如何在小学数学教学中利用3D打印技术培养学生的空间感

魏弘

摘  要：数学教学具有一定的复杂性与抽象性，只有让学生切身体会，融入空间中，能够产生一定的空间思维，继而实现培养学生的空间感的目的。3D打印技术具有较强的空间特性，在数学教学中能够发挥出一定作用，促进现代信息技术与空间模型技术的有效结合，让学生产生强烈的空间思维。数学学科中包含各类图形相关知识，呈现出一定的空间特征，因此，在小学数学教学中合理应用3D打印技术有着重要作用。本文主要对小学数学教学中如何利用3D打印技术培养学生的空间感进行分析，提出了一些建议。

关键词：小学数学;3D打印技术;空间感

在社会经济的推动下，3D打印技术有了较大进步，在数学教学中的优势也逐渐凸显，很多教师都在小学数学教学中对3D打印技术进行了应用，取得了较好效果。数学学科中涉及到各种立体图形，如果小学生的空间感不强，将难以有效理解图形的含义，在解题中会出现多种问题。3D打印技术属于一种空间模型技术，能够帮助学生深入了解图形的内部结构，明确图形所代表的深层含义，进而更好学习数学知识。

一、小学数学教学中3D打印技术的应用概要

3D打印技术属于一种快速成型技术，主要利用一些可粘合材料对数字模型文件进行逐层打印，进而形成相应的物体。这种技术在许多领域都得到了广泛应用，包括医疗、工程、珠宝等领域，发挥了较大作用。随着小学数学教学中现代信息技术应用的不断加强，如何通过3D打印技术对学生的空间感进行培养逐渐引发社会的思考，也成为教育领域面临的重大挑战。

目前小学数学教学的内容较多，主要包括空间与图形、数与代数、统计与概率、综合与实践等内容。基于数学学科自身特性，教师需注重培养学生的逻辑思维、数据分析、几何直观、符号意识等方面的能力，还要注重提高学生的自主学习意识、创新意识、应用意识，而这些要素都与学生的空间感之间有着紧密联系，因此，通过3D打印技术培养学生的空间感至关重要。

小学数学中空间与图形的知识较为复杂，主要包括：图形运动、图形位置、图形测量等知识。在3D打印技术的作用下，教师可设计出相应的立体模型，让学生从抽象的思维中逐渐向具体方向转变，深入了解图形的内部结构、运动规律。教师也可让学生自行组装相应的立体模型，这样能够更好地帮助学生领会模型局部、整体的空间形态，产生强烈的空间感，这为学生逻辑思维能力的提高准备了条件，确保了学生的数学学习效果。

二、小学数学教学中通过3D打印技术培养学生空间感的方法

（一）渗透空间模型思维

数学思维中的重要一项便是空间思维，这也是培养学生空间感的重要因素，因此，增强学生的空间思维至关重要。在开展小学数学教学时，教师可加强对学生的引导，多进行一些教学活动，让学生能够积累空间与图形的相关经验，为空间感的形成做准备。教师可通过3D打印技术建立相应的空间概念，让学生直观了解到空间图形的形成过程，并鼓励学生自主设计相应的空间模型，这样就能更好培养学生的空间思维。例如在小学五年级数学下册教学中需要学习长方体，教师可先通过3D打印技术建立相应的长方体模型，让学生通过概念和规律联想长方体的内部结构、形成过程。之后教师可让学生依据自身掌握的知识设计长方体模型，深入了解长方体的各种规律，形成相应的空间感，以此更好地进行数学学习。

（二）增强课堂交流互动

小学生的空间思维不强，抽象意识也较差，而在3D打印技術的作用下，学生可直观了解相应的立体图形，但这也需要教师的有效引导、课堂的有效互动为基础，因此，提高课堂互动性有着重要作用。小学生可通过自己动手制作模型来体验相应的空间形态，从图形大小、形状、运动的观察中来提高自身的空间图形理解能力，进而增强学生的空间感。例如小学六年级数学下册教学中需要学习圆柱体的表面积，教师可利用3D打印技术制作出圆柱体实物，并结合课程内容向学生进行提问。学生可自主观察圆柱体的大小、结构，依据制作过程联想出圆柱体的内部情况、空间形态，与同学之间积极交流沟通，之后在结合掌握的知识解决教师所提出的问题，进而增强学生的空间感。

（三）联系学生生活实际

在小学数学学习过程中，教师须了解学生的学习兴趣，结合生活实际，并利用3D打印技术制作出学生感兴趣的事物，这样能够更好带动学生的学习思维，促进学生空间感的形成。例如在小学一年级数学教学中，学生需要认识立体图形时，教师可让学生自主联想生活中一些具有立体形态的事物，包括山水、植物等内容。之后教师可让学生自主通过3D打印技术制作出相应的空间模型，教师再将这些模型与课程内容进行紧密结合，帮助学生拓展空间思维，进而更好增强学生的空间感。

三、结束语

数学知识具有一定的抽象性和复杂性，涉及到多种空间概念和图像概念，如果教师只是依据相应的教案进行讲解，不注重随机应变，将会导致学生难以有效理解相应的数学知识，给学生的数学学习带来不理影响。3D打印技术则能较好帮助学生理解空间概念，明确各类图形的含义，从抽象认知转变为具体认知。因此，教师可对3D打印技术进行合理应用，帮助学生更好了解数学规律，为后期的数学学习做好准备。

参考文献

[1]徐碧珍.小学数学图形教学中学生空间观念的培养[J].新课程（教师版），2013，（3）：36.

[2]施展航.浅谈小学生空间观念的培养[J].新课程（教师版），2013，（2）：28.