關于3D打印在中小學教學模式中的探索與研究

鄭磊

摘要：3D打印技術作為一門全新的教學課程，將這門技術作為課程加入在中小學生的教學，不僅可以提高學生的創新思維意識，提升學生的動手能力，還能對我國中小學教育產生深遠影響，也可以說決定學生以后的學習習慣。現今，大多數中小學教學仍然采用比較傳統單一的教學方法固化學生的思維，導致學生的學習積極性不夠，創新動手較弱。所以深入分析3D打印在中小學教學模式的應用，對我國中小學教學與實踐的結合具有十分重要的意義，本文就此在3D打印技術在中小學教育模式的運用展開粗淺的探討。

關鍵詞：3D打印;中小學教育;實踐教學

引言：

3D打印技術作為第三次工業革命的重要標志之一，近幾年西方很多發達國家把3D打印技術與教育領域結合在一起，例如在美國，幾乎所有的中小學校都開設了關于3D打印的課程，著手于青少年創新意識與動手能力的培養。我國3D打印技術在教育方面的研究應用雖然還處于萌芽階段，但隨著3D打印技術在我國漸漸放低門檻和應用種類的擴增，大眾也開始逐漸關注3D打印技術。目前在我國3D打印機已經被投入一些中小學校，尤其在基礎教育領域已開始投入教學。

一、傳統教學模式的不足

（1）因材施教成為空談，老師不會因為學生成績的好壞來改變自己的教學方式;

（2）學生不知道自己要干什么，只能被動聽講;

（3）老師講得很多，但給學生思考的時間很少;

（4）學生學得不好時，老師容易批評學生，并不能根據學生的實際情況制定方案，采取措施;

（5）教師在課堂上只是完成自己“教”的任務，而不是學生“學”的任務;

（6）學生提問老師只是單一回答問題，很少交流探討;

二、3D打印技術教學帶來的改變

據調查表明，許多在傳統教學模式下表現不如意的學生，主要是因為所學的課程實踐性小于理論性，學生對學習沒有興趣，傳統教育成了應試類教育，但學的東西考試過后很快就忘記了，3D 打印技術則不同，它迎合了學生綜合學習與核心素養教育的需要，它可以讓課堂不再顯得那么單調枯燥生，對于學生有很強的吸引力，首先在觸覺學習上，不同于傳統教育的是，學生不只是在黑板上單純的地看概念文字，而是通過三維模型理解核心概念，相比之下能夠更容易的吸收、消化知識，使學生更容易記住。

英國著名教師戴夫懷特曾經說過：如果你能抓住學生的想象力，你就能抓住他們的注意力。3D打印強調的是動手能力與學生的創新能力，可以從小培養他們的想象力，教他們如何設計自己的東西，如何動手去做，比起課本上的東西更能提升學生的水平。3D打印技術不僅可以吸引學生的學習的注意力，提高學習興趣，還可以通過探討如何解決學習問題，讓學生去應用與驗證書本上所獲取的知識獲得新的概念與認知。3D打印教學與傳統教學的最大區別在于給學生更多的自主學習機會，學生就可以通過自主學習學會如何獨立思考問題，從而活躍思維，讓學習變得不再那么枯燥無味，在課堂上，教師就不再單單只是完成教學任務，而是更多的引導學生交流合作，然后對于那些基礎較差的學生要合理幫助引導，在課下，學生 也會用更多的時間去交流了，在課外查找資料，做自己想做的東西。

3D打印教學課也可以改變師生關系，老師不再是決策者，而是引導學生思考學習的啟發者，學生也不再對知識被動地接受，而是對知識的探討和思考，讓學生變成主動學習。

三、3D打印技術如何和中小學教學有效結合

（1）開設3D打印選修課，普及3D打印技術。在課堂上設立簡單的3D打印課程，介紹3D打印技術本身。專門針對中小學生，選擇一些簡單的模型作為課程教育工具，比如下面這樣的簡單模型，成型時間控制在一小時以內;

（2）以老師為目標對象的教學工具打印，是老師們快速制作合適教具的絕佳方式;如：生物課，可以通過3D打印還原身體各器官的組織結構來幫助學生觀察和學習;化學課，3D打印一些復雜的分子結構便于學生的觀察學習;歷史課，3D打印還原一些古代的文物和重要事件的器物來幫助學生理解歷史真相;地理課，可以通過3D打印技術來復制一些獨特的地質面貌，研究各種復雜特殊的地形與人文知識，更加生動直觀。

（3）課堂內容需要更趣味化一點。游戲是孩童的天生所喜愛的，特別是年齡較小的時候，對什么事物都充滿好奇，當把3D打印設備所學知識和軟件學習作為科普演講時，很難不吸引他們的注意。

（4）課堂內容需要拓展思維，例如3D打印需要分層累加，我們就可以引導學生，教導他們做事情要有條理性，做事情要一步一步慢慢來做，不同類型的事情要分階段來執行，教學就不僅只是教授知識，還暗含著做人做事的道理。

（5）更多任務性的指引，以班級為對象的教課過程，需要分組進行，課堂相對好管理。那么每一個小組的工作需要連貫性，孩子們對完成任務獲得獎勵有天生的吸引，所以通過組團完成任務，達到共同目標，暗含著團隊協作、領導力判斷等因素，真正素質教育的結合體。

（6）在也有專門為中小學生開發3D打印的軟件，3D One，為中小學生素質教育而開發設計的3D設計軟件，軟件比較簡潔，容易上手，基本上能滿足中小學生教學需要。

四、結束語

3D打印技術不僅能促進教育的發展，反過來也可以促進3D打印技術的發展以便于更好的服務人們。兩者之間的相互促進也印證了這項技新術巨大的發展前景，“激發創造力、重在體驗性”是教育領域信息技術課程改革的核心理念，讓學生在新的體驗中培養創造力和享受學習的樂趣。不論是3D打印教學課程，還是利用3D進行教學提升，都可以引導學生獨立思考與自主設計能力，同時學生經過對3D打印的學習教學模式的適應學習，那么這將對他們以后的學習習慣與學習方法有所幫助，這對學生的成長有積極的作用，隨著我國教育事業的不斷發展，教育改革也會隨之推出，優化教學方法，提高學習效率，這將對我國教育產生重大影響。

參考文獻：

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