浅析提升教师3D打印信息技术素养

3D打印技术正逐渐步入人们的视野。3D打印机的工作原理很像普通打印机，但是它用的不是墨粉，而是更多实体材料，比如塑料、金属、橡胶等类似的材料。3D打印机可以将一些物体的三维电子模型分割成很多的切片，然后一层层地打印，直到最后打印出一个完整的物品。如今，这一技术在多个领域得到应用，人们用它来制造军事武器、人体器官模型、建筑模型、汽车零件、幼儿玩具等。

在教育领域，特别是中小学基础教育领域，3D打印技术的应用还是一个崭新的领域，有许多问题值得研究和探讨。那么3D打印技术如何应用到教育上呢？关键在于通过3D打印技术，可以将电脑里的虚拟物品转化成现实中的真实物品，并把它交给学生，让学生可以在现实中更直观地观察、研究。

一、3D打印技术在教学中的充分应用

现在教育教学中，我们多用多媒体设备来辅助教学，而3D打印技术作为新工具，在中小学教学活动中的应用才刚刚起步。

语文：中小学都有关于古代建筑的课文，3D打印技术可以在这类教学中发挥积极的作用。例如，教学小学语文《长城》《赵州桥》等课时，如果不去实地参观，学生很难知道先辈们的建筑设计如此让人惊叹。以往的教学主要靠图片来导入课堂，或利用相关视频帮助学生理解建筑的结构和功能。现在有了3D打印机，能很方便地打印出模型，学生就可以很直观地观察、欣赏建筑整体及各个部分的构成。学生通过观察模型或做实验的方法，可以比较容易地突破教学难点。

数学：数学学科中最能用到3D技术的，我想主要是立体几何了，在中学和小学都有相关内容。这部分内容对学生来说，往往都是难点。以往在这部分教学内容上，教师大多采用画图或者叠纸等方法，帮助学生理解几何体的变化。这些教具的准备往往费时费力，效果却不理想。现在有了3D打印技术，教师可以很方便地给学生打印出所需的几何体，根据需要进行变化，这样的教学真是事半功倍，一下子就破解了难题。

物理：把抽象的力学、电学结构图形打印出来，把无形抽象的知识有形化。

化学：可打印出3D分子、原子模型，把微观粒子结构实体化。

生物：可以打印细胞、器官等模型，把不能直接看到的内容样本化。

历史：用3D打印机复制有考古意义的古代器物，方便进一步的观察和研究。

地理：可以用3D打印机打印出真实的地势图和人口分布图，可更直观地分析地形及该区域的人口分布。

……

总之，巧用3D技术，尝试将3D思维植入课堂，通过以小见大、身临其境、画中有话的立体形式，可以构建“三位一体”的教学课堂。

二、学校多维度应用3D打印技术

课程设计是需要教师去落实的。想利用3D技术教好课，教师就要从“传授者”到“学习者”，进行角色转变。要让3D打印技术真正进课堂，学校应把教师信息技术素养作为必要的职业标准。教师不仅是学生学习的促进者和帮助者，也必须是新型科学技术的吸收者。学校可以采取多种办法，实现3D打印技术在学校的应用。

1.教师学习新技术

通过研修活动探讨新技术在本学科中的应用，发挥教研组成员的想象力和创造力，外聘专家到校指导，外出学习新鲜事物。

2.建立资源库

通过互联网实现教育资源共享。以往的资源多数为传统的课堂实录、论文、课件等，可以在网络上增添关于3D模型设计与应用的案例供教师们参考，还可以共享一些完整的3D模型设计帮助教师直接引用进课堂。

3.开展新技术应用教学评比

信息技术在教学中的应用多数体现在多样化电子课件上，而用3D打印技术设计模型辅助课堂教学的课例并不多。信息技术应用不能局限于多媒体以及课件制作，既然这样，我们为什么不能去3D打印教室上节数学课呢？学生通过3D模型理解知识，同时通过知识创造3D模型。

英国著名教师戴夫怀特曾经说过：如果你能抓住学生的想象力，你就能抓住他们的注意力。一些在传统教育中表现不好的学生，主要是因为所学的课程理论性太强，没有兴趣，死记抽象概念让他们通过了考试，但考试过后很快就忘记了。3D打印机可以让枯燥的课程变得生动起来，它是一种同时拥有视觉和触觉的学习方式，具有很强的诱惑力。在触觉学习中，学生不是在黑板或显示器上简单地看文字或图形，而是通过他们的触觉抓住核心概念的三维模型，这样能够吸收和消化知识，使学生不再遗忘所学的知识。3D打印运用到教学课堂，学生获得的主体体验更加真实、直观。他们切实地参与到教学的各个环节，既是问题的提出者，也是问题的解决者。随着科技和经济的发展，3D打印技术走进中小学课堂指日可待。让我们做好准备，迎接教育大变革时代的来临。