学科教学中3D打印技术的运用研究

吴晓霞

摘 要：文章主要从学校教学及3D打印技术的发展着手，分析3D打印技术在学校教学中的作用，并探讨3D打印技术在教学中的应用方法与策略，为教师的教学工作提供支持与参考。

关键词：3D打印技术；学科教学；创新教学；运用研究

中图分类号：G623.58 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2017）05-0080-01

随着科学技术的发展，3D打印技术以其“设计即生产”的理念迅速发展起来，并且逐渐走进教育领域。在各学科教学中积极运用3D打印技术不仅有利于培养学生的创造性思维和跨学科思维，同时也有助于提升学生的动手能力和实践能力。

一、3D打印在学校教学中的作用

（1）提高学生主动学习的积极性。3D打印技术是以计算机软件生成的或通过实体扫描获得的数字模型文件为基础，运用粉末状的金属或塑料等具有粘合性的材料，通过“积层造型法”逐层打印出实物的技术。这门新的技术在课堂上同样也能够激发学生们浓厚的兴趣。通过3D打印，课本上的二维知识能够快速转化为三维的实物，3D打印本身的功能特性和新颖性以及对学习的支持作用都能够激发学生的好奇心和学习兴趣，提高学生的积极性与主动性。通过将3D打印技术引入课堂，学生们可以将自己的想法与构思呈现出来，不仅培养了学生的动手能力，还加深了对知识的理解与记忆，这样的良性循环会不断激发学生的学习热情，积极地投入到学习之中。

（2）培养学生的创新思维能力。3D打印技术为学生提供了一个自由发挥想象力的平台，学生们可以通过3D打印技术将很多课本上摸不着的东西变为实物，能够将学生脑子里很多灵光一现的想法捕捉下来。在3D打印技术的支持下，学生可以将更多的时间与精力投入到设计与创新环节，通过自身的理解与想象，结合课本上的知识进行举一反三，将理论概念转化为实物与亲身体验。可以说3D打印技术引入学校教学中，极大地促进了学生创新能力和思维能力的提高，学生们可以参与创新设计，尽情发挥自己的想象力和创造力，将创新思维能力培养贯穿于学习活动之中，最终打印出具有个人特色的作品，学习到课本上体验不到的知识。

（3）帮助教师探索新的教学方法。在传统的教学中，教师只能通过口头讲述的方式来为学生讲解知识，即使是多媒体技术和设备非常发达的现在，教师们也只能通过音频和视频使得教学更加生动真实，但由于学生的阅历有限，理解能力不足，对知识掌握得还是不够好。有了3D打印技术之后，教师就能够将全新的“体验式教育”实施到课堂之中，将以前课本上那些看不见摸不着，或是难以想象出来的知识点打印成三维实物，让学生通过自己的眼睛与双手去体验，去触碰。以学生为主导的教学方式，教师将学习的主动权交给学生，帮助学生去感受最真实最具体的理论概念与知识点，让学生更容易理解知识的内涵与意义。

二、3D打印在学校各学科的应用

（1）在科学学科中的运用。科学课程主要涉及一些简单的生物、物理和地理知识，学生在学习这些自然科学知识的时候，对于宏观的知识理解起来还较为容易，但对于一些微观知识和抽象知识，如“运动与力”“地球运动”等无法理解，也无法想象出其真实的状态。这时3D打印技术就可以派上用场了，对学生们难以理解的知识，可以用3D打印技術将其还原出来。例如，在讲解地球的运动状态时，就可以通过3D打印技术将地球打印出来，让学生感受地球的形状、海陆分布；在讲解地球的地貌地势时，可以将地球进行局部打印，让学生足不出户就能感受地球上的山脉、河流、沙漠、原野等。学生对知识的理解会更加透彻，记忆也会更加深刻。

（2）在数学学科中的运用。数学一直是教学重点与难点，数学中包含了太多抽象知识与概念，同时也涉及到大量的图形与图像，这对于学生和教师无疑是一项严峻的挑战。在数学教学过程中，教师可以运用3D打印技术将很多抽象的概念与知识点具象化。例如，在数学教学中会涉及一些立体几何的知识，常见的就是在纸上画出一堆堆积起来小方块，让学生去数有多少个面。在传统教学中，教师往往采用画三视图分解或者用削萝卜、捏橡皮泥等方式来帮助学生理解。这样的方法不仅费时费力，取得的效果也不理想，而3D打印则能够轻松解决这些问题，在数学教学中节省师生的时间，提升教学效果。

（3）在语文和英语学科中的应用。语文和英语学科，往往需要学生结合实物来理解其中的含义与意境。例如，在语文教学中，学生经常会学到一些写景咏物的诗词，这些诗词具有意境美，而学生理解起来甚是费力，通过3D打印就可以将作者所描述的意境进行真实还原，帮助学生理解诗词内容。例如，在学习《卢沟桥的狮子》《赵州桥》等课文时也可以通过3D打印来提高教学效率。在英语学习中，通过3D打印，学生可以了解中外文化差异，记忆单词会更加牢固。

三、结束语

目前，3D打印受到了各个领域的高度重视。虽然3D打印技术引入学校教学中还存在着很多困难，但其带来的好处是不可估量的。3D打印技术的运用，需要学校与师生的支持，使其充分发挥作用，为教育事业的发展提供动力。

参考文献：

[1]雷玲.小学数学教学如何利用3D打印技术培养学生的空间感[J].西部素质教育，2016（13）.

[2]王梦洁.英国小学课堂引进3D打印技术项目[J].世界教育信息，2013（22）.