(xué)本身就是一種創(chuàng)新嘗試，因此，在教學(xué)過程中，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，能夠使學(xué)生眼前一亮，快速的被吸引如其中，加上教師嫻熟的運(yùn)用，演繹如何將教材中的文字、平面的圖形示意快速的轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型，變成立體化的可觀、有感的內(nèi)容，能夠使課堂魅力充分展現(xiàn)出來，有許多學(xué)生會被吸引其中[1]。

中小學(xué)階段學(xué)生正處于感性與理性交替，盡管已經(jīng)有了一些理性思考的能力，但感性的觀察對其影響是深刻的。中小學(xué)生對新鮮事物興趣大，好奇心強(qiáng)，因此，運(yùn)用3D打印技術(shù)展現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，能夠以最快的速度將學(xué)生帶入到課堂中，使學(xué)生在觀察3D技術(shù)的同時，增強(qiáng)對教學(xué)內(nèi)容的印象。

四、幫助學(xué)生形成與教材的互動

在教學(xué)過程中，利用3D打印技術(shù)的快速成像，能夠推動學(xué)生與知識點(diǎn)的直接互動。例如，在語文教學(xué)中，《趙州橋》教學(xué)中，教師可以利用3D打印技術(shù)還原趙州橋的架構(gòu)，是學(xué)生不僅能了解趙州橋的歷史，更能從頭腦中想象趙州橋。在地理教學(xué)中，有許多內(nèi)容涉及到空間變化，如太陽系各星球是如何運(yùn)動的，黃赤交角如何形成及其變化的影響，但在教學(xué)過程中，許多學(xué)生很難對此產(chǎn)生理解，而運(yùn)用3D打印技術(shù)，能夠?qū)⒄鎸?shí)所想展現(xiàn)出來，使學(xué)生在實(shí)踐操作中完成自己的想象，發(fā)現(xiàn)自己的錯誤。這是其它技術(shù)所不具備的[2]。

在以往意義上，多媒體技術(shù)已經(jīng)能夠滿足學(xué)生與教材在一定程度上的互動，但實(shí)際上在運(yùn)用過程中需要有軟件的限制，并且不同學(xué)科所用的教學(xué)軟件都是不同的，而3D成像技術(shù)僅有一種操作原理，簡單明了，打破了學(xué)科限制，使學(xué)生更好地融入其中，因此，信息技術(shù)的全面發(fā)展，對于教學(xué)內(nèi)容而言，有著積極影響。當(dāng)學(xué)生的觀點(diǎn)清晰的展現(xiàn)出來的時候，3D打印技術(shù)如同一張巨大的畫板，而學(xué)生僅需通過自己的表述以及一系類數(shù)據(jù)的輸入，就能將自己的想法轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw的現(xiàn)實(shí)[3]。

五、幫助教師全面提高自身的教學(xué)能力

新的技術(shù)的引入，必然意味著教師學(xué)習(xí)新的技能。在有限的課堂45分鐘教學(xué)中，教師不僅需要能夠操作某項(xiàng)技術(shù)，更要將這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用嫻熟，以節(jié)約時間，并且將積極的一面展現(xiàn)給學(xué)生。因此對于教師而言，3D打印技術(shù)的引入，需要他們及時更新自己的技能，快速的使自身適應(yīng)新技術(shù)。

除了技術(shù)的提高之外，3D打印技術(shù)還能對教學(xué)帶來更多的積極的啟示。首先，當(dāng)3D打印技術(shù)運(yùn)用于課堂的時候，就已經(jīng)意味著信息時代能夠運(yùn)用于課堂的技術(shù)早已不僅僅是我們所熟悉的多媒體技術(shù)了，且技術(shù)跨行業(yè)運(yùn)用的情況也必將不再是問題，需要教師進(jìn)行不斷地探索、嘗試，才能在新課改的過程中不斷地走在前沿，嘗試更多的轉(zhuǎn)變。另外，教師還要考慮到的是，如何綜合3D打印技術(shù)的特色，為課堂帶來更多的轉(zhuǎn)變。畢竟，3D打印技術(shù)作為一項(xiàng)教學(xué)輔助工具，在教育領(lǐng)域的運(yùn)用還是短暫的，只有經(jīng)過不斷的探索，以及結(jié)合不同學(xué)科的特點(diǎn)，才能將其優(yōu)勢最大的發(fā)揮出來，而這些都是對教師對教育的熱情及實(shí)踐能力的考驗(yàn)。

結(jié)論：事實(shí)上，3D打印技術(shù)在中小學(xué)教育教學(xué)中的運(yùn)用處于起步階段，需要教學(xué)工作者不斷地在教學(xué)實(shí)踐中探索才能豐富。實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)的合理運(yùn)用，也意味需要更多的想象力的投入，教師需要加強(qiáng)努力和研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]王萍.3D打印及其教育應(yīng)用初探[J].中國遠(yuǎn)程教育，2013，18（8）：76-77.

[2]李青、王青.3D打印：一種新興的學(xué)習(xí)技術(shù)[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2013，15（4）：93-96.

[3]王娟.3D技術(shù)教育應(yīng)用創(chuàng)新透視[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2015，14（1）：67-69.