3D技术走进科学课

江苏南京师范大学附属中学江宁分校（211102）

本文中的3D技术包含了3D打印笔和3D打印机，3D打印笔这是一支可以在空气中书写的笔，可以帮你把想象力从纸张上解放出来。如果你觉得二维的画面不够生动，想让它变成三维的物体，3D打印笔能帮你做到。它会是小朋友手里有趣的玩具，也可以成为课堂教学中的重要助力。3D打印机则可以通过软件、硬件配合建模。

一、利用3D技术深化学生对科学概念的认知

感性认识是进行思维加工以形成科学概念的基本材料，是激发学生学习动机和兴趣的有效工具。感性认识不足，是学习科学概念的主要障碍。因此，要使学生更好地掌握科学概念，必须创造一个适应教学要求，借以引导启发学生探索事物的共同特征和本质属性的学习机会，使学生获得必要的、充分的感性认识。实验是获得感性认识的重要途径。运用实验来展示有关的科学现象的过程，可以使学生获得更典型、更生动、更深刻、更能反映事物的本质属性和共同特征的感性认识。

在三年级认识常见材料——《塑料》一课中，学生们通过基本观察和生活经验，认识了塑料的部分特征和优点。但是塑料“遇热易熔化”“遇冷凝固”的重要特征不易被认识感受到。那么在课堂上，我们就此开展了运用3D打印笔打印玩具的活动。学生们在教师的指导下，使用3D打印笔插电熔化线状的彩色塑料丝，线状的塑料丝在学生们的笔尖融化出来，在底板上遇冷形成了各式各样的图样，“小椅子”、“铅笔”、“立方体”一个一个出来了。学生们充分地体验塑料的熔化与成型，认识到了塑料的重要特征：遇热易熔化，遇冷易凝固。

二、借助3D技术降低创新思维物化的难度

过去在教学中，我们也强调培养学生的创新意识和创新能力，学生们在科学课上提出各种各样的想法，如五年级《简单电路》，学生们将知识运用于生活,制作脚踩门铃，以及其他运用知识与创意制作的物品，如药物纸巾盒，毛笔保护套,学生们将想法、纸上的创新的设计通过简单的方法物化成实际的作品，但是作品过于粗糙。而且更多的创意想法，学生没有能力去制作。如，《摩擦力》一课中，学生对椅子的改进，无法物化实现。但是3D打印技术能降低学生们解决问题的难度，激发了孩子们动手做科学的热情和动力，让他们体验到了动手改变世界的快乐，促进了学生综合素养的发展。

三、STEM课程中纳入3D技术

STEM是科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律;技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现对自然界的控制和利用、解决社会发展过程中遇到的难题;数学则作为技术与工程学科的基础工具。实际生活中发生的大多数问题都需要应用多种学科的知识来共同解决，这对小学生来讲，难度很大。如，面对课堂里模拟的真实情境，五年级学生根据要求，要设计、搭建出承受能力最强的桥梁，含平板桥、拱桥、斜拉桥，这对学生来讲，难度不低。用以往教学中的吸管、A4纸、胶带胶水等材料，桥梁做工粗糙，大量的时间花在粘贴、修正，学生们七手八脚乱作一团。所以，我们改用3D打印技术，在3DONE软件中，设计包含数据在内的桥梁图样，并通过3D打印技术打印出来，之后再对桥梁承重进行探究实验。

四、设计实验材料时运用3D技术

“动手做”的学习远比“看着学”要高效得多。在六年级科学《我们的地球》单元，学生普遍对地形地貌认知粗浅，对识别和了解本地区地形特征存在障碍。道概念。利用3D打印笔，学生可以在认识基本概念的基础上，动手做、打印出相应的地形特征，以及本地区或指定地区的地形特征，并做出修正。

同样的，在认识其他物体的特征中，我们也可以采用3D技术制作模型来提高学习效率，如人体的骨骼模型、大脑等人体器官。

综上所述，现阶段的3D技术对科学课堂的教学起到了积极的作用，更增加了学生的学习兴趣，使学习体验更深入，学习更加高效，促进了学生科学素养的发展。