3D打印在中小學(xué)創(chuàng)新教育中的實(shí)踐探索

呂學(xué)明 廣饒經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)樂安中學(xué)

將3D打印技術(shù)引進(jìn)中小學(xué)課堂創(chuàng)新課堂教學(xué)方法，是多元化教學(xué)的一個(gè)重要表現(xiàn)形式。學(xué)生通過自行設(shè)計(jì)3D教學(xué)模型，既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)能力，又能讓學(xué)生參與到整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)的流程中來，這種技術(shù)的引進(jìn)能夠適當(dāng)提高授課效率，激起學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣，是推進(jìn)多元化教學(xué)十分重要的一種教學(xué)方法，讓新型科技真正走進(jìn)學(xué)生的課堂。

1 3D打印技術(shù)概述

3D打印技術(shù)是將物體進(jìn)行快速成型還原的一種新型技術(shù)，近年來發(fā)展十分迅速，在建筑行業(yè)和生產(chǎn)制造行業(yè)都有重要應(yīng)用。3D打印技術(shù)對材料要求較高，要求打印原料必須具有很強(qiáng)的粘合能力，以保證在打印原有物品的過程中能夠盡快成型，達(dá)到精確還原原有物品的效果。在3D打印過程中，打印原料不再是墨水，而是金屬、陶瓷等特定材質(zhì)的打印原料，將3D打印機(jī)與電腦相連后，通過將打印材料的疊加，能夠?qū)⒃形锲愤M(jìn)行一定比例的還原，實(shí)現(xiàn)3D打印的最終效果。

2 3D打印在中小學(xué)創(chuàng)新教育中的作用

2.1 鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力

在整個(gè)3D打印過程中，相關(guān)教師會要求學(xué)生參與打印模型的設(shè)計(jì)，包括打印機(jī)的調(diào)試、材料的選用等關(guān)鍵步驟，讓學(xué)生更加了解整個(gè)3D打印工作的準(zhǔn)備過程和實(shí)施的步驟，在授課過程中，教師會讓學(xué)生近距離感受教學(xué)模型的打印，此外，各個(gè)學(xué)校還會組織3D模型設(shè)計(jì)大賽，這個(gè)過程是學(xué)生展現(xiàn)創(chuàng)作能力的機(jī)會，教師會給出一些專業(yè)的指導(dǎo)，學(xué)生在動手設(shè)計(jì)打印模型的過程中不斷提升自己的實(shí)踐動手能力[3]。

2.2 培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維

3D打印作品并沒有一個(gè)固定的評判標(biāo)準(zhǔn)，在課堂上教師會通過教學(xué)模型的展示向?qū)W生提出更多問題，不僅包括專業(yè)知識方面，還包括模型設(shè)計(jì)方面，通過思考這些問題能夠讓學(xué)生的思維更加活躍，教師也會改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，這對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是非常有利的，通過課堂上與教師的相關(guān)互動，學(xué)生能夠更多地了解教師的授課方法和授課進(jìn)度，并對課堂提出自己的思考，有助于教師對學(xué)生的思維進(jìn)行發(fā)散性的教育和培養(yǎng)。

2.3 提高學(xué)生在課堂上的參與度

一般來說，教師會讓學(xué)生參與3D教學(xué)模型打印的整個(gè)過程，定期收集學(xué)生對教學(xué)模型的相關(guān)意見，也會在課堂上現(xiàn)場進(jìn)行相關(guān)模型的打印，這會使學(xué)生成為課堂的主導(dǎo)者，不再被動接受知識，能夠讓學(xué)生更多地參與到整個(gè)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)中，通過親自對教學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠提前對知識有一定的了解，這對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)也是有很大幫助的，在課堂的參與感越強(qiáng)，學(xué)習(xí)知識的興趣就越濃厚。

3 引入3D打印技術(shù)的各學(xué)科實(shí)踐教學(xué)方法

3.1 3D打印技術(shù)與語文學(xué)科的融合

小學(xué)語文教材上有許多與建筑有關(guān)的文章，比如《趙州橋》、在初中教材中也有與人民大會堂、故宮等建筑有關(guān)的文章，雖然通過多媒體等動畫展示能夠?qū)ㄖ倔w進(jìn)行生動的呈現(xiàn)，但對于課本中建筑的功能和細(xì)節(jié)之處，學(xué)生還是不夠了解，教師通過對趙州橋或者人民大會堂進(jìn)行3D打印，能夠使學(xué)生近距離觀察建筑的細(xì)節(jié)，這樣學(xué)生對課文中的細(xì)節(jié)描寫和橋的功能作用就有了更多自己的理解，有助于學(xué)生更快融入到語文課堂中。

3.2 3D打印在數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)方法

在中小學(xué)數(shù)學(xué)教材中有很多關(guān)于立體幾何知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，這對于剛剛接觸平面幾何沒多久的學(xué)生來說是很難快速理解的，對學(xué)生的空間想象能力要求很高，一般情況下在涉及立體知識點(diǎn)時(shí)，教師會通過紙板折疊、削粉筆以及胡蘿卜等構(gòu)造教學(xué)模型，但這樣的模型與書本原圖有很大差別，不利于學(xué)生對知識的理解，而3D打印技術(shù)能夠以一定比例還原書中模型，將立體圖形展現(xiàn)在學(xué)生面前，有助于學(xué)生對圖形性質(zhì)的掌握。

3.3 3D打印在英語單詞記憶的創(chuàng)新

對于中小學(xué)生來說，英語學(xué)習(xí)還處于起步階段，主要是對一些基礎(chǔ)單詞和簡單語法的記憶，但此時(shí)英語學(xué)科最基礎(chǔ)的部分，只有熟練進(jìn)行單詞的記憶，才能夠?yàn)橐院蟾訌?fù)雜的英語學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，但基礎(chǔ)單詞的記憶十分枯燥，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會感到乏味和無聊，而3D打印技術(shù)能夠創(chuàng)新英語單詞的記憶方式，將一些學(xué)生沒有見過的物品模型打印出來，通過諧音記憶或打印過程的記憶能夠加深學(xué)生對單詞的印象。

4 結(jié)語

綜上所述，3D打印技術(shù)在很多方面都有著非常重要的應(yīng)用，將這項(xiàng)新型技術(shù)引入到中小學(xué)生的課堂是非常有必要的，經(jīng)過一段時(shí)間的3D打印教學(xué)，學(xué)生的知識儲備得到了明顯的提升，實(shí)踐動手能力和發(fā)散性思維也得到了鍛煉，在課堂上學(xué)生也明顯感覺到了課堂氣氛變得輕松了許多，生動的教學(xué)模型也為學(xué)生的課堂增添了許多色彩，使得各個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)方法都變得更加靈活，促進(jìn)了學(xué)生的有效學(xué)習(xí)。