关于3D打印在中小学教学模式中的探索与研究

郑磊

摘要：3D打印技术作为一门全新的教学课程，将这门技术作为课程加入在中小学生的教学，不仅可以提高学生的创新思维意识，提升学生的动手能力，还能对我国中小学教育产生深远影响，也可以说决定学生以后的学习习惯。现今，大多数中小学教学仍然采用比较传统单一的教学方法固化学生的思维，导致学生的学习积极性不够，创新动手较弱。所以深入分析3D打印在中小学教学模式的应用，对我国中小学教学与实践的结合具有十分重要的意义，本文就此在3D打印技术在中小学教育模式的运用展开粗浅的探讨。

关键词：3D打印;中小学教育;实践教学

引言：

3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一，近几年西方很多发达国家把3D打印技术与教育领域结合在一起，例如在美国，几乎所有的中小学校都开设了关于3D打印的课程，着手于青少年创新意识与动手能力的培养。我国3D打印技术在教育方面的研究应用虽然还处于萌芽阶段，但随着3D打印技术在我国渐渐放低门槛和应用种类的扩增，大众也开始逐渐关注3D打印技术。目前在我国3D打印机已经被投入一些中小学校，尤其在基础教育领域已开始投入教学。

一、传统教学模式的不足

（1）因材施教成为空谈，老师不会因为学生成绩的好坏来改变自己的教学方式;

（2）学生不知道自己要干什么，只能被动听讲;

（3）老师讲得很多，但给学生思考的时间很少;

（4）学生学得不好时，老师容易批评学生，并不能根据学生的实际情况制定方案，采取措施;

（5）教师在课堂上只是完成自己“教”的任务，而不是学生“学”的任务;

（6）学生提问老师只是单一回答问题，很少交流探讨;

二、3D打印技术教学带来的改变

据调查表明，许多在传统教学模式下表现不如意的学生，主要是因为所学的课程实践性小于理论性，学生对学习没有兴趣，传统教育成了应试类教育，但学的东西考试过后很快就忘记了，3D 打印技术则不同，它迎合了学生综合学习与核心素养教育的需要，它可以让课堂不再显得那么单调枯燥生，对于学生有很强的吸引力，首先在触觉学习上，不同于传统教育的是，学生不只是在黑板上单纯的地看概念文字，而是通过三维模型理解核心概念，相比之下能够更容易的吸收、消化知识，使学生更容易记住。

英国著名教师戴夫怀特曾经说过：如果你能抓住学生的想象力，你就能抓住他们的注意力。3D打印强调的是动手能力与学生的创新能力，可以从小培养他们的想象力，教他们如何设计自己的东西，如何动手去做，比起课本上的东西更能提升学生的水平。3D打印技术不仅可以吸引学生的学习的注意力，提高学习兴趣，还可以通过探讨如何解决学习问题，让学生去应用与验证书本上所获取的知识获得新的概念与认知。3D打印教学与传统教学的最大区别在于给学生更多的自主学习机会，学生就可以通过自主学习学会如何独立思考问题，从而活跃思维，让学习变得不再那么枯燥无味，在课堂上，教师就不再单单只是完成教学任务，而是更多的引导学生交流合作，然后对于那些基础较差的学生要合理帮助引导，在课下，学生 也会用更多的时间去交流了，在课外查找资料，做自己想做的东西。

3D打印教學课也可以改变师生关系，老师不再是决策者，而是引导学生思考学习的启发者，学生也不再对知识被动地接受，而是对知识的探讨和思考，让学生变成主动学习。

三、3D打印技术如何和中小学教学有效结合

（1）开设3D打印选修课，普及3D打印技术。在课堂上设立简单的3D打印课程，介绍3D打印技术本身。专门针对中小学生，选择一些简单的模型作为课程教育工具，比如下面这样的简单模型，成型时间控制在一小时以内;

（2）以老师为目标对象的教学工具打印，是老师们快速制作合适教具的绝佳方式;如：生物课，可以通过3D打印还原身体各器官的组织结构来帮助学生观察和学习;化学课，3D打印一些复杂的分子结构便于学生的观察学习;历史课，3D打印还原一些古代的文物和重要事件的器物来帮助学生理解历史真相;地理课，可以通过3D打印技术来复制一些独特的地质面貌，研究各种复杂特殊的地形与人文知识，更加生动直观。

（3）课堂内容需要更趣味化一点。游戏是孩童的天生所喜爱的，特别是年龄较小的时候，对什么事物都充满好奇，当把3D打印设备所学知识和软件学习作为科普演讲时，很难不吸引他们的注意。

（4）课堂内容需要拓展思维，例如3D打印需要分层累加，我们就可以引导学生，教导他们做事情要有条理性，做事情要一步一步慢慢来做，不同类型的事情要分阶段来执行，教学就不仅只是教授知识，还暗含着做人做事的道理。

（5）更多任务性的指引，以班级为对象的教课过程，需要分组进行，课堂相对好管理。那么每一个小组的工作需要连贯性，孩子们对完成任务获得奖励有天生的吸引，所以通过组团完成任务，达到共同目标，暗含着团队协作、领导力判断等因素，真正素质教育的结合体。

（6）在也有专门为中小学生开发3D打印的软件，3D One，为中小学生素质教育而开发设计的3D设计软件，软件比较简洁，容易上手，基本上能满足中小学生教学需要。

四、结束语

3D打印技术不仅能促进教育的发展，反过来也可以促进3D打印技术的发展以便于更好的服务人们。两者之间的相互促进也印证了这项技新术巨大的发展前景，“激发创造力、重在体验性”是教育领域信息技术课程改革的核心理念，让学生在新的体验中培养创造力和享受学习的乐趣。不论是3D打印教学课程，还是利用3D进行教学提升，都可以引导学生独立思考与自主设计能力，同时学生经过对3D打印的学习教学模式的适应学习，那么这将对他们以后的学习习惯与学习方法有所帮助，这对学生的成长有积极的作用，随着我国教育事业的不断发展，教育改革也会随之推出，优化教学方法，提高学习效率，这将对我国教育产生重大影响。

参考文献：

[1]王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前景分析[J].中国高新技术企业，2012 （26）：3-5.

[2]李小丽，马剑雄，李萍，陈琪，周伟民.3D打印技术及应用趋势[J].自动化仪表，2014，35 （01）：1-5.

[3]王忠宏，李扬帆，张曼茵.中国3D打印产业的现状及发展思路[J].经济纵横，2013 （01）：90-93.