3D打印技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用研究

曾鵬雁

摘 要：近年來，隨著世界上各種高精技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)逐漸走進(jìn)了人們的生活。3D打印技術(shù)的發(fā)展日漸成熟，產(chǎn)生了很多有利于人民生活的影響，在教育事業(yè)中也逐漸普及起來。3D打印技術(shù)可以幫助老師解決教學(xué)中抽象知識(shí)點(diǎn)難以理解，和學(xué)生難以代入理論實(shí)驗(yàn)的問題。因?yàn)?D打印技術(shù)還存在一些局限性，所以，其在教學(xué)中的應(yīng)合理應(yīng)用便是文章的研究重點(diǎn)，希望可以為教育教學(xué)行業(yè)的發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);教育教學(xué);應(yīng)用研究

1? ? 3D打印技術(shù)簡介

3D技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的一種，通過3D技術(shù)，可以在計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)中呈現(xiàn)出虛擬的想要表達(dá)的立體場景。3D打印技術(shù)是快速成型技術(shù)的一種，它是把3D立體模型通過相關(guān)設(shè)備打印成為實(shí)體的一種技術(shù)，主要是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)、運(yùn)用各種可黏合的材料、通過相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，逐漸打印成立體模型的一種技術(shù)。3D打印技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)被應(yīng)用于很多方面，如模型制造、土木工程構(gòu)造、物品設(shè)計(jì)、航空航天等。現(xiàn)如今，3D打印技術(shù)更是應(yīng)用于生活的各個(gè)方面，為我們提供了很多方便。希望3D打印技術(shù)在教育教學(xué)方面也一如既往的優(yōu)秀，為教育教學(xué)事業(yè)作出貢獻(xiàn)。

2? ? 解決教學(xué)中現(xiàn)存的技術(shù)問題

社會(huì)在發(fā)展，時(shí)代在進(jìn)步。現(xiàn)在正是各種高精尖技術(shù)騰飛的時(shí)代，人民的生活也因?yàn)檫@些高精尖技術(shù)越來越好，越來越精彩，越來越有滋有味。現(xiàn)在是一個(gè)人人都可以為了更好的未來而努力創(chuàng)新創(chuàng)造的時(shí)代。比如5G網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、機(jī)器人、3D打印技術(shù)，本文重點(diǎn)介紹3D打印技術(shù)應(yīng)用在教學(xué)中存在的技術(shù)問題。

2.1? 解決講課時(shí)技術(shù)跟不上時(shí)代需求的問題

隨著歷史進(jìn)程的推進(jìn)，新時(shí)代的到來，生活中各種技術(shù)也隨之興盛發(fā)展起來。比如原先的教學(xué)方法單一乏味，講課時(shí)知識(shí)點(diǎn)全靠老師板書、抽象知識(shí)點(diǎn)的講解只靠老師口述和學(xué)生自己的想象，教學(xué)條件可謂簡陋。但是近幾年，隨著時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的提高，國家對(duì)教育教學(xué)事業(yè)的關(guān)注，我國的教學(xué)條件提高了很多，解決了很多存在的教學(xué)漏洞。課上可以看課件，理想實(shí)驗(yàn)可以看視頻等，方便了很多科目的講解，雖然現(xiàn)在的教學(xué)中依然存在些問題，但也為教學(xué)條件的改善提供了很大的幫助。3D打印技術(shù)便是用來彌補(bǔ)這些依舊存在的問題的。

2.2? 解決抽象學(xué)科難以理解問題

現(xiàn)代教學(xué)中，抽象問題最多的便是數(shù)學(xué)。在數(shù)學(xué)學(xué)科領(lǐng)域中，學(xué)習(xí)立體幾何時(shí)是最難的，因?yàn)樗饕繉W(xué)生的想象，而小學(xué)生的空間思維能力相對(duì)較弱，更因?yàn)榻虒W(xué)中缺乏具體的實(shí)務(wù)模擬，所以學(xué)生很難與老師產(chǎn)生共鳴，理解學(xué)習(xí)中的問題。3D打印技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中后，老師可以方便地打印出上課時(shí)所需的幾何體展現(xiàn)在學(xué)生們面前，然后再結(jié)合模型細(xì)細(xì)講解問題，使這些理解能力相對(duì)較弱的小學(xué)生可以充分理解問題。

還有一個(gè)難以理解的學(xué)科便是地理。地理課上經(jīng)常會(huì)講到一些地貌、地勢，但因?yàn)闊o法到實(shí)地考察，只靠課件中的圖片，學(xué)生很難理解這些地勢、地貌的特點(diǎn)，而3D打印技術(shù)的應(yīng)用便可以把某些地勢、地貌打印出來以實(shí)物立體模型展示在學(xué)生眼前，讓學(xué)生仔細(xì)觀察各種地勢、地貌的區(qū)別，方便理解課本中的知識(shí)點(diǎn)。

還有歷史考古學(xué)科，在這個(gè)科目中，老師會(huì)講解很多朝代的歷史工藝品。用這些工藝品的特點(diǎn)來講述一個(gè)朝代的特點(diǎn)。但是老師無法得到真實(shí)的工藝品，所以可以通過3D打印技術(shù)對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)作，比如西周的巨鼎、西漢的竹簡、唐朝的唐三彩、清代的青花瓷等。3D打印技術(shù)可以準(zhǔn)確地把這些工藝品呈現(xiàn)在學(xué)生面前，豐富學(xué)生們的閱歷，增加對(duì)歷史文物的了解。

2.3? 解決理科理想實(shí)驗(yàn)操作問題

對(duì)于高年級(jí)的物理、化學(xué)、生物三大理科教學(xué)來說，更需要3D打印技術(shù)的幫助。

以物理學(xué)中的力學(xué)為例，很多機(jī)械模型在進(jìn)行受力分析時(shí)，若沒有老師的引導(dǎo)，學(xué)生很難在大腦中想象出每一刻物體的受力狀況。以傳送帶受力分析為例，單靠一個(gè)圖和一段話，學(xué)生很難明白木塊在傳送帶上不同時(shí)刻的受力變化。通過3D打印技術(shù)，可以制造出傳送帶的實(shí)體模型，然后通過學(xué)生的實(shí)體操作充分理解傳送帶的受力問題。

化學(xué)中最需要理解的便是分子結(jié)構(gòu)，比如鉆石和活性炭都是由碳構(gòu)成的，但因?yàn)樗鼈兊姆肿咏Y(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)就完全不一樣，還有化學(xué)中很難理解的同分異構(gòu)體等一些問題。這些問題完全可以通過3D打印技術(shù)來解決，打印出一些分子結(jié)構(gòu)，通過拆分組合還可以完成分子反應(yīng)，使學(xué)生可以看到這些“分子世界”。

最后要說的便是生物醫(yī)學(xué)。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，首先要對(duì)人體的器官構(gòu)造和身體系統(tǒng)進(jìn)行理解，通過3D打印技術(shù)可以準(zhǔn)確地制造出按照所需比例設(shè)定細(xì)胞結(jié)構(gòu)、多種多樣的人體系統(tǒng)、復(fù)雜的腦部結(jié)構(gòu)等，使學(xué)生充分了解學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，為以后的學(xué)習(xí)做鋪墊。

3? ? 3D打印技術(shù)的未來發(fā)展

3D打印技術(shù)從出現(xiàn)就十分受歡迎，未來一定有巨大的發(fā)展空間。首先要說的便是打印材料。在未來，3D打印材料一定會(huì)朝著多樣化、多元化方向發(fā)展，結(jié)合創(chuàng)新想法肯定可以在教育教學(xué)行業(yè)以及更多行業(yè)迅速發(fā)展起來。3D打印技術(shù)以獨(dú)到的特點(diǎn)和教學(xué)相結(jié)合，教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生與研究對(duì)象進(jìn)行三維交互，讓他們身臨其境。

4? ? 結(jié)語

毫無疑問，3D打印技術(shù)能夠?qū)虒W(xué)起巨大的促進(jìn)作用，它克服了長期以來傳統(tǒng)教學(xué)固有的局限。3D打印技術(shù)結(jié)合教學(xué)應(yīng)用，也許會(huì)使我國乃至世界科學(xué)教學(xué)有一次質(zhì)的飛躍。正是因?yàn)橛羞@些想法才會(huì)鼓勵(lì)人們?nèi)シe極探索未知領(lǐng)域，為人類文明作出貢獻(xiàn)。

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