STEM教育理念下3D打印技术在教学中应用的可行性和实用性的探究

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  摘要:此文论述在当前教学现状下,结合教学创新的思考以及实际需要,谈谈在STEM教育理念下3D打印技术在教学中应用的可行性途径和实用价值,为培养新时代人才信息技术素养打下坚实的基础。
  关键词:STEM教育理念;3D打印技术;教学应用
  中图分类号:G4 文献标识码:A
  引言
  STEM教育的模式是跨学科学习,具有跨学科性、情境性、实践性、实证性。它的核心理念是以提升学生的科学精神和创新能力为目标;以寻找问题的解决方法为学习任务,进行任务驱动学习,培养学生创造性和解决问题的能力;让孩子发现并整理出与问题解决相关联的不同学科的知识并把这些相关学科知识进行整合,锻炼孩子的沟通能力。基于STEM教育理念下,3D打印技术的应用有其无可比拟的优势。在新课导入、重难点处理、建构知识框架以及提高教学质量,改进教学方法,优化教学过程等都有着优越性。所以3D打印技术的应用越来越受到学校和教师的关注。老师通过3D打印技术的方式打印出事物模具,可以让一些抽象问题直观化,激发学生的学习兴趣,培养学生的思维能力和动手操作能力。
  3D打印技术是通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体技术。3D打印技术如今被各国所认可,并不断有业内人士、学者评论“3D打印技术作为一项前沿性、先导性非常强的新兴技术,对传统制造业的工艺改造和新材料的广泛应用具有颠覆性的意义和作用。”面对新的生产方式的变革和发达国家再工业化战略,我国应该高度重视3D打印这一新技术可能带来的制造业革命,必将加大人才培养、市场培育和应用推广的力度。
  学校是培养人才的摇篮,让小学课堂应用3D打印技术具有现实性和前瞻性的意义。STEM教育理念下3D打印技术的教学模式,突破以往理论和实践相脱节教学现象,基于此,通过丰富STEM教育理念下3D打印技术的实践教育,可有效提高教师3D打印技术水平,激发学生对3D打印技术的兴趣。所以,STEM教育理念下3D打印快速成型技术应用在教学中,能够有效更新教学方式,与此同时,更能进一步延展课堂容量。所以,3D打印技术在小学教学中应用是可行的,也是国家培养信息技术人才的需要。
  老师在教学中,充分利用跨学科知识强化对3D打印技术原理的认知,并根据学情、教学内容等充分应用3D打印技术。由此,学校充分发挥各自在技术、资源等方面的优势,构建新生态、打造新动能,共同推进3D打印技术建设的发展,让3D打印技术在教学中得到充分、有效应用。新技术的融合应用势必影响课堂教学模式的改革。例如,在讲“海上日出”这篇课文时,如果用单纯的语言来描述日出画面及太阳冉冉升起时的过程,会使学生感到枯燥乏味,难以激发兴趣。而运用3D打印快速成型技术,则可以多样化地展示动态的画面,如在课件中可以通过3D打印快速成型技术,模拟打印出《海上日出》的变化情景,动态演示《海上日出》的全过程;展示“海上日出”3D打印出的图片等,吸引学生的注意力,使学生保持浓厚的学习兴趣,自觉主动地去品味学习。
  与此同时,在STEM教育理念下,倡导3D打印快速成型技术在课堂应用的基础上,老师充分应用3D打印快速成型技术教学,与学生进行友好、融洽的交流沟通,从而调控好教学氛围。同时,教学中加强翻转课堂、多媒体教学等3D打印技术教学的可持续性发展,构建专业的3D打印技术教学模式,促进课堂教学改革。
  (二)多元融合线上线下教学资源,丰富教学内容
  通过STEM教育理念下3D打印快速成型技术的教学模式,老师可以多元融合线上线下教学资源,丰富教学内容,这样能够让学生可以真正喜欢老师的教学方法,以及在教学中改善优化,更能够带来教学内容的扩展教学。
  对于高中而言,涉足教学教育3D打印快速成型技术领域都是以“填补一个空白,踏入一个领域”来形容。在高中的教育构架之中,“软件+硬件+内容+服务+运营”的3D打印快速成型技术战略化布局,上下游链条相辅相成,不断延展。加之高中多元融合线上线下教学资源,丰富教学内容,使其教学教学知识不断组合、不断完善的过程,也正是这个行业变化的过程,每一步都踩着中国教育3D打印快速成型技术发展的节拍。
  对于小学而言,运用STEM教育理念下3D打印快速成型技术形象地创设情景,缩短时空差距,使学生有身临其境的感觉,能够有效的培养学生的思维能力,由此来激起学生对信息技术探究的兴趣。
  3D打印技术的发展促進3D打印技术与教学的深度融合,如果没有资源,没有数据的导入,根本谈不上融合,更不可能有深度。特别是对于现行的课改教材而言,范围广、年代远、文化底蕴深厚、现代信息强,借助传统教学方式难以获得理想的教学质量,所以如果适当应用3D打印快速成型技术教学,让各类信息数据在课堂中流转、共享,为学生们提供不同维度的教学数据。由此促使学生始终处于积极主动的学习状态,进一步激发学生的学习兴趣,有效提高教学的质量和效率。
  (四)加快搭建统一平台,统筹信息化教学应用
  建设以“信息化教学智能分析,信息化教学自主推送”为特征的控制平台。搭建统一STEM教育理念下3D打印快速成型技术平台,形成系统化、集中化的学科信息化教学采集管控机制,从而实现其信息化教学的快速处理,切实提高其教学效率,为基于STEM教育理念下3D打印快速成型技术的学科教学发展奠定更为夯实的基础。
  三、结论
  在教学中,培养学生良好的学习习惯和学习兴趣是根本所在,而且这也是教学的首要目标以及任务。作为老师,在教学阶段,应该尊重学生的要求,基于STEM教育理念下3D打印快速成型技术在教学中应用,促进多技术融合教学,多元融合线上线下教学资源,丰富教学内容,优化师资团队,进一步推动其教学发展。
  此文,通过对STEM教育理念下基于3D打印技术教学可行性及实际应用等问题的分析探究,就学生在学习中面对教学可能存在的问题来进行详细的剖析,进一步提出对应的解决方案,结合STEM教育理念下3D打印快速成型技术背景,帮助解决及改善教学的问题,可切实提高教学质量。以此证明,3D打印技术在教学中应用是信息时代的要求,是新时代教育赋予我们的使命,具有一定的可行性和使用价值。
  参考文献
  [1]刘莉.STEM教育理念下3D打印快速成型技术在教学模式的应用[J].编辑学报,2020,32(03):338-341.
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