新时代需要具有问题解决能力和创造能力的创新型人才,工程学因在设计、创意、实践等方面的育人价值已成为国际基础教育课程改革的趋势。我国颁布的《普通高中生物学课程标准(2017版)》以核心素养为宗旨,注重创新精神和实践能力的培养,倡导通过工程学任务开展教学。模型与建模作为一种有效的学习方式,有助于培养学生生物学核心素养,提高工程设计能力,是高中生物学课程内容的一个重要组成部分。但目前在模型建构教学中,普遍存在重形成具体化模型结果、轻建构思维过程的现象,且教学资源缺乏,降低了实际教学中模型建构的有效性。3D打印技术因其多学科的通用性和模型建构的灵活性,为落实模型建构与工程学教学及核心素养培养提供了新的方法和途径。本文在调查分析现有生物模型现状及特点的基础上,基于生物学结构与功能的生命观念,利用3D打印技术开展生物物理模型建构的实践研究,以培养学生模型建构能力和科学思维能力,开发出适用于高中生物教学的3D打印生物物理模型。通过对现有资源分析表明,许多生物模型三维立体感和整体性不足,已有的3D打印生物模型多以静态模型为主,并存在结构表征不当、科学性错误等问题,不利于生物教学中学生能力的培养,甚至误导学生形成错误的生命观念。基于科学性、相似性、简明性、灵活性和艺术性的开发原则,制定了包括模型表征对象分析、3D建模方案设计、123D Design软件建模、3D打印成品及评价修改的3D打印生物建模开发流程。针对微观结构放大类、生物化学结合类、形状替代类和数学思维具象类4种不同物理模型类型,开发构建了5个3D打印生物物理模型资源:蛋白质结构模型、真核细胞结构模型、生物膜流动镶嵌模型、DNA结构模型和减数分裂过程模型。在这些模型基础上拓展延伸,进一步开发出有丝分裂和减数分裂综合模型、DNA复制模型和基因指导蛋白合成模型等3D模型。同时,阐述各3D模型建构方法和使用方法,并提出教学建议。本研究将3D打印技术运用于高中生物物理模型开发,不仅丰富了生物物理模型资源,也为开展模型和模型建构教学,促进学生创新思维和工程设计能力提供教学参考。