将3D打印技术应用于小学教学

唐文

[摘 要] 3D打印技术被誉为“第三次工业革命的重要生产工具”，是基于“设计即生产”的基本理念，通过支持学生在学习过程中的深度体验与参与，发展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实践能力。3D打印技术进课堂改变了我国的教育模式，使课堂教学形式变得生动活泼，提高了教学质量和效果。3D打印技术应用于教育，能为教学提供思想、智慧，是与科技相融合的最佳路径，能给学生能量，开发他们的想象力，为学生打开一扇全新的大门，真正做到以学生为主体，以学生为中心，从而培养和提升学生的核心素养。

[关键词] 3D打印技术；小学教学；核心素养

3D打印是一种活动的教育，让学生通过动手操作，使其对3D打印有初步的认知，再由教师带领学生去完成案例，在此基础上，再让学生自由发挥，利用所学的技术去表达自己的创意及想法。3D打印技术应用于教育，能为教学提供思想、智慧，是与科技相融合的最佳路径，能给学生能量，开发他们的想象力，为学生打开一扇全新的大门，真正做到以学生为主体，以学生为中心，从而培养和提升学生核心素养。

3D打印正逐步被推广应用于小学课堂教学，改变我国的课堂教学模式，丰富课堂形式，活跃课堂教学氛围，极大地提高了课堂教学质量和效果。

一、3D打印技术应用于教学的优点

伟大的科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”学生如果对某种事物产生了浓厚的兴趣，自己就会主动去求知，去探索，并在实践的过程中产生愉悦的心情。一些不太优秀的孩子并不是智力跟不上的问题，而是他们对课本上的理论不感兴趣，然而3D打印技术可以让原本枯燥、乏味的课堂变得生动活泼起来，这种技术可以实现“在玩中学”的目的，孩子们不再是在黑板或投影仪下简单地看文字或图形，而是通过观察3D打印成品实物、触摸3D打印成品来感受知识。在设计过程中学生参与进来，通过参与设计、打印成品，孩子触摸到自己设计的成品，体验成功的喜悦。在这个参与的过程中，他将知识融会贯通，将知识深深地印在脑海里，从而爱上科学。

3D打印可以随时将设计图稿转化为成品，使生动直观的教学形式成为可能。3D打印可以培养中小学生的动手操作能力。研究表明，3D打印为学生提供了丰富的“动手实验的经验”。学生使用3D打印机打印物体获得了有目的的直接经验。3D打印将学生脑海中的抽象概念和设计引入现实生活中，对教师教学内容中的抽象概念或科学过程进行了可视化展示，更好地发挥“抽象的经验”在学习中的作用，使学生获得更多的认知体验，提高思维能力，提升核心素养。

二、3D打印技术在小学学科教学中的应用举例

1.小学信息技术学科

3D打印技术势必会提高学生的信息技术水平，通过教师的细心的教学，并加以实践操作。当学生亲手拿到自己设计的打印成品后，内心的喜悦是无法用语言来形容的。这种教学的反复刺激，使学生自己形成内动力，从而真正落实“教师主导、学生主体”的教育理念。

当学生通过大量案例的设计后，再进行创新意识的培养，让孩子们自由发挥想象，将自己脑海中的物体通过3D打印机打印出来，待孩子们有一定基础后，即可带领孩子参加一些比赛项目。

南昌市现代教育技术中心就组织过2次3D打印创意大赛，第一届的主题是设计“眼镜”，造型精美且能佩戴。孩子可以通过对普通眼镜的细心观察，先设计出普通眼镜，再在普通眼镜的基础上进行艺术再加工，打印出成品后进行试戴。反复的试验潜移默化地培养了孩子们细心、耐心等良好习惯，提升学生的核心素养。

2.小学语文学科

例如：在五年级下册《威尼斯的小艇》一课的教学中，除了要了解小艇的构造，还要了解小艇在威尼斯水城中的重要作用。在以往的教学过程中主要是靠学生理解课文。在处理这一教学难点的时候，教师一般是找些相關的图片和视频帮助学生来理解威尼斯小艇的结构和功能。但是运用3D打印技术的话，教师可以给每组同学打印出一艘“真实”的威尼斯小艇供学生课前预习、课上讨论、课后研究。整个教学过程变得生动活泼，充满乐趣，教学效果自然会有很大提升。学生对小艇的构造和小艇在威尼斯水城中的重要作用就有深刻的理解。

3.小学数学学科

在小学一年级上册数学课本中就有有关立体图形的认识，这时的孩子都处于感官学习状态，对所看到的和所触摸到的印象特别深刻。故而通过3D打印技术将所需学具打印出来，供孩子们观察、触摸，既能提高孩子对知识的认识，还能使孩子了解三维知识，从小培养创新思维。

再如，六年级的“圆锥的体积”一课中，学生很难理解：圆锥的体积为什么要用圆柱体积除以3。学生自己画图或者教师利用PPT课件解释说明都无济于事。但是在3D打印技术的帮助支持下，圆锥的体积为什么要用圆柱体积除以3就变得非常容易理解了。课前老师可以让学生打印好等底等高的圆柱容器和圆锥容器，然后再进行装水实验，学生们通过实验就会得出结论。

4.小学英语学科

在英语学科的教学中，老师可以打印一些特定场景、人物供学生进行情境再现，让孩子有种身临其境的感觉，真正做到在玩中学习。老师可以用3D打印机打印出一些与单词相对应的实物给学生观察。这样，有了感性认识做基础，可以从感性认识上升到理性认识，单词的记忆就简单多了，而不是简单地死记硬背单词了。

5.小学科学学科

小学科学学科中有很多教学内容都适合使用3D打印技术来教学，老师可以通过3D打印技术，打印一些非本季节的动植物，让孩子观察、感受动植物模型，从而渗透热爱大自然、亲近大自然、珍爱生命的思想；老师也可以通过3D打印技术，打印一些濒临灭绝的动物，让孩子学会保护自然、珍惜资源、低碳环保的知识。

6.小学美术学科

在小学阶段的美术学科中，教师能够使用打印设备打印出一些课本所需教具，让学生真切地感受艺术带来的冲击。如：四年级下册的“新家园”中，画家园，在城市与乡村，感受人们生活水平的提高，一栋栋的新房子有花园和果园，非常美丽。这时教师可以将提前准备的打印模型拿出来让孩子们观察，并说说自己身边的变化及感受，为接下来的创意设计做好铺垫。

7.小学音乐学科

音乐是一门听觉的艺术，是培养学生全面发展不可缺少的一部分。让孩子拥有艺术鉴别能力是很有必要的。在课上，孩子们势必会接触到很多不一样的乐器，课上教师不可能带着多种乐器让孩子一一接触、了解，教师可以利用3D打印技术打印出一些“迷你乐器”，通过近距离观察器乐模型，让学生们了解乐器的构造，清楚乐器的发声原理，促使孩子们对音乐产生浓厚的兴趣，从而培养全面发展的孩子。

三、影响和发展

面对任何新技术，我们都要以包容开放的心态去接纳。3D打印技术是新事物，有很多问题需要在试验中进行研究，挑战和机遇并存，要转变观念，不断探索创新，使3D打印技术真正服务于教学。

3D打印技术进入小学课堂并不是最核心的价值，核心价值是促进学生思维能力的全面发展，提升学生的核心素养。但是这需要学校、教师、家长等多方面的引导。相信在不久的将来，随着3D打印技术与学科教学进一步融合，3D打印技术将大面积走进中小学课堂。不难想象，3D打印技术将成为课堂教学中不可缺少的辅助教学手段。

参考文献

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责任编辑 李杰杰