3D打印技术在教学中的应用研究

曾鹏雁

摘 要：近年来，随着世界上各种高精技术的发展，3D打印技术逐渐走进了人们的生活。3D打印技术的发展日渐成熟，产生了很多有利于人民生活的影响，在教育事业中也逐渐普及起来。3D打印技术可以帮助老师解决教学中抽象知识点难以理解，和学生难以代入理论实验的问题。因为3D打印技术还存在一些局限性，所以，其在教学中的应合理应用便是文章的研究重点，希望可以为教育教学行业的发展提供帮助。

关键词：3D打印技术;教育教学;应用研究

1    3D打印技术简介

3D技術是虚拟现实技术中的一种，通过3D技术，可以在计算机或网络中呈现出虚拟的想要表达的立体场景。3D打印技术是快速成型技术的一种，它是把3D立体模型通过相关设备打印成为实体的一种技术，主要是以数字模型文件为基础、运用各种可黏合的材料、通过相关参数的设置，逐渐打印成立体模型的一种技术。3D打印技术在当今社会被应用于很多方面，如模型制造、土木工程构造、物品设计、航空航天等。现如今，3D打印技术更是应用于生活的各个方面，为我们提供了很多方便。希望3D打印技术在教育教学方面也一如既往的优秀，为教育教学事业作出贡献。

2    解决教学中现存的技术问题

社会在发展，时代在进步。现在正是各种高精尖技术腾飞的时代，人民的生活也因为这些高精尖技术越来越好，越来越精彩，越来越有滋有味。现在是一个人人都可以为了更好的未来而努力创新创造的时代。比如5G网络、云计算、机器人、3D打印技术，本文重点介绍3D打印技术应用在教学中存在的技术问题。

2.1  解决讲课时技术跟不上时代需求的问题

随着历史进程的推进，新时代的到来，生活中各种技术也随之兴盛发展起来。比如原先的教学方法单一乏味，讲课时知识点全靠老师板书、抽象知识点的讲解只靠老师口述和学生自己的想象，教学条件可谓简陋。但是近几年，随着时代的发展、技术的提高，国家对教育教学事业的关注，我国的教学条件提高了很多，解决了很多存在的教学漏洞。课上可以看课件，理想实验可以看视频等，方便了很多科目的讲解，虽然现在的教学中依然存在些问题，但也为教学条件的改善提供了很大的帮助。3D打印技术便是用来弥补这些依旧存在的问题的。

2.2  解决抽象学科难以理解问题

现代教学中，抽象问题最多的便是数学。在数学学科领域中，学习立体几何时是最难的，因为它主要靠学生的想象，而小学生的空间思维能力相对较弱，更因为教学中缺乏具体的实务模拟，所以学生很难与老师产生共鸣，理解学习中的问题。3D打印技术应用于教学中后，老师可以方便地打印出上课时所需的几何体展现在学生们面前，然后再结合模型细细讲解问题，使这些理解能力相对较弱的小学生可以充分理解问题。

还有一个难以理解的学科便是地理。地理课上经常会讲到一些地貌、地势，但因为无法到实地考察，只靠课件中的图片，学生很难理解这些地势、地貌的特点，而3D打印技术的应用便可以把某些地势、地貌打印出来以实物立体模型展示在学生眼前，让学生仔细观察各种地势、地貌的区别，方便理解课本中的知识点。

还有历史考古学科，在这个科目中，老师会讲解很多朝代的历史工艺品。用这些工艺品的特点来讲述一个朝代的特点。但是老师无法得到真实的工艺品，所以可以通过3D打印技术对其进行创作，比如西周的巨鼎、西汉的竹简、唐朝的唐三彩、清代的青花瓷等。3D打印技术可以准确地把这些工艺品呈现在学生面前，丰富学生们的阅历，增加对历史文物的了解。

2.3  解决理科理想实验操作问题

对于高年级的物理、化学、生物三大理科教学来说，更需要3D打印技术的帮助。

以物理学中的力学为例，很多机械模型在进行受力分析时，若没有老师的引导，学生很难在大脑中想象出每一刻物体的受力状况。以传送带受力分析为例，单靠一个图和一段话，学生很难明白木块在传送带上不同时刻的受力变化。通过3D打印技术，可以制造出传送带的实体模型，然后通过学生的实体操作充分理解传送带的受力问题。

化学中最需要理解的便是分子结构，比如钻石和活性炭都是由碳构成的，但因为它们的分子结构不同，性质就完全不一样，还有化学中很难理解的同分异构体等一些问题。这些问题完全可以通过3D打印技术来解决，打印出一些分子结构，通过拆分组合还可以完成分子反应，使学生可以看到这些“分子世界”。

最后要说的便是生物医学。学生在学习时，首先要对人体的器官构造和身体系统进行理解，通过3D打印技术可以准确地制造出按照所需比例设定细胞结构、多种多样的人体系统、复杂的脑部结构等，使学生充分了解学科基础知识，为以后的学习做铺垫。

3    3D打印技术的未来发展

3D打印技术从出现就十分受欢迎，未来一定有巨大的发展空间。首先要说的便是打印材料。在未来，3D打印材料一定会朝着多样化、多元化方向发展，结合创新想法肯定可以在教育教学行业以及更多行业迅速发展起来。3D打印技术以独到的特点和教学相结合，教学可以激发学生的学习兴趣，使学生与研究对象进行三维交互，让他们身临其境。

4    结语

毫无疑问，3D打印技术能够对教学起巨大的促进作用，它克服了长期以来传统教学固有的局限。3D打印技术结合教学应用，也许会使我国乃至世界科学教学有一次质的飞跃。正是因为有这些想法才会鼓励人们去积极探索未知领域，为人类文明作出贡献。

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