3D打印技术与小学学科教学有效融合初探

郝社礼 叶俊

利用3D打印技术开展教学，对小学阶段的学生有较为重要的影响。在利用3D打印技术进行教学时，教师不仅要注重知识的传授，还要注重培养学生的能力，为学生未来的发展打下坚实的基础。本文从3D打印技术与小学学科教学融合这一角度出发，对如何有效实现教学改革进行了分析。

一、在小学开展3D打印教学对学科教学的积极意义

1.有利于改善学生的学习态度

小学生年龄较小，缺乏耐性，在课堂教学中容易产生抵触心理，不愿意配合教师开展工作。而3D打印技术与教学的有效融合能够充分改变这一现状，3D打印技术能够将学生无法想象和理解的事物以较为直观的形式展现在他们面前，教师还可以试着让学生操作，让学生将自己的想法以3D形式呈现出来，增强学习兴趣。

2.有利于锻炼学生的空间思维与创造性思维

小學生的思维模式是从直观形象思维逐渐过渡到抽象逻辑思维。他们对图形的认识源于对现实原型的观察，所以教师在教学中要从生活原型出发，利用3D软件构建出三维模型，打印实物，把知识内容与空间结构统一起来，建立几何概念，从而培养学生的空间观念。另外，3D打印技术在课堂中的合理应用能让学生的想法快速变成现实，例如用3D打印笔就可以随时快速地画出立体图形，学生在学习中不受条条框框的约束，创新思维能力就会获得更好的发展。

3.有利于改善教学模式

部分教师会单纯从成绩的角度出发，一味给学生灌输知识，而忽视了学生的想法。久而久之，学生的学习热情降低，教师的教学效率也随之降低。3D打印技术与小学学科教学之间的融合很大程度上改变了这一现状，在利用该技术开展教学时，教师不仅会丰富课堂教学内容，还会增加与学生间的互动，将主动权交给学生。

二、3D打印技术与小学学科教学的有效融合

1.3D打印与科学学科的有效融合

在小学学科教学中，应用3D打印技术最多的是科学学科，因为大部分小学生的认知能力有限，对很多事物都没有较为明确的概念，教师需要利用3D打印技术将抽象事物具体化呈现在学生面前。以“地球的运动”教学为例，即使听了教师的讲解，很多小学生还是不知道地球是如何转动的，更不知道地球与太阳之间是怎样的关系。为此，教师可以利用3D打印技术对太阳的公转及地球的自转进行模拟，让学生通过直观的画面了解理论知识，从而加深对该知识的理解。

2.3D打印与数学学科的有效融合

数学是小学阶段难度较大的一门学科，很多学生思维能力不足、空间想象力不够。为改善这一现状，教师需要重视3D打印技术与数学教学内容之间的融合，尤其在对立体几何部分进行教学时，教师可以利用3D打印技术打印出各种形状的立体图形，使学生通过直观的观察形成属于自己的数学思维。以“长方体和正方体”教学为例，学生都能说出一两个平时生活中常见的长方体或正方体物品，但是让学生动手画的时候，很多学生却因为空间想象能力不够而画不出来。对此，教师可以利用3D打印技术直接打印出实物，让学生直观地看到长方体或正方体是如何形成的，还可以在3D软件中展示立体图形的透视效果，再让学生通过模仿进行绘画，培养其空间思维。

3.3D打印与语言类学科的有效融合

语言类学科教学中会涉及一些名胜古迹，有些是国内的著名建筑，有些是国外的著名景点，单纯通过教材中的图片去了解，学生无法感受其震撼。教师可以利用3D打印技术对其进行打印，让学生可以更加直观地感受到这些古老建筑的气势，感受到课文中所描写的意境。以语文课文“赵州桥”教学为例，教师可以将课文中描述建筑物的片段与3D图形相结合，让学生看到其构造，并了解它是如何形成的。英语教学中也总会涉及一些著名建筑物，如自由女神像、埃菲尔铁塔等，教师可以利用3D打印技术构建出对应的建筑，甚至还能打印出我们身边常见的建筑，将其与这些著名建筑进行对比，让学生感受到其中的精妙，增强学习兴趣。

4.3D打印与多学科进行有效融合

在开展3D打印与学科融合的过程中，应以项目学习的方式进行多学科融合。我们既可以将3D打印技术融入学科教学，也可以运用多学科知识协助完成一个3D打印项目。社团活动中，笔者曾设计过一个名为“桥”的3D项目式学习活动，以“设计并打印出一座美观、实用、富有想象力的桥”为活动目标。以兴趣小组为单位，先大量收集“桥”的相关知识，接着组内合作设计出草图，并利用3D打印笔画出设计初稿，再运用3D设计软件完成定稿设计，最后利用3D打印机打印出成品。所有小组完成后举行一次项目交流会，会上以小组为单位汇报展示自己的作品，介绍设计理念，分享活动心得。通过活动，学生既提高了个人能力与思维水平，又培养了合作与竞争意识。

综上所述，想要实现3D打印技术与小学学科教学的有效融合，首先需要教师发现各个学科中能够与3D打印技术进行融合的部分，从此角度出发，合理利用3D打印技术，促进教学的开展。