學(xué)科教學(xué)中3D打印技術(shù)的運(yùn)用研究

吳曉霞

摘 要：文章主要從學(xué)校教學(xué)及3D打印技術(shù)的發(fā)展著手，分析3D打印技術(shù)在學(xué)校教學(xué)中的作用，并探討3D打印技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用方法與策略，為教師的教學(xué)工作提供支持與參考。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；學(xué)科教學(xué)；創(chuàng)新教學(xué)；運(yùn)用研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G623.58 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-3561（2017）05-0080-01

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)以其“設(shè)計(jì)即生產(chǎn)”的理念迅速發(fā)展起來(lái)，并且逐漸走進(jìn)教育領(lǐng)域。在各學(xué)科教學(xué)中積極運(yùn)用3D打印技術(shù)不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和跨學(xué)科思維，同時(shí)也有助于提升學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。

一、3D打印在學(xué)校教學(xué)中的作用

（1）提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。3D打印技術(shù)是以計(jì)算機(jī)軟件生成的或通過(guò)實(shí)體掃描獲得的數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀的金屬或塑料等具有粘合性的材料，通過(guò)“積層造型法”逐層打印出實(shí)物的技術(shù)。這門(mén)新的技術(shù)在課堂上同樣也能夠激發(fā)學(xué)生們濃厚的興趣。通過(guò)3D打印，課本上的二維知識(shí)能夠快速轉(zhuǎn)化為三維的實(shí)物，3D打印本身的功能特性和新穎性以及對(duì)學(xué)習(xí)的支持作用都能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的積極性與主動(dòng)性。通過(guò)將3D打印技術(shù)引入課堂，學(xué)生們可以將自己的想法與構(gòu)思呈現(xiàn)出來(lái)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，還加深了對(duì)知識(shí)的理解與記憶，這樣的良性循環(huán)會(huì)不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，積極地投入到學(xué)習(xí)之中。

（2）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。3D打印技術(shù)為學(xué)生提供了一個(gè)自由發(fā)揮想象力的平臺(tái)，學(xué)生們可以通過(guò)3D打印技術(shù)將很多課本上摸不著的東西變?yōu)閷?shí)物，能夠?qū)W(xué)生腦子里很多靈光一現(xiàn)的想法捕捉下來(lái)。在3D打印技術(shù)的支持下，學(xué)生可以將更多的時(shí)間與精力投入到設(shè)計(jì)與創(chuàng)新環(huán)節(jié)，通過(guò)自身的理解與想象，結(jié)合課本上的知識(shí)進(jìn)行舉一反三，將理論概念轉(zhuǎn)化為實(shí)物與親身體驗(yàn)?？梢哉f(shuō)3D打印技術(shù)引入學(xué)校教學(xué)中，極大地促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力和思維能力的提高，學(xué)生們可以參與創(chuàng)新設(shè)計(jì)，盡情發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，將創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)貫穿于學(xué)習(xí)活動(dòng)之中，最終打印出具有個(gè)人特色的作品，學(xué)習(xí)到課本上體驗(yàn)不到的知識(shí)。

（3）幫助教師探索新的教學(xué)方法。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師只能通過(guò)口頭講述的方式來(lái)為學(xué)生講解知識(shí)，即使是多媒體技術(shù)和設(shè)備非常發(fā)達(dá)的現(xiàn)在，教師們也只能通過(guò)音頻和視頻使得教學(xué)更加生動(dòng)真實(shí)，但由于學(xué)生的閱歷有限，理解能力不足，對(duì)知識(shí)掌握得還是不夠好。有了3D打印技術(shù)之后，教師就能夠?qū)⑷碌摹绑w驗(yàn)式教育”實(shí)施到課堂之中，將以前課本上那些看不見(jiàn)摸不著，或是難以想象出來(lái)的知識(shí)點(diǎn)打印成三維實(shí)物，讓學(xué)生通過(guò)自己的眼睛與雙手去體驗(yàn)，去觸碰。以學(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)方式，教師將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，幫助學(xué)生去感受最真實(shí)最具體的理論概念與知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生更容易理解知識(shí)的內(nèi)涵與意義。

二、3D打印在學(xué)校各學(xué)科的應(yīng)用

（1）在科學(xué)學(xué)科中的運(yùn)用?？茖W(xué)課程主要涉及一些簡(jiǎn)單的生物、物理和地理知識(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)這些自然科學(xué)知識(shí)的時(shí)候，對(duì)于宏觀的知識(shí)理解起來(lái)還較為容易，但對(duì)于一些微觀知識(shí)和抽象知識(shí)，如“運(yùn)動(dòng)與力”“地球運(yùn)動(dòng)”等無(wú)法理解，也無(wú)法想象出其真實(shí)的狀態(tài)。這時(shí)3D打印技術(shù)就可以派上用場(chǎng)了，對(duì)學(xué)生們難以理解的知識(shí)，可以用3D打印技術(shù)將其還原出來(lái)。例如，在講解地球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，就可以通過(guò)3D打印技術(shù)將地球打印出來(lái)，讓學(xué)生感受地球的形狀、海陸分布；在講解地球的地貌地勢(shì)時(shí)，可以將地球進(jìn)行局部打印，讓學(xué)生足不出戶(hù)就能感受地球上的山脈、河流、沙漠、原野等。學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解會(huì)更加透徹，記憶也會(huì)更加深刻。

（2）在數(shù)學(xué)學(xué)科中的運(yùn)用。數(shù)學(xué)一直是教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，數(shù)學(xué)中包含了太多抽象知識(shí)與概念，同時(shí)也涉及到大量的圖形與圖像，這對(duì)于學(xué)生和教師無(wú)疑是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師可以運(yùn)用3D打印技術(shù)將很多抽象的概念與知識(shí)點(diǎn)具象化。例如，在數(shù)學(xué)教學(xué)中會(huì)涉及一些立體幾何的知識(shí)，常見(jiàn)的就是在紙上畫(huà)出一堆堆積起來(lái)小方塊，讓學(xué)生去數(shù)有多少個(gè)面。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往采用畫(huà)三視圖分解或者用削蘿卜、捏橡皮泥等方式來(lái)幫助學(xué)生理解。這樣的方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，取得的效果也不理想，而3D打印則能夠輕松解決這些問(wèn)題，在數(shù)學(xué)教學(xué)中節(jié)省師生的時(shí)間，提升教學(xué)效果。

（3）在語(yǔ)文和英語(yǔ)學(xué)科中的應(yīng)用。語(yǔ)文和英語(yǔ)學(xué)科，往往需要學(xué)生結(jié)合實(shí)物來(lái)理解其中的含義與意境。例如，在語(yǔ)文教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)常會(huì)學(xué)到一些寫(xiě)景詠物的詩(shī)詞，這些詩(shī)詞具有意境美，而學(xué)生理解起來(lái)甚是費(fèi)力，通過(guò)3D打印就可以將作者所描述的意境進(jìn)行真實(shí)還原，幫助學(xué)生理解詩(shī)詞內(nèi)容。例如，在學(xué)習(xí)《盧溝橋的獅子》《趙州橋》等課文時(shí)也可以通過(guò)3D打印來(lái)提高教學(xué)效率。在英語(yǔ)學(xué)習(xí)中，通過(guò)3D打印，學(xué)生可以了解中外文化差異，記憶單詞會(huì)更加牢固。

三、結(jié)束語(yǔ)

目前，3D打印受到了各個(gè)領(lǐng)域的高度重視。雖然3D打印技術(shù)引入學(xué)校教學(xué)中還存在著很多困難，但其帶來(lái)的好處是不可估量的。3D打印技術(shù)的運(yùn)用，需要學(xué)校與師生的支持，使其充分發(fā)揮作用，為教育事業(yè)的發(fā)展提供動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷玲.小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)如何利用3D打印技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生的空間感[J].西部素質(zhì)教育，2016（13）.

[2]王夢(mèng)潔.英國(guó)小學(xué)課堂引進(jìn)3D打印技術(shù)項(xiàng)目[J].世界教育信息，2013（22）.