3D打印技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)中的運(yùn)用

賈琳

為實(shí)施立體的多維度教學(xué)，幫助學(xué)生培養(yǎng)空間觀念，今年，我校引進(jìn)了3D打印課程。數(shù)學(xué)教研組針對(duì)如何培養(yǎng)空間觀念的問題，提出利用3D打印技術(shù)將空間從平面二維變成立體直觀教學(xué)的方法。培養(yǎng)空間觀念需要大量的實(shí)踐活動(dòng)，需要自主探索與合作交流的氛圍。遵循學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，我們從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行了教學(xué)探索。

一、重視生活經(jīng)驗(yàn)

荷蘭數(shù)學(xué)教育家弗賴登塔爾說過：“數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，聯(lián)系得越緊密，越是記得牢，學(xué)得快?！笨臻g感的形成源于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。因此，我們應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生把生活中對(duì)圖形的感受與空間存在的幾何圖形建立聯(lián)系。例如，一年級(jí)第六單元“認(rèn)識(shí)物體”，我們讓學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，把生活中的物體與空間立體圖形建立聯(lián)系，初步形成學(xué)生的空間觀念。然后學(xué)生通過3D打印軟件，親手繪制正方體、長方體、球體、圓柱體，感知立體空間的三個(gè)維度。

二、以感知為基礎(chǔ)

數(shù)學(xué)表象以感知為基礎(chǔ)，我們拓寬渠道，利用3D技術(shù)的直觀展示來強(qiáng)化學(xué)生的感知。在實(shí)際教學(xué)中，教師制作相關(guān)的教具，幫助學(xué)生解決空間集合教學(xué)的重難點(diǎn)問題。例如：利用123D Design（3D打印設(shè)計(jì)軟件）讓學(xué)生在電腦上對(duì)立體圖形進(jìn)行拼組，從多個(gè)維度進(jìn)行直觀的觀察，感受不同視角拼組立體幾何圖形的不同。

三、增強(qiáng)直觀性

我們充分利用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、3D設(shè)計(jì)和打印技術(shù)，將文字要表達(dá)的意思轉(zhuǎn)化為圖像、三維模型、動(dòng)畫等，直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使抽象的概念具體化、深?yuàn)W的道理淺顯化、枯燥的知識(shí)趣味化。

四、樹立模型思想

瑞士心理學(xué)家讓·皮亞杰說過：“兒童的思維是從動(dòng)作開始的，切斷動(dòng)作與思維的聯(lián)系，思維就得不到發(fā)展?！痹诮虒W(xué)中，我們重視實(shí)踐活動(dòng)，建立空間觀念并融合創(chuàng)客精神，讓學(xué)生大膽創(chuàng)新，通過將所學(xué)的各種空間立體圖形進(jìn)行整合設(shè)計(jì)，制作出自己的創(chuàng)意作品。

五、深化空間觀念

數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出，要把計(jì)算公式的理解和掌握與探索活動(dòng)結(jié)合起來?？臻g知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)和生活有著密切的聯(lián)系。在用3D軟件設(shè)計(jì)立體圖形時(shí)，x、y、z軸的應(yīng)用，更利于學(xué)生推導(dǎo)計(jì)算公式，學(xué)生可以通過輸入不同的數(shù)值，直觀感受空間幾何圖形的變化。

基于以上基礎(chǔ)，我們還進(jìn)一步探索跨學(xué)科融合教學(xué)新模式，利用微機(jī)室進(jìn)行跨學(xué)科融合教學(xué)。比如，將數(shù)學(xué)、科學(xué)、美術(shù)、計(jì)算機(jī)、3D打印設(shè)計(jì)等進(jìn)行有效融合，在多個(gè)學(xué)科社團(tuán)推廣3D打印技術(shù)，教師在教中創(chuàng)，學(xué)生在做中學(xué)，讓每個(gè)人都成為創(chuàng)造者，讓創(chuàng)新精神深深植根于師生心中。

（責(zé) 編 行 之）