3D打印技术在中小学教学中的应用
企业品牌推广方案-小学六年级语文
3D
打印技术在中小学教学中的应用
——以英国中小
学课堂引进
3D
打印技术项目为例
<
/p>
作
者
简
介
：
李柯影
，
东北
师范
大学
计算
机<
/p>
科学
与信
息技
术
学
院
硕士
研究
生，
研究
方向
为现
代
远程
教育
，
Email:liky086
＠
；
郑
燕
林，东
北师
范大
学计
算机
科学
< br>与信
息技
术
学院（
吉林
长
春
130117
）。
内
容
提
要
：
3D
打印
技术
基于
“设<
/p>
计
即生
产”
的基
本理
念
，通
过
支
持学
生在
学习
过程
中
的深
度体
验与
参与
发
展学
< br>生的
创造
性思
维
和跨
学
科思
维，同时
也有
助
于提
升学
生的
实践
能
力。该文
主要
分析
英
国
中
小学
在学
科教
学中
引入
3D
打印
< br>技术
的目
标指
向、应用
方式
，并
分
析影
响
3D
打印
技术
在学
科教
学
中有<
/p>
效应
用的
相关
因
素，
为探
索教
师在
学
科教
学中
适当
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
习
3D
打<
/p>
印技
术以
计算
机
辅
助设
计
(CAD)
< br>软件
生成
的或
通过
实体
扫描
设备
扫描
实物
所获
得
的数
字模
型文
件为
基
础，
运用
粉末
状<
/p>
金
属
或塑
料等<
/p>
可粘
合材
料
，通
过“
积层
造型
法
”逐
层打
印材
料层
创建
物体
，主要
用于
原型
设计
以及
组件
或
产品
的制
造
[1][2]
。
3D
打
印技
术实
现
了
“设
计即
生产
”的
创想
，具有
快速
生成
的特
点，不
但能
够实
现从
零件
设
计到
整体
设计
的跨<
/p>
越
，而
且所“
打
印
”的产
品
，较
之传
统方
法所
生产
< br>的
产品
具有
更强
的稳
固性
、更
精
密的
结构
，支
持更
有
创意
的设
计与
生成
，因此
近年
来在
机械
制造
、生
物
医药
、建
筑设
计
、艺
术创
造等
多个
领域
受
到越
< br>来越
多的
关注
[3]
。
虽然
3D
打
印技
术在
上述
多个
领域
的
应用
受到
关注
，但
目
前针
对
3D
打印
技术
在基<
/p>
础教
育
领域
深入
应用
的系
统
研
究
相对
较少
。
英
国
教育
部及
相关
组织
机构
于
2012-2013
年
实施
了为
期一
年的
探究
3D
打
印技
术在
学
科教
学创
新中
的应
用
，
该
项
目
不仅
取得
了
实质
性教
学应
用成
果
，
而
且推
动了
3D
打
印技
术在
教育
领域
中的
应用
，
为更
多学
校引
进
3D
打印
技术
，
变革
教与
学的
模式
起
到示
范与
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
< br>教学
中应
用
的目
标指
向、
应用
效果
及影
响
因素
，探
究
3D
打印
技术
在教
学应
用推
广
时需
要注
意的
问题
，希
望为
学
校
教
育引
入
3D
打印
技术
提供
一定
的参
考
。
一
、
3D
打
印
技术
在
英
国
中
小
学
教
学中
应
用
的
目
标
指
向
1.
指<
/p>
向
提
升
学生的<
/p>
学
习
主
动
性
、
培
养学
生
的
创
新
思
维
基于
对
3D
打印
技术
本身
特性
的把
握
，发
现该
技术
可以
作
为动
力激
发工
具和
支持
创新
设
计的
技术
工具
应用
到
教学
活动
中，
促进
学
生学
习主
动性
的提
高和
学生
创<
/p>
新思
维的
培养
。
一方<
/p>
面，
3D
打
印技
术本
身的
功能
特
性以
及对
学习
活动
的
支持
作用
决定
了其
作为
技术
支
持工
具对
提升
学生
学
习主
动性
有积
极影
响
。首
先，
3D
打
印技
术作
为一
种新
型技<
/p>
术，
其新
颖
性更
加容
易引
起学
生
参与
基于
该技
术的
学习
活动
的
好奇
心和
兴趣
，激
发
他们
主动
参与
学习
活
动的
动
机。
其次
，
3D
打印
技术
的独
特功
能
—
—
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
可以
利
用
3D
打印
机将
自己
的创
新设
计或
想法
以可
视化
方
式呈
现给
< br>教师
和其
他
学习
者，
由此
获得
的
成就
感，
不仅
会促
使学
生更
加
积极
主动
地参
与学
习
活动
，
而
且会
激励
他
们主
动参<
/p>
与创
新设
计。
第
三
，
3D
打
印
技
术支
持的
学习
活动
有助
于体
现
学生
作为
学习
活动
主体
主动
参
与学
习的
重要
性和
价
值，
进而
促进
学生
主
动参
与学
习活
动。
基于
3D
打<
/p>
印技
术的
学习
任
务
，
需要
学生
主动
分析
打
印任
务、
参与
计划
与决
< br>策、
参
与创
新设
计原
型，这
种主
体意
识和
被需
要
的感
觉让
学生
意识
到自<
/p>
己在
学
习过
程中
的重
要性
和
价
值
，
促
使学
生
更
加
主动
地参
与到
打印
活动
中。
另一
方面
，
为
保
证学
生主
动参
与并
有
效进
行学
习活
< br>动，英
国教
育研
究者
认为
在
3D
打印
技术
快速
打印
实物
功
能的
支持
下，<
/p>
学生
可
以将
时间
和精
力集
中在
创新
设
计环
节，
有助
于创
新
思维
的培
养。
创新
启
< br>于格
物致
知，创新
思维
启于
透
彻地
分析
打印
任务
和
丰富
的实
践经
验，是
进
行
创新
设计
、
打
印出
创新
性
个性
化作
品的
基础
和
源泉
。
学
生通
过主
动
参与
创新
设计
、全
面细
致地
分
析打
印任
务，充分
发
挥想
象力
和创
造力
，最终
打印
出个
性化
的作
品。
2
.
指
向
探
索<
/p>
新
的教
学
方
法
英国
3D
打
印技
术在
学科
教学
中的<
/p>
应
用项
目是
在“
人类
可
以通
过
制
造和
分享
过程
产生
学
习”
理念
指导
下开
展
的学
< br>科教
学创
新探
索
项目
[4]
。
该理
念的
核心
是“
制
造”和“
分享
”，强
调
在
真实
情境
中通
过
体验
式学
习与
探究
式学
习是
获
< br>得知
识并
实现
学以
致
用的
有效
方式
。
所
以
，
教
师借
助
3D
打印
技术
可以
为学
生创
建“
体验
式
学习
中心
”，
这同
时
也是
一个
知识<
/p>
运用
空间
，
学<
/p>
生
需要
主动
参与
到真
实
的实
践
活
动中
，
并
通
过亲
自动
手操
作获
得直
接的
学
习体
验，
提高
解决
< br>问
题的
知识
与技
能水
平
。在
3D
打印
技术
支持
下的
体
验式
学习
中心
从学
习
内容
、学
习方
式上
都
有所<
/p>
突
破。
“体
验式
学
习
中
心”的学
习内
容可
以
是一
个专
< br>题的
探究
学
习，也可
以是
单一
知识
或问
题
的学
习
与
探究
，
还
可
以仅
是一
个创
意的
实
现，甚至
是这
三者
的交
叉融
合
。
在
专题
探究
学
习
活
动中
，
教
师需
要给
学
生
提
供一
个主
题及
其设
计纲
要
，
并
期望
学生
能对
该
设计
做出
自己
< br>的选
择
，
主
动地
进行
学习
和探
究。
学
生在
专注
于研
究主
题
的同
时，
会自
然地
将
3D
打印
机作
为学
习或
探究
内
容的<
/p>
一部
分。针对
后
两种
学习
内容
，
学
生
可以
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
的
打印
作品
呈现
，有
助于
个性
化
和创
新思
维的
发展
。例如
，
沃
特福
德男
子
文法
学校
(Watford Grammar School
for Boys)
的
学生
打印
出各
种代
数
方程
的
3D
图形
[5]
。
“体
验式
学习
中<
/p>
心”的学
习方
式可
以
是协
作学
习，也可
以
是自
主学
习
，前
者是
实现“
共
享
”理
念的
有效
方式
，而后
者在
实践<
/p>
中已
经证
实了
3
D
打
印技
术对
学生
个性
化学
习起
着重
要
的支
持作
< br>用。
在
2012-2013
年<
/p>
英国
3D
打
印技
术走
进校
园项
目研
究中
发
现：
基于
3D
打
印技
术
的自
主学
习能
< br>改善
学习
效果
并
伴随
产生
其他
更广
泛
的利
益。
例如
在物
理
和数
学学
科教
学中
，
教
师非
常
希望
能成
功地
使用
打
印机<
/p>
来促
进学
生思
考
、
推
理和
理解
学科
教学
知识
，
并且
开展
学生
为主
导
的实
验。这种
自主
学
习方
式更
大程
度地
将学
习的
主
动权
交付
学生
，让
学
生在
3D
打
印技
术支
持下<
/p>
进
行
自主
学习<
/p>
，将
知识
学
以致
用。这种
突破
性
的新
教学
方法
，不
< br>仅
有利
于学
生个
性化
发展
，而
且
有助
于学
生创
新思
维
的培
养。
通过
身临
其境
地
制造
和
分
享所
产生
的
学习
行为
，
对
学习
或
知识
获得
具有
实际
效益
，
而
且
3D
打
印技
术是
为教
师和
< br>学生
提供
体验
式
学习
机会、
为学
生创
建知
识运
用
空间
的重
要支
撑技
术
。
体
验式
学习
让学
生
更容
易理<
/p>
解知
识的
内涵
，
在
实
践中
有效
应用
知识
是
强化
知识
、体
现知
识
的价
值。
这种
新的
教学
方法
，
有利
于促
进学
生主
动
参与
学习
与探
究活
动
，
培
养学
生的
协作
意识
以及
发
展学
生的
创新<
/p>
思维
和
自主
学习
能力
。
<
/p>
二
、
3D
打
印
技
术
在英
国
中
小
学
不
同
学
科
教
学
中
的
应
用
3D
打
印技
术
在
英国
中小
学不
同学
科
教学
中的
应用
，多
角
度展
< br>示
3D
打印
技术
在促
进学
科
教与
学的
功能
的优
势
和应
用方
式，
为优
化
技术
与学
科知
识的
整合
提供
可<
/p>
借鉴
的观
点与
方
法
，
为实
现学
科教
学目
标
以及
突破
学科
教学
难点
< br>提供
策
略。
笔者
基于
对
3D
打印
技术
功能
性特
点
和学
科教
学目
标、
特点
等的
考
虑，
总结
出
3D
打印<
/p>
技术
在学
科教
学
中
应
用的
分析
框架
(
如图
1
所
示
)
。
1.<
/p>
在
“
科
学
”
学科
教
学
中
的
应
用
“
< br>科学
”学科
的
教学
内容
涉及
生物
、化学
和物
理三
方面
的
知识
，其
教学
目标
是通
过学
习
与
探
索生
物、化学
和
物理
的基
础知
识，发
展学
生对
科学
本质
、过
程和
方
法的
理解
力，并通
过
不同
形式
的科
学调
查
，帮
助他
们回
答现
实生
活中
的
科学
问题
，提
高科
学
素养
[6]
。
基于
对
3D
打印
技术
功能
特性
与“
科
学”
学科
教学
目标
及
特点
的关
联与
分析
，
发
现该
技
术可
以观
摩和<
/p>
协助
探
究两
种方
式促
进学
科
教
学
目标
的实
现。首先
< br>，
3D
打
印技
< br>术支
持学
生通
过
观摩
教师
利用
3D
打
印机
打印
的模
型来
获得
相关
知
识内
容，
有助
于发<
/p>
展
他们
的观
察能
力、分
析能
力以
及理
解力
。比
如“
< br>科
学”
学科
教师
可以
利
用
3D
打印
机打
印眼
球模
型，
帮助
学生
理解
有关
眼
球构
造、
功能
等知
识
。其<
/p>
次，
3D
打
印技
术支
持学
生在
教师
协助
下主
动
构建
3D
模
型，
并对
相关
知识
进行
深度
学
习，
提升
他们
探究
事物
本质
、规律
的能
力
。如“<
/p>
科
学
”学
科教<
/p>
师可
以组
织学
生
在
3D
打
印技
术环
境下
讨论
塑料
的性
能，也
可以
利用
3D
打
印机
协助
学生
构
建分
子、
细胞
甚至
正
弦波
等模
型
[7]
，学<
/p>
生在
构建
过程
中
可
以
通过
研究
这些
数字
模型
文件
的
数据
信息
进行
< br>深度
学
习与
探究
，最
终获
得
相关
知
识。当然
，
在
项目
中
该学
科的
打印
活动
大
部分
依靠
如
Thingiverse
等
提
供设
计文
件网
站所
共
享的
3D
模
型源
数字
文件
。
3D
打
印技
术通
过提
供观
摩与
协助
构
建这
两种
技术
使用
方
式，
为学
生在“科
学
”学
科学
习中
营造
体验
式的
学
习空
间，促使
学生
获
得更
加直
接的
学习
体验
。
学
生
通
过
主动
进入
该学
习
空间
，
获
取空
间中
所
展示
和隐
藏的
知识
，探究
事物
本质
、过程
和变
化规
律等
，提高
科学<
/p>
理解
力
、探
究<
/p>
能力
以及
科学
素
养
。
观摩
与协
助构
建体
现
了
3D
打印
技术
作为
教学
工具
与学
习工
具应
用到“
科学
”学
科教
学中
的
功能
优势
，对
拓展
教
学工
具的
广度
、挖
掘教
学工
具
深
层
内涵
有重
要意
义
。
2.
在
“
数<
/p>
学
”
学
科
教
学
中
的
应
用
中小
学“数
学
”学科
的培
养目
标是
通
过频
繁的
< br>计算
、推理
、演示
等
教学
活动
，
促
进学
生
对数
学基
本概
念和
原
理的
理解
和应
用，培
养学
生推
理能
力和
问题
解决
能
力
[8]
。“
数学
”学
< br>科的
教学
难点
是将
抽
象的
数学
概念
或规
律以
简单
可
视化
方式
呈现
给学
生
，促
进学
生理<
/p>
解和
掌
握。
基于
对<
/p>
3D
打印
技术
功
能
特性
与“
数
学”
学科
教学
目标
、
特点
及难
点的
< br>关联
与分
析，
发
现该
技术
可以
通过
演
示和
协同
构建
两种
方
式帮
助突
破数
学学
科教
学难<
/p>
点
，促
进教
学目
标的
实
现。
一
方
面，
3D
打
印技
术为
教师
演示
数学
抽象
概
念或
< br>规律
形成
过程
提
供技
术支
持。
比如
立
体几
何中
关于
毕达
哥拉
斯定
理
(
勾股
定理
)
和
三角
法
的教
学，
一般
停留
在
平面
演
示、
想象<
/p>
、计
算、
推
理的
层面
，但
在
3
D
打印
技术
支持
下，
教
师可
以利
用
3D
打印
机轻
< br>松简
单地
构建
立体
几何
体
，使
该定
理的
推理
演
示过
程更
加直
接地
呈现
给学
生
，
促
进学
生从
形象
的
实物
和过
程演
示、
推
理中
理解
并掌
握数
学抽
象概
念
和知
识，
而且
有助
于
提升
学生
的立
体空
间
感。
另一
方面
，
3D
打印
技术
支持
学生
协同
构建
或
探究
数学<
/p>
规律
。例
如
，沃
特福
德男
子文
法学
校
(Watford Grammar School
for Boys)
六
年级
组教
师和
学生
协同
研究<
/p>
与抛
射
体速
度、
高度
和距
离
相
关
的微
积分
[9]
。
首先
，他
们利
< br>用
3D
打印
机产
生一
个支
持内
部弹
射
器的
联结
，
然
后再
利
用
3D
打
印
机为
这个
项目
生产
一
系列
的抛
射体
。
在
实
验中
，
学
生可
以通
过
立体
多角
度的
观察
物体
运动
与
变化
规律
，
促
进他
们
对微
积分
知识<
/p>
的深
度
理解
和掌
握。
此外
，该
校学
生
还打
印出
各种
代数
方
程的
3D
图
形，
帮助
< br>理解
代数
方程
的内
涵。