3D打印技術(shù)與小學(xué)學(xué)科教學(xué)有效融合初探

郝社禮 葉俊

利用3D打印技術(shù)開展教學(xué)，對小學(xué)階段的學(xué)生有較為重要的影響。在利用3D打印技術(shù)進行教學(xué)時，教師不僅要注重知識的傳授，還要注重培養(yǎng)學(xué)生的能力，為學(xué)生未來的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。本文從3D打印技術(shù)與小學(xué)學(xué)科教學(xué)融合這一角度出發(fā)，對如何有效實現(xiàn)教學(xué)改革進行了分析。

一、在小學(xué)開展3D打印教學(xué)對學(xué)科教學(xué)的積極意義

1.有利于改善學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度

小學(xué)生年齡較小，缺乏耐性，在課堂教學(xué)中容易產(chǎn)生抵觸心理，不愿意配合教師開展工作。而3D打印技術(shù)與教學(xué)的有效融合能夠充分改變這一現(xiàn)狀，3D打印技術(shù)能夠?qū)W(xué)生無法想象和理解的事物以較為直觀的形式展現(xiàn)在他們面前，教師還可以試著讓學(xué)生操作，讓學(xué)生將自己的想法以3D形式呈現(xiàn)出來，增強學(xué)習(xí)興趣。

2.有利于鍛煉學(xué)生的空間思維與創(chuàng)造性思維

小學(xué)生的思維模式是從直觀形象思維逐漸過渡到抽象邏輯思維。他們對圖形的認識源于對現(xiàn)實原型的觀察，所以教師在教學(xué)中要從生活原型出發(fā)，利用3D軟件構(gòu)建出三維模型，打印實物，把知識內(nèi)容與空間結(jié)構(gòu)統(tǒng)一起來，建立幾何概念，從而培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念。另外，3D打印技術(shù)在課堂中的合理應(yīng)用能讓學(xué)生的想法快速變成現(xiàn)實，例如用3D打印筆就可以隨時快速地畫出立體圖形，學(xué)生在學(xué)習(xí)中不受條條框框的約束，創(chuàng)新思維能力就會獲得更好的發(fā)展。

3.有利于改善教學(xué)模式

部分教師會單純從成績的角度出發(fā)，一味給學(xué)生灌輸知識，而忽視了學(xué)生的想法。久而久之，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情降低，教師的教學(xué)效率也隨之降低。3D打印技術(shù)與小學(xué)學(xué)科教學(xué)之間的融合很大程度上改變了這一現(xiàn)狀，在利用該技術(shù)開展教學(xué)時，教師不僅會豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，還會增加與學(xué)生間的互動，將主動權(quán)交給學(xué)生。

二、3D打印技術(shù)與小學(xué)學(xué)科教學(xué)的有效融合

1.3D打印與科學(xué)學(xué)科的有效融合

在小學(xué)學(xué)科教學(xué)中，應(yīng)用3D打印技術(shù)最多的是科學(xué)學(xué)科，因為大部分小學(xué)生的認知能力有限，對很多事物都沒有較為明確的概念，教師需要利用3D打印技術(shù)將抽象事物具體化呈現(xiàn)在學(xué)生面前。以“地球的運動”教學(xué)為例，即使聽了教師的講解，很多小學(xué)生還是不知道地球是如何轉(zhuǎn)動的，更不知道地球與太陽之間是怎樣的關(guān)系。為此，教師可以利用3D打印技術(shù)對太陽的公轉(zhuǎn)及地球的自轉(zhuǎn)進行模擬，讓學(xué)生通過直觀的畫面了解理論知識，從而加深對該知識的理解。

2.3D打印與數(shù)學(xué)學(xué)科的有效融合

數(shù)學(xué)是小學(xué)階段難度較大的一門學(xué)科，很多學(xué)生思維能力不足、空間想象力不夠。為改善這一現(xiàn)狀，教師需要重視3D打印技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容之間的融合，尤其在對立體幾何部分進行教學(xué)時，教師可以利用3D打印技術(shù)打印出各種形狀的立體圖形，使學(xué)生通過直觀的觀察形成屬于自己的數(shù)學(xué)思維。以“長方體和正方體”教學(xué)為例，學(xué)生都能說出一兩個平時生活中常見的長方體或正方體物品，但是讓學(xué)生動手畫的時候，很多學(xué)生卻因為空間想象能力不夠而畫不出來。對此，教師可以利用3D打印技術(shù)直接打印出實物，讓學(xué)生直觀地看到長方體或正方體是如何形成的，還可以在3D軟件中展示立體圖形的透視效果，再讓學(xué)生通過模仿進行繪畫，培養(yǎng)其空間思維。

3.3D打印與語言類學(xué)科的有效融合

語言類學(xué)科教學(xué)中會涉及一些名勝古跡，有些是國內(nèi)的著名建筑，有些是國外的著名景點，單純通過教材中的圖片去了解，學(xué)生無法感受其震撼。教師可以利用3D打印技術(shù)對其進行打印，讓學(xué)生可以更加直觀地感受到這些古老建筑的氣勢，感受到課文中所描寫的意境。以語文課文“趙州橋”教學(xué)為例，教師可以將課文中描述建筑物的片段與3D圖形相結(jié)合，讓學(xué)生看到其構(gòu)造，并了解它是如何形成的。英語教學(xué)中也總會涉及一些著名建筑物，如自由女神像、埃菲爾鐵塔等，教師可以利用3D打印技術(shù)構(gòu)建出對應(yīng)的建筑，甚至還能打印出我們身邊常見的建筑，將其與這些著名建筑進行對比，讓學(xué)生感受到其中的精妙，增強學(xué)習(xí)興趣。

4.3D打印與多學(xué)科進行有效融合

在開展3D打印與學(xué)科融合的過程中，應(yīng)以項目學(xué)習(xí)的方式進行多學(xué)科融合。我們既可以將3D打印技術(shù)融入學(xué)科教學(xué)，也可以運用多學(xué)科知識協(xié)助完成一個3D打印項目。社團活動中，筆者曾設(shè)計過一個名為“橋”的3D項目式學(xué)習(xí)活動，以“設(shè)計并打印出一座美觀、實用、富有想象力的橋”為活動目標。以興趣小組為單位，先大量收集“橋”的相關(guān)知識，接著組內(nèi)合作設(shè)計出草圖，并利用3D打印筆畫出設(shè)計初稿，再運用3D設(shè)計軟件完成定稿設(shè)計，最后利用3D打印機打印出成品。所有小組完成后舉行一次項目交流會，會上以小組為單位匯報展示自己的作品，介紹設(shè)計理念，分享活動心得。通過活動，學(xué)生既提高了個人能力與思維水平，又培養(yǎng)了合作與競爭意識。

綜上所述，想要實現(xiàn)3D打印技術(shù)與小學(xué)學(xué)科教學(xué)的有效融合，首先需要教師發(fā)現(xiàn)各個學(xué)科中能夠與3D打印技術(shù)進行融合的部分，從此角度出發(fā)，合理利用3D打印技術(shù)，促進教學(xué)的開展。