3D打印在中小学课堂中的应用探究

文/深圳市盐田高级中学 罗 诚 任春林

随着科技的不断进步，3D打印技术从原先的难以接近慢慢变成了中小学教育中的重要应用方式。3D打印在中小学课堂和教育中存在着很多应用，有着较大的意义。

一、3D打印在中小学课堂中的应用

（一）3D打印可以将抽象理论具体化。将3D打印技术应用到教育中，可以将教科书中学生难以理解的知识点转化为学生能够理解的实体模型，并通过观察实体模型帮助学生理解知识的难点。通过学生亲自动手或者通过教师的前期准备，可以将课本上抽象的模型通过层层打印，充分利用3D打印的特点，将理论模型转化为实物模型，加深学生的理解。

（二）3D打印可以作为学习环境的条件。当学生发现或研究学生会通过老师的思考发现相关的原理和概念，一旦模型完成或快速验证，3D打印是创建学习环境的必要条件。提供快速原型快速完成任务并检查结果。在课堂上，鼓励学生设计各种能够激发他们真正潜力的3D模型。因为老师可能没有足够的时间来回答所有的问题。因此，我们要理性引导学生，创造性地思考并帮助您的学生团队完成高思维板。

（三）3D打印可以有效融进课堂。3D打印随教程设计模式说明而变化。3D打印技术应用于中小学教育，加强师生之间的交流，学生的活动和交流引导学生探索和发现，制造智力冲突，获取知识3D打印技术是促进学生合作学习的学习活动的条件和工具，在“学”的教学模式中，教师起到引导和引导作用。通过这个免费的开发活动，学生对探索新知识和事物的兴趣会有所提升。

二、3D打印在中小课堂应用过程中出现的问题

（一）3D打印相关材料的难以获得。3D打印机现在非常昂贵，虽然很多学校和教育机构都有3D打印机，但是如果要打印高低地形模型，它们并不常见。使用小型3D打印机进行打印需要花费大量时间。特别是当模型很大时，打印机的数量不是很准确，而且有些3D打印机的渲染效果不够准确。而虚拟模型可以通过电脑达到同样的效果。当某些模型打印的材料过多时多重出版资金将超过非资助个人的收益。

（二）应试教育使得素质教育难以开展。中小学应试教育的局限性使得素质教育的推进更加困难。因此，3D打印课程的推广在一定程度上受到了阻碍。学校和学生对3D打印课程不感兴趣，课程专业师资不足是不被推广的关键原因。目前，我国3D打印技术的应用范围还不是很广，并且没有一致的课程要求在中小学教授3D打印技术。

（三）3D打印培训体系不完善。在3D打印的过程中，3D建模和打印技术的推广需要对教师进行更专业的培训。目前，3D打印课程尚无国家标准，部分城市和地区逐步通过发展当地教育办公室来改进培训计划和课程。

三、3D打印的发展策略

（一）政府与学校相结合共同推进。政府应该增加对教育设备的资助，特别是在中学。教育资源等将得到学校与各种企业的合作。建立3D打印实验室等的资金短缺。同时选择型号时教师在使用3D打印时会安排课程，大部分设置时间是由于建模。并且需要很长的时间来选择一个明智的建模软件来产生结果，教学一半的时间。与此同时，在模型的选择上，教师在利用3D打印进行教学时前期所需准备时间较长这主要由于建立模型需要花费很多时间，因此，合理地选择建模软件能达到事半功倍的教学效果。

（二）推广3D打印技术，完善初步体验。当教师在黑板上画一个平面图来解释一个多维和三维的事物时，3D打印机可以用来辅助教学，打印出相应的物理对象，并结合适当的黑板教学，让学生在学习过程中参考物理理解，从而提高教学质量。3D打印课程已在中国部分地区开展。统一标准，结合不同地区的发展，各地区可根据本地区的教学情况和发展情况，编制相应的教材或详细的教学目标。学校也可以根据自己学校的发展情况编写相应的教材。

（三）引进合适的技术人才，积极开展培训活动。此外，还需要开设3D打印技术在课堂教学中应用的教师培训课程。在课程开发过程中，教师可以充分利用项目教学法对学生进行相应的项目教学。该课程分为理论和实践两部分，致力于有意识地培养学生的创新思维和实践能力，从而认识到他们所想的就是他们所学的。基于项目的3D打印课程教学以学生为中心，以项目为导向。让学生体验需求生成、模型设计、实体印刷、评估和改进等一系列过程，体验科技给生产和生活带来的变化，培养学生的实践能力和创新能力。