2021年三D打印技术在中小学教学中的应用.doc

3D打印技术在中小学教学中应用——以英国中小学课堂引进3D打印技术项目为例作者介绍:李柯影,东北师范大学计算机科学和信息技术学院硕士硕士,研究方向为现代远程教育,Email:******@nenu.;郑燕林,东北师范大学计算机科学和信息技术学院(吉林长春130117)。内容提要:3D打印技术基于“设计即生产”基础理念,经过支持学生在学****过程中深度体验和参与发展学生发明性思维和跨学科思维,同时也有利于提升学生实践能力。该文关键分析英国中小学在学科教学中引入3D打印技术目标指向、应用方法,并分析影响3D打印技术在学科教学中有效应用相关原因,为探索老师在学科教学中合适应用3D打印技术提供参考。关键词:英国3D打印技术学科教学创新设计体验式学****3D打印技术以计算机辅助设计(CAD)软件生成或经过实体扫描设备扫描实物所取得数字模型文件为基础,利用粉末状金属或塑料等可粘合材料,经过“积层造型法”逐层打印材料层创建物体,关键用于原型设计和组件或产品制造[1][2]。3D打印技术实现了“设计即生产”创想,含有快速生成特点,不仅能够实现从零件设计到整体设计跨越,而且所“打印”产品,较之传统方法所生产产品含有更强稳固性、更精密结构,支持更有创意设计和生成,所以多年来在机械制造、生物医药、建筑设计、艺术发明等多个领域受到越来越多关注[3]。即使3D打印技术在上述多个领域应用受到关注,但现在针对3D打印技术在基础教育领域深入应用系统研究相对较少。英国教育部及相关组织机构于-实施了为期十二个月探究3D打印技术在学科教学创新中应用,该项目不仅取得了实质性教学应用结果,而且推进了3D打印技术在教育领域中应用,为更多学校引进3D打印技术,变革教和学模式起到示范和引领作用。本文结合英国3D打印技术教学应用案例,深入分析3D打印技术在英国中小学教学中应用目标指向、应用效果及影响原因,探究3D打印技术在教学应用推广时需要注意问题,期望为学校教育引入3D打印技术提供一定参考。一、3D打印技术在英国中小学教学中应用目标指向 、培养学生创新思维基于对3D打印技术本身特征把握,发觉该技术能够作为动力激发工具和支持创新设计技术工具应用到教学活动中,促进学生学****主动性提升和学生创新思维培养。首先,3D打印技术本身功效特征和对学****活动支持作用决定了其作为技术支持工具对提升学生学****主动性有主动影响。首先,3D打印技术作为一个新型技术,其新奇性愈加轻易引发学生参与基于该技术学****活动好奇心和爱好,激发她们主动参与学****活动动机。其次,3D打印技术独特功效——快速打印模型或实物,支持并激励学生主动参与打印活动。学生能够利用3D打印机将自己创新设计或想法以可视化方法展现给老师和其它学****者,由此取得成就感,不仅会促进学生愈加主动主动地参与学****活动,而且会激励她们主动参与创新设计。第三,3D打印技术支持学****活动有利于表现学生作为学****活动主体主动参与学****关键性和价值,进而促进学生主动参与学****活动。基于3D打印技术学****任务,需要学生主动分析打印任务、参与计划和决议、参与创新设计原型,这种主体意识和被需要感觉让学生意识到自己在学****过程中关键性和价值,促进学生愈加主动地参与到打印活动中。其次,为确保学生主动参与并有效进行学****活动,英国教育研究者认为在3D打印技术快速打印实物功效支持下,学生能够将时间和精力集中在创新设计步骤,有利于创新思维培养。创新启于格物致知,创新思维启于透彻地分析打印任务和丰富实践经验,是进行创新设计、打印出创新性个性化作品基础和源泉。学生经过主动参与创新设计、全方面细致地分析打印任务,充足发挥想象力和发明力,最终打印出个性化作品。 “人类能够经过制造和分享过程产生学****理念指导下开展学科教学创新探索项目[4]。该理念关键是“制造”和“分享”,强调在真实情境中经过体验式学****和探究式学****是取得悉识并实现学以致用有效方法。所以,老师借助3D打印技术能够为学生创建“体验式学****中心”,这同时也是一个知识利用空间,学生需要主动参与到真实实践活动中,并经过亲自动手操作取得直接学****体验,提升处理问题知识和技能水平。在3D打印技术支持下体验式学****中心从学****内容、学****方法上全部有所突破。“体验式学****中心”学****内容能够是一个专题探究学****也能够是单一知识或问题学****和探究,还能够仅是一个创意实现,甚至是这三者交叉融合。在专题探究学****活动中,老师需要给学生提供一个专题及其设计纲要,并期望学生能对该设计做出自己选择,主动地进行学****和探究。学生在专注于研究专题同时,会自然地将3D打印机作为学****或探究内容一部分。针对后两种学****内容,学生能够利用3D打印机将一个想法变成现实,将一个知识或问题以可视打印作品展现,有利于个性化