3d打印與中學(xué)創(chuàng)新教育研究

戴中 南京市濱江中學(xué)

引言：3d打印技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著科學(xué)技術(shù)新發(fā)展方向的產(chǎn)生，并在不斷完善發(fā)展的過(guò)程中被運(yùn)用在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。近年來(lái)3d打印技術(shù)所應(yīng)用的范圍逐漸擴(kuò)大，進(jìn)而引起教育學(xué)家的注意力，以至于當(dāng)前教學(xué)研究者致力于將3d打印與創(chuàng)新教育相結(jié)合。作為當(dāng)前教育發(fā)展的主要研究方向，將3d打印應(yīng)用創(chuàng)新教育當(dāng)中，在推動(dòng)教學(xué)理念、模式、領(lǐng)域創(chuàng)新的同時(shí)，還能推動(dòng)學(xué)生的成長(zhǎng)以及為學(xué)生提供一定的技術(shù)支持。

1 3d打印在中學(xué)創(chuàng)新教育中的局限性

1.1 頂層設(shè)計(jì)缺乏

要將3d打印與中學(xué)創(chuàng)新教育相結(jié)合，其中所缺乏的頂層設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)規(guī)劃，將會(huì)阻礙整個(gè)教育創(chuàng)新的計(jì)劃，同樣也是制約我國(guó)3d打印技術(shù)普遍發(fā)展的原由之一。3d技術(shù)教育的應(yīng)用不能離開(kāi)創(chuàng)新理念、思想、模式、途徑的范疇，進(jìn)而這必須依靠于STEM教育創(chuàng)新，除此之外，還要運(yùn)用一定的手段將科學(xué)、工程、藝術(shù)等領(lǐng)域進(jìn)行融合[1]。同時(shí)3d打印技術(shù)的發(fā)展要求教師果斷地對(duì)教育資源進(jìn)行挖掘，并善于運(yùn)用于工程情景去解決在生活中所產(chǎn)生的實(shí)際問(wèn)題，比如：學(xué)習(xí)知識(shí)問(wèn)題。

1.2 技術(shù)不足以支撐

3d技術(shù)在推廣以及應(yīng)用的過(guò)程中，為我國(guó)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)帶去源源不斷的資源以及動(dòng)力，由此可見(jiàn)，我國(guó)社會(huì)發(fā)展進(jìn)入信息化。現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)3d技術(shù)、顯示技術(shù)在社會(huì)中的全面應(yīng)用投入了大量的精力以及時(shí)間進(jìn)行研究，但是對(duì)于3d技術(shù)中的可視化表達(dá)、展示工具等相應(yīng)的輔助工具的開(kāi)發(fā)并不完全。由于這個(gè)原因在發(fā)展中要逐漸完善3d技術(shù)的周邊功能，如此才能推動(dòng)3d技術(shù)在中學(xué)創(chuàng)新教育中發(fā)揮自身能力。

1.3 教育資源較少

3d技術(shù)開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，所以在對(duì)進(jìn)行實(shí)際的開(kāi)發(fā)之前，制作公司對(duì)研發(fā)者專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及時(shí)間經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過(guò)細(xì)致的研究，進(jìn)而在研究的過(guò)程中花費(fèi)大量的時(shí)間、金錢(qián)。國(guó)外對(duì)3d技術(shù)的應(yīng)用以及普及的時(shí)間都早于我國(guó)，同時(shí)經(jīng)過(guò)詳細(xì)的研究發(fā)展當(dāng)前國(guó)外早已經(jīng)將3d資源全面的應(yīng)用在校園的學(xué)習(xí)以及生活中。但是反觀我國(guó)3d技術(shù)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)其資源并不豐富，研究開(kāi)發(fā)人員對(duì)3d技術(shù)知識(shí)以及技術(shù)掌握熟悉度較低所影響的。

2 3d打印在中學(xué)創(chuàng)新教育中的應(yīng)用

2.1 營(yíng)造真實(shí)的問(wèn)題情景

當(dāng)前知識(shí)的學(xué)習(xí)與活動(dòng)情景是息息相關(guān)的，教學(xué)活動(dòng)無(wú)法自己孤立的存在于教育之中。同時(shí)伴隨我國(guó)教育體質(zhì)的不斷改革發(fā)展，我國(guó)的教育逐漸從傳統(tǒng)教育轉(zhuǎn)化為素質(zhì)教育，這是時(shí)代發(fā)展的實(shí)際需求。素質(zhì)教育在發(fā)展過(guò)程中，要求教學(xué)活動(dòng)與實(shí)際生活緊密相連，進(jìn)而要將理論知識(shí)與實(shí)際生活、生活情景相聯(lián)系。同樣在工科其自身因素的影響下，學(xué)生所進(jìn)行的圖稿設(shè)計(jì)只能借助于電腦，并且通過(guò)科學(xué)技術(shù)進(jìn)行模擬演示，從而無(wú)法將其在現(xiàn)實(shí)生活中進(jìn)行研究、實(shí)驗(yàn)。3d技術(shù)的發(fā)展很好的解決了這一難題，通過(guò)對(duì)實(shí)物模型的構(gòu)建，幫助學(xué)生建立真實(shí)的問(wèn)題情景。根據(jù)3d打印在中學(xué)創(chuàng)新教育中應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能大大的節(jié)省學(xué)科研究時(shí)間以及成本。

2.2 輔助教學(xué)

當(dāng)3d技術(shù)在中學(xué)創(chuàng)新教育中作為輔助工具時(shí)，3d打印技術(shù)是服務(wù)于中學(xué)創(chuàng)新教育的，特別是應(yīng)用中3d技術(shù)能有效的推動(dòng)學(xué)生視空間能力的提升。在工科之中，視空間可以說(shuō)是人類(lèi)智能結(jié)構(gòu)中的主要結(jié)構(gòu)，常常體現(xiàn)在物理、設(shè)計(jì)、藝術(shù)等抽象的空間學(xué)習(xí)過(guò)程之中，并在其中占據(jù)主導(dǎo)地位，同時(shí)視空間能力的強(qiáng)弱對(duì)學(xué)生成績(jī)有強(qiáng)烈的影響[2]。而3d打印技術(shù)作為教學(xué)中的輔助性工具，能夠有效的培養(yǎng)與提升學(xué)生的視空間能力。由此可以發(fā)現(xiàn)，3d打印技術(shù)中的技術(shù)能夠打碎圖形對(duì)學(xué)生的束縛，打印出任何復(fù)雜的教學(xué)模型，進(jìn)而改變了傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中無(wú)立體模型的格局。自從有了3d打印技術(shù)在中學(xué)創(chuàng)新教育中的應(yīng)用，使得中學(xué)需要是空間的學(xué)科，由原來(lái)的枯燥、抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為生動(dòng)、具象化的實(shí)物，進(jìn)而展現(xiàn)在學(xué)生的面前，能輔助學(xué)生對(duì)理論性知識(shí)進(jìn)行有效的理解與記憶，這就是提升中學(xué)生學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵步驟。

除此之外，3d打印機(jī)在中學(xué)創(chuàng)新教育之中的應(yīng)用范疇還包括教學(xué)評(píng)價(jià)方面。當(dāng)3d打印機(jī)在中學(xué)教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用，教學(xué)可以根據(jù)學(xué)生的操作步驟、以及其應(yīng)用的熟練程度，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方面的綜合性評(píng)價(jià)，并在評(píng)價(jià)中對(duì)學(xué)生的不足之處及時(shí)的進(jìn)行糾正。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨我國(guó)信息時(shí)代的發(fā)展，以及科學(xué)技術(shù)的逐漸成熟，3d技術(shù)在中學(xué)創(chuàng)新教育中的應(yīng)用，將掀起一股教學(xué)創(chuàng)新的浪潮，同時(shí)也推動(dòng)中學(xué)創(chuàng)新教育逐漸朝向智能化、便捷化發(fā)展，以此為基礎(chǔ)推動(dòng)中學(xué)創(chuàng)新教育價(jià)值的提升。由此可見(jiàn)，3d打印與中學(xué)創(chuàng)新教育研究是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展模式，是教育創(chuàng)新的重要步驟。

[1]李佳,徐興健.3D打印技術(shù)助力中學(xué)生創(chuàng)新教育工作[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2017(23):28-30.

[2]姚毅鋒,吳道吉.3D打印在中小學(xué)創(chuàng)新教育中的實(shí)踐探索[J].廣東科技,2016,25(14):75-76.