3Ｄ打印技术在中学教学中的应用与探究

1、    3打印技术在中学教学中的应用与探究    侯东秀摘 要：3d打印技术应用在中学学科教学中是教学改革的一大创新。目前，在大多数学校中，3d打印技术依然停留在教技术的层面上，而理想状态是把3d打印技术与学科教学相结合，提高学生的学习兴趣、培养他们的动手能力、创新能力和空间思维能力。让教师将课本上的将知识形象化、将内容立体化，有利于开展更加生动形象的教学新模式，激发学生学习的积极性，最终提高教育教学质量。关键词：3d打印技术 学科教学 教育新模式3d打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用金属或者塑料等材料，通过逐层打印的方式来构造实物模型的技术。3d

2、打印技术引入中学教育可以提高学生的创新能力和创新思想，因此，各国政府都对3d打印技术引进课程非常重视。由于上级的重视，近年来，3d打印技术井喷式地进入了中小学课堂。在未来，3d打印技术在学科教育上的应用将进一步扩大，这将是一种潮流、势不可挡！一、3d打印技术在教学中应用的优势在我国，很多学校开设了集三维设计与3d打印于一体的课程，这类课程让抽象的实物立体化，这就激发了学生产生一个想法，能不能将3d打印技术与语文、数学、物理、生物等多学科相融合，使复杂知识形象化，促进他们的理解。3d打印技术在教学中应用的主要优势有以下几点：（1）学生可以对某些科学现象或科学过程进行可视化观察，鼓励学生动手实践，

3、培养学生的创新意识，激发学生潜能;（2）通过3d打印技术实现视觉和触觉的结合，不同于简单的阅读文本和图像。 这就为学生建立了新的学习渠道，加深了他们对知识的理解和记忆，并激发了他们进行深入学习的热情;（3）通过简单的建模软件的学习，拓展了学生的空间思维能力，也方便了以后对专业建模软件的学习。1二、3d打印技术在教学活动中的具体应用1.3d打印技术在语文学科中的应用在初中语文人民大会堂一课的教学。人民大会堂的结构非常复杂。在过去，教学主要依靠学生对课文的理解来把握课文的内容。他们用图片和视频来帮助学生了解人民大会堂的结构与功能。利用3d打印技术可以更形象地展示人民大会堂的内部结构;利用3d打印技

4、术，教师可以打印出一个“真实”的“人民大会堂”，供学生观察、讨论、研究，这样教学过程将变得生动、富有乐趣，教学效率自然会大大提高。22.3d打印技术在数学学科中的应用数学中的立体几何对学生来说常常是困难的。过去，在这部分教学中，教师大多使用爆炸图，或者利用泥巴模型的方法来帮助学生理解几何的变化。准备这些教具花费很多时间，但效果并不理想。利用3d打印技术，教师可以轻松地为学生打印出所需的几何图形，并根据需要进行实际的切割或其他改变。这种教学方法易被学生且事半功倍。例如，当一个圆柱被斜切时，横截面是什么？通过画图的方式很难理解。利用3d打印技术，这个问题将变得很简单。学生可以在3d打印的实物上建立

5、一个斜面，相当于一个“斜切面”，然后在截面上进行进一步的测量和计算，得出自己的结论，这样一个数学问题就简单地被解决。3.3d打印技术在物理学科中的应用在物理学科中可以利用3d打印技术的理念来开展教学的活动有物态变化章节和光现象章节。物理状态变化一章主要包括温度、熔化与凝固、汽化与液化、升华与凝华这四部分，要用四节课讲完。在教育教学过程中，学生可以通过学习3d打印技术的原理和材料特性，了解3d打印是通过材料的熔化和凝固来构建实物。3d打印技术这一课教学中的好处有以下几点：（1）教学过程更简单，只要一节3d打印课就可以学完熔化和凝固的知识;（2）理论知识与科学技术相结合，让学生明白理论是科技进步的

6、基石;（3）使课堂更生动有趣，体现了“以学生为本”的教育教学理念;（4） 通过观察3d打印机的操作过程，可以更有效地完成熔化和凝固概念的学习。4.3d打印技术在生物学科中的应用在生物教学中，老师通常会用生物模型来教学，让学生更好地理解所学的知识。分析现有资料显示，许多现有的生物模型缺乏立体感和完整性，并且会有科学错误、结构表征不当等问题，这都是不利于生物学教学的，甚至会误导学生形成错误的生物概念。利用3d打印技术开展生物模型构建活动，然后将3d打印的生物模型利用在生物教学中，这在培养学生的模型构建能力和科学思维能力的同时，也开发出适合中学生物教学的3d打印生物模型。5.3d打印技术在信息技术学

7、科中的应用计算机硬件知识和计算机装配一直是信息技术学科教学的难点之一。在一些硬件条件薄弱的学校，教师只能使用少量的设备给学生进行集体演示与观察。学生很难直接接触到网卡、主板、cpu和内存模块等，他们所获得的知识往往是模糊的。随着3d打印技术的出现，这些配件可以按1：1的比例打印出来，分发给每個学生，满足学生近距离观察、接触和组装的愿望。三、3d打印技术教学实践中的问题和建议3d打印技术拓宽了人们的感觉和知觉，促进了人们思维能力的进一步发展，它与教学的整合势在必行。目前，3d打印技术在教学实践中存在许多问题。为了更好地在中学学科教学中融入3d打印技术，个人将提出以下建议。1.3d打印机是教学科研的基础设备，学校应该安装配套的3d打印机，如果教学和资金条件允许，还可以安装配备的外围设备，如3d扫描仪等。2.编辑规范化的3d打印教材。据搜索表明，关于3d打印技术方面的书籍不多，适用于中学生使用的更少，因此，编写适合中学生使用的3d打印技术教材迫在眉睫，然而，学校也可以编写符合自己教学要求的教材。3.对各科教师培训3d打印技术。3d打印技术与各学科的融合就需要各科教师都掌握3d打印技术，以便在教学中使用。在培训过程中，除了培训相