將3D打印技術(shù)應(yīng)用于小學教學

唐文

[摘 要] 3D打印技術(shù)被譽為“第三次工業(yè)革命的重要生產(chǎn)工具”，是基于“設(shè)計即生產(chǎn)”的基本理念，通過支持學生在學習過程中的深度體驗與參與，發(fā)展學生的創(chuàng)造性思維和跨學科思維，同時也有助于提升學生的實踐能力。3D打印技術(shù)進課堂改變了我國的教育模式，使課堂教學形式變得生動活潑，提高了教學質(zhì)量和效果。3D打印技術(shù)應(yīng)用于教育，能為教學提供思想、智慧，是與科技相融合的最佳路徑，能給學生能量，開發(fā)他們的想象力，為學生打開一扇全新的大門，真正做到以學生為主體，以學生為中心，從而培養(yǎng)和提升學生的核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞] 3D打印技術(shù)；小學教學；核心素養(yǎng)

3D打印是一種活動的教育，讓學生通過動手操作，使其對3D打印有初步的認知，再由教師帶領(lǐng)學生去完成案例，在此基礎(chǔ)上，再讓學生自由發(fā)揮，利用所學的技術(shù)去表達自己的創(chuàng)意及想法。3D打印技術(shù)應(yīng)用于教育，能為教學提供思想、智慧，是與科技相融合的最佳路徑，能給學生能量，開發(fā)他們的想象力，為學生打開一扇全新的大門，真正做到以學生為主體，以學生為中心，從而培養(yǎng)和提升學生核心素養(yǎng)。

3D打印正逐步被推廣應(yīng)用于小學課堂教學，改變我國的課堂教學模式，豐富課堂形式，活躍課堂教學氛圍，極大地提高了課堂教學質(zhì)量和效果。

一、3D打印技術(shù)應(yīng)用于教學的優(yōu)點

偉大的科學家愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師?！睂W生如果對某種事物產(chǎn)生了濃厚的興趣，自己就會主動去求知，去探索，并在實踐的過程中產(chǎn)生愉悅的心情。一些不太優(yōu)秀的孩子并不是智力跟不上的問題，而是他們對課本上的理論不感興趣，然而3D打印技術(shù)可以讓原本枯燥、乏味的課堂變得生動活潑起來，這種技術(shù)可以實現(xiàn)“在玩中學”的目的，孩子們不再是在黑板或投影儀下簡單地看文字或圖形，而是通過觀察3D打印成品實物、觸摸3D打印成品來感受知識。在設(shè)計過程中學生參與進來，通過參與設(shè)計、打印成品，孩子觸摸到自己設(shè)計的成品，體驗成功的喜悅。在這個參與的過程中，他將知識融會貫通，將知識深深地印在腦海里，從而愛上科學。

3D打印可以隨時將設(shè)計圖稿轉(zhuǎn)化為成品，使生動直觀的教學形式成為可能。3D打印可以培養(yǎng)中小學生的動手操作能力。研究表明，3D打印為學生提供了豐富的“動手實驗的經(jīng)驗”。學生使用3D打印機打印物體獲得了有目的的直接經(jīng)驗。3D打印將學生腦海中的抽象概念和設(shè)計引入現(xiàn)實生活中，對教師教學內(nèi)容中的抽象概念或科學過程進行了可視化展示，更好地發(fā)揮“抽象的經(jīng)驗”在學習中的作用，使學生獲得更多的認知體驗，提高思維能力，提升核心素養(yǎng)。

二、3D打印技術(shù)在小學學科教學中的應(yīng)用舉例

1.小學信息技術(shù)學科

3D打印技術(shù)勢必會提高學生的信息技術(shù)水平，通過教師的細心的教學，并加以實踐操作。當學生親手拿到自己設(shè)計的打印成品后，內(nèi)心的喜悅是無法用語言來形容的。這種教學的反復(fù)刺激，使學生自己形成內(nèi)動力，從而真正落實“教師主導(dǎo)、學生主體”的教育理念。

當學生通過大量案例的設(shè)計后，再進行創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，讓孩子們自由發(fā)揮想象，將自己腦海中的物體通過3D打印機打印出來，待孩子們有一定基礎(chǔ)后，即可帶領(lǐng)孩子參加一些比賽項目。

南昌市現(xiàn)代教育技術(shù)中心就組織過2次3D打印創(chuàng)意大賽，第一屆的主題是設(shè)計“眼鏡”，造型精美且能佩戴。孩子可以通過對普通眼鏡的細心觀察，先設(shè)計出普通眼鏡，再在普通眼鏡的基礎(chǔ)上進行藝術(shù)再加工，打印出成品后進行試戴。反復(fù)的試驗潛移默化地培養(yǎng)了孩子們細心、耐心等良好習慣，提升學生的核心素養(yǎng)。

2.小學語文學科

例如：在五年級下冊《威尼斯的小艇》一課的教學中，除了要了解小艇的構(gòu)造，還要了解小艇在威尼斯水城中的重要作用。在以往的教學過程中主要是靠學生理解課文。在處理這一教學難點的時候，教師一般是找些相關(guān)的圖片和視頻幫助學生來理解威尼斯小艇的結(jié)構(gòu)和功能。但是運用3D打印技術(shù)的話，教師可以給每組同學打印出一艘“真實”的威尼斯小艇供學生課前預(yù)習、課上討論、課后研究。整個教學過程變得生動活潑，充滿樂趣，教學效果自然會有很大提升。學生對小艇的構(gòu)造和小艇在威尼斯水城中的重要作用就有深刻的理解。

3.小學數(shù)學學科

在小學一年級上冊數(shù)學課本中就有有關(guān)立體圖形的認識，這時的孩子都處于感官學習狀態(tài)，對所看到的和所觸摸到的印象特別深刻。故而通過3D打印技術(shù)將所需學具打印出來，供孩子們觀察、觸摸，既能提高孩子對知識的認識，還能使孩子了解三維知識，從小培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

再如，六年級的“圓錐的體積”一課中，學生很難理解：圓錐的體積為什么要用圓柱體積除以3。學生自己畫圖或者教師利用PPT課件解釋說明都無濟于事。但是在3D打印技術(shù)的幫助支持下，圓錐的體積為什么要用圓柱體積除以3就變得非常容易理解了。課前老師可以讓學生打印好等底等高的圓柱容器和圓錐容器，然后再進行裝水實驗，學生們通過實驗就會得出結(jié)論。

4.小學英語學科

在英語學科的教學中，老師可以打印一些特定場景、人物供學生進行情境再現(xiàn)，讓孩子有種身臨其境的感覺，真正做到在玩中學習。老師可以用3D打印機打印出一些與單詞相對應(yīng)的實物給學生觀察。這樣，有了感性認識做基礎(chǔ)，可以從感性認識上升到理性認識，單詞的記憶就簡單多了，而不是簡單地死記硬背單詞了。

5.小學科學學科

小學科學學科中有很多教學內(nèi)容都適合使用3D打印技術(shù)來教學，老師可以通過3D打印技術(shù)，打印一些非本季節(jié)的動植物，讓孩子觀察、感受動植物模型，從而滲透熱愛大自然、親近大自然、珍愛生命的思想；老師也可以通過3D打印技術(shù)，打印一些瀕臨滅絕的動物，讓孩子學會保護自然、珍惜資源、低碳環(huán)保的知識。

6.小學美術(shù)學科

在小學階段的美術(shù)學科中，教師能夠使用打印設(shè)備打印出一些課本所需教具，讓學生真切地感受藝術(shù)帶來的沖擊。如：四年級下冊的“新家園”中，畫家園，在城市與鄉(xiāng)村，感受人們生活水平的提高，一棟棟的新房子有花園和果園，非常美麗。這時教師可以將提前準備的打印模型拿出來讓孩子們觀察，并說說自己身邊的變化及感受，為接下來的創(chuàng)意設(shè)計做好鋪墊。

7.小學音樂學科

音樂是一門聽覺的藝術(shù)，是培養(yǎng)學生全面發(fā)展不可缺少的一部分。讓孩子擁有藝術(shù)鑒別能力是很有必要的。在課上，孩子們勢必會接觸到很多不一樣的樂器，課上教師不可能帶著多種樂器讓孩子一一接觸、了解，教師可以利用3D打印技術(shù)打印出一些“迷你樂器”，通過近距離觀察器樂模型，讓學生們了解樂器的構(gòu)造，清楚樂器的發(fā)聲原理，促使孩子們對音樂產(chǎn)生濃厚的興趣，從而培養(yǎng)全面發(fā)展的孩子。

三、影響和發(fā)展

面對任何新技術(shù)，我們都要以包容開放的心態(tài)去接納。3D打印技術(shù)是新事物，有很多問題需要在試驗中進行研究，挑戰(zhàn)和機遇并存，要轉(zhuǎn)變觀念，不斷探索創(chuàng)新，使3D打印技術(shù)真正服務(wù)于教學。

3D打印技術(shù)進入小學課堂并不是最核心的價值，核心價值是促進學生思維能力的全面發(fā)展，提升學生的核心素養(yǎng)。但是這需要學校、教師、家長等多方面的引導(dǎo)。相信在不久的將來，隨著3D打印技術(shù)與學科教學進一步融合，3D打印技術(shù)將大面積走進中小學課堂。不難想象，3D打印技術(shù)將成為課堂教學中不可缺少的輔助教學手段。

參考文獻

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責任編輯 李杰杰