3D打印技术在中小学教学中的应用研究.doc

3D打印技术在中小学教学中的应用研究摘要:近些年来，3D打印技术逐渐走进了人们的生活之中，受到越来越多的关注，目前由于此项技术可在短时间内制造出各种物件，被广泛的应用于航空、医学等等领域。而且，随着技术越来越成熟，在教育行业也在逐渐的被普及起来，本文将对3D技术在教育行业中的应用进行分析，并对目前在教育行业中存在的问题进行探讨，为此项技术在教育行业更好的发展提供借鉴意义。 关键词：3D打印技术；中小学教育；应用研究引言现如今，3D打印技术在教育行业逐渐被广泛的应用，英国教育部已经实现了大约1年的试点应用，将3D打印技术应用到各个学科体系之中，已经取得了不错的效果，极大的增加了对于3D技术在教育行业应用的信心。本文将首先介绍3D打印技术的概念，在通过中小学各个学科教育中的实际应用，来探究3D打印技术在教育行业中对于应用问题，最后再指出3D打印技术目前存在的问题，提供借鉴意义。二、3D打印技术在教育行业的应用（一）数学学科在数学学科的领域中，在学习几何立体图案的主视图、侧视图和俯视图时，对于较为复杂的几何立体时，很多中小学生在想象时，较为抽象，脑海中的空间思维能力相对较弱，缺乏具体的实物来模拟，很多教师也很难对同学之间产生共鸣。有了3D打印技术，老师们可以很方便、很快捷的打印出所需要的几何体，展示在中小学生们的面前，将图案分别从正面、侧面、俯面进行观看，十分直观的实现了在此章节的教学工作。除此之外，比如一个复杂的几何体，被横切后，出现什么样的图案，在3D打印技术的帮助之下，也可以迎刃而解。（二）物理学科在学习力学的章节时，很多的机械模型在进行受力分析时，学生们很难在大脑中呈现出每一个时刻的受力状况，比如：横摆运动、转动带受力分析等等，有了3D打印机之后，老师打印出机械的模型，并对机械模型的受力进行分析，十分形象的展现每一时刻的受力状况，在教学方面，大大的降低了难度，让学生们更加形象的得到理解。（三）地理学科在学习地理学科时，很多学生搞不懂太阳、月亮及地球之间的转动关系，不明白自转与公转运动，脑海中没有清晰的认识，学生们理解起来相对比较困难，老师们可以用3D打印机将其打印出来，比例得到一定的缩小，老师们可以更加形象的通过调整三者之间的位置，来描绘自转和公转运动的情况，大大的降低了教学难度，使得学生们可以更加方便的理解。（四）历史考古学科老师在讲解历史各个朝代工艺品时，未来能够用个清晰的认识，老师们可以使用3D打印机进行制作，比如：西周时期的鼎、西汉时期的竹简、清代时期的青花瓷等等，可以丰富学生们的阅历，增加对历史文物的了解。（五）生物医学科在学习生物医学类的知识时，对很多人体器官的构造在理解起来，有一定难度，比如：细胞的结构、体内循环系统、皮脂的结构、脑部结构等等，在理解起来有一定的难度，像上面的内容，可以用3D打印技术很好的实现，使教学变得相对容易，可以将这些结构以放大的比例进行打印，展现在学生们面前，可以更加详细的了解。（六）航空类学科 在航空类的教学中，对于飞机的构造，学生们可能很难去理解，飞机的启动和落地的流程也很难形成记忆，有了3D打印机，这些问题都可以解决。以缩小的比例打印出飞机，老师模拟演示操控飞机的起飞和落地的过程，有利于学生们更好的形成记忆，使学生们的对飞机的构造及动力系统了解的更加深刻。三、3D打印技术的局限性（一）在教育行业推广有限，应用较少3D打印技术在我国国内的各大中小学校中实践案例较少，实际运用3D打印技术来教学的较少，同时此类的期刊论文研究也相对较少，不少的学校领导对此技术心存顾虑，整体的在教育行业推广较少，缺乏成功的案例实践。（二）成本相对较高由于3D打印机属于稀缺类型的物件，而且科技含量相对较高，处于进入市场的初期阶段，价格处以“新贵”的姿态，普通大众在接受起来相对困难。不过，随着技术的进步，听说小型桌面的3D打印机大概售价低到一万以下，但成品率不能保证百分之百，在制作质量和工艺水准上存在一定的误差。（三）使用材料种类有限在使用3D打印机时，需要使用与之相符合的材料，各种材料种类有限，能够应用于3D打印的材料还非常单一，以塑料为主，并且打印机对单一材料也非常挑剔。且在采购起来，存在一定的困难，同时采购材料还存在着一定的成本，对各个学校来说，又是额外支付的一笔成本，加重了成本的负担。（四）产品强度问题在教学工作中，对于打印出来的仅用于观看的小物件产品，仅用于观看，在磨损及使用上不会造成太大伤害，倘若打印出来的产品时大物件，而且需要长时间的进行使用和模拟，那么物件的强度也是一个很大的问题，产品的强度有效期大概多久，能够使用多长时间，是每一个学校在购买3D打印机时的重要考虑因素。（五）产权保护及税务问题 如果3D打印技术流放到教育行业之后，必然的会产生很多的模仿者和创新者，这就需要实现知识产权的保护，同时，由于货物的制造均是打印出来的，非真正的商品价值，在税务征收方面存在一定的问题，传统的征税模式将无法适应。4、 结论 毋庸置疑，3D打印技术对于中小学的教育行业起到了巨大的作用，可以极大的激发学生们的学习兴趣，同时还能够降低教师的教学困难，增加了课堂的创新精神，但是，由于目前国内在此技术的应用上，确实还存在着局限性，需要逐一克服，实现更广泛的推广。同时，在技术应用上，厂家需要更多的站在市场的角度来思考问题，得到政府相关部门的扶持，充分的迎合市场，才能够更加广泛的得到推广。相信未来5年内，3D打印技术会逐渐的走向成熟，逐渐的走进每一个人的生活之中。参考文献：1.李昕,3D打印技术及其应用综述.凿岩机械气动工具,2014(04):第36-41页.2.刘金畅,3D打印技术以及应用趋势.计算机工程应用技术,2014(34):8315-8316.3.王雪莹,3D打印技术与产业的发展及前景分析.中国高新技术企业,2012(26):第3-5页.4.花燕锋,张龙革,3D打印技术在教育中的应用研究.中小学电教,2014(06):第16-18页.5.童宇阳,3D打印技术在中小学教学中的应用研究