3d打印教学工作总结

3d打印教学工作总结（精选8篇）

篇1：3d打印教学工作总结

教学内容及目标：

接触学生、了解学生，与学生互动使学生熟悉自己，并让学生对3D打印有直观的概念，并为第二课时做好课程导入部分留下悬念。

教学的重点和难点：

1、安全教育，在3D打印过程中打印机的何部不能触碰。

2、教学对象分组，将10人分为2人一组的教学小组，如多出1人，与教师1组。 教学对象分析：

学习本课的学生年龄一般都在8～13岁之间，该年龄段的`学生对新鲜事物注意力较持久，他们善于探索，敢于质疑，敢于创新，这些学生都已具有一定的自主学习能力，并初步掌握了电脑操作。3D打印的课塑造性可以很好的激发其学习兴趣。

教学策略：

本课的教学目标，是要让学生了解3D打印的大概概念，对3D打印进行浅入浅出的引导，充分调动学生学习的积极性。

教学过程与分析：

教学内容及目标：

使学生初步了解本课时所用的2D转3D软件操作选项，引导学生做出2D模型转为3

D，导出模型，并为第三课时做好课程引导。 教学的重点和难点：

1、使学生了解软件操作选项。 2示范操作，指导学生操作。

教学对象分析：

学习本课的学生年龄一般都在8～13岁之间，该年龄段的学生对新鲜事物注意力较持久，他们善于探索，敢于质疑，敢于创新，这些学生都已具有一定的自主学习能力，并初步掌握了电脑操作。3D打印的课塑造性可以很好的激发其学习兴趣。

教学策略：

本课的教学目标，是要让学生初步掌握2D转3D软件的操作方式，加深对3D模型认识，充分调动学生学习的想象力，提高学生的空间思维能力。

教学过程与分析：

教学内容及目标：

模型切片教学，打印教学;使学生了解操作切片软件，了解打印步骤。

教学的重点和难点：

1、切片软件的设置，切片软件的操作方式 教学对象分析：

学习本课的学生年龄一般都在8～13岁之间，该年龄段的学生对新鲜事物注意力较持久，他们善于探索，敢于质疑，敢于创新，这些学生都已具有一定的自主学习能力，并初步掌握了电脑操作。3D打印的课塑造性可以很好的激发其学习兴趣。

教学策略：

本课的教学目标，通过示范法使学生学会操作切片软件，导出切片文件，提高学生动手能力。

教学过程与分析：

课后如有条件召集家长，登记联系方式，并告知STEAM概念，以STEAM教学方式为方法提高孩子3Q：IQ、EQ、AQ，反馈教学中孩子学到什么

篇2：3d打印教学工作总结

3D打印技术作为新兴的世界科技前沿技术，我校有幸于2014年5月接收到江南嘉捷电梯股份有限公司捐赠的两台3D打印机。为了让学生了解当今世界前沿技术，依托学校优越的资源，2014年9月在我校信息技术组郭松柏老师和高一（1）班周义韬同学的组织下创建了3D打印社团。

社团以培养学生三维设计兴趣爱好为基础，增强学生的合作精神、探讨三维模型设计和三维打印技术技能，发掘培养人才为宗旨。本着自愿参加，相互协助，共同进步的原则，面向高一学生招募了20名成员，每周日下午4点到5点时间活动。

为了便于开展活动，3D打印社团自主建立了3D打印社团资源共享QQ群，方便了老师的指导和学生们的交流，学生设计完成后放到群共享里面，老师的意见也可及时传达，方便同学们的设计与更改。同学们之间也因此得到了一个更便捷更快速相互学习与讨论的空间，使得效率与质量同步快速提升。

篇3：3D打印与学科融合的教学探索

●测量应该成为3D打印课程的第一步

工程设计要求规范和精确,测量数据的精确为其提供了保证。学生在常规物理课堂中的测量是测一测课桌、书本的长宽高,学生对测量精度、测量工具对测量精度的影响、误差等概念没有深刻的体验。我们可以结合做一个Scratch小车的例子,让学生通过测量Arduino板的长宽、孔距,然后通过3D技术设计打印出小车地盘,通过一个简单的工程设计深切地体验测量的重要性,这应该是STEM课程所追求的。在课程设计上我们进行了如下尝试:

1.小车外形设计

现实生活中的车辆设计一般都采用车身和底盘分离的方式,我们在设计的时候也可以参照这种设计方法,采用车身和底盘分离的方式,这样可以让智能小车更具有拓展性。车身决定小车的外观,可以用3D技术实现,也可以通过其他方式实现,如我们要设计消防车、救护车、警车等,可以通过设计车身来体现。底盘主要是用于承载Arduino控制板、超声波传感器、电池盒、舵机、车轮等器材,对强度和精度都有一定要求,我们采用3D技术实现,如图1所示。

设计好底盘之后,我们可以给小车设计一个漂亮的车身,可以3D打印,也可以用其他材质手工制作。

2.数据的采集

为了将各种器材固定到底盘上,需要在底盘上设计好放置器材的位置,在合适的地方开孔,方便将来用螺丝把器材固定到底盘上。那么怎么才能让器材跟底盘完美地结合在一起呢?这时候就需要用测量数据来确定器材在底盘上的位置,用尺寸来确定开孔的大小。为了更精确地采集到各种器材的数据,建议用游标卡尺进行测量(如下页图2)。

动手测一测:请测量各种器材的尺寸,把测量结果填到相应的表格中。测量器材长宽高时,我们要测量它的最高点、最长点和最宽点,这样才能保证在装配时能够有足够的空间可以容纳下该器材(如图3)。

这种基于动手实做的学习可以帮助学生更好地理解物理学科中的测量、误差等概念,以及误差和测量工具有关,因为如果用他们自己的普通刻度尺误差很大,器件是安装不到小车底盘上的。

●3D建模体验数学的魅力

3D建模技术对学生建立立体几何的概念有着天然的优势。在课程设计中通过建模软件(如草图大师、123D等)可以让学生很容易理解点、线、面、体等概念,理解各种视图方式。我们进行了如下课程设计:

1.什么是3D

我们要设计3D的物体,你有没有想过,什么是3D?D是英文单词dimension的缩写,在这里可以翻译成为维度,3D也就是我们说的三维,是指在平面二维系中又加入了一个方向向量构成的空间系。三维既是坐标轴的三个轴,即x轴、y轴、z轴,其中x表示左右空间,y表示上下空间,z表示前后空间,这样就形成了人的视觉立体感。简单说三维物体就是具有长、宽、高三个维度信息的物体,它能使我们产生立体的视觉。三维和二维的区别很明显,如正方形与正方体等(如图4)。仔细想想我们生活的世界,是不是到处充满了几何图形的影子?

看完图5的这两幅图片你对建立一个3D物体有什么想法?

一个复杂的3D模型其实可以分解为各种基本的几何体,而这些基本的几何体又是通过基本的几何图形旋转或推拉而成。接下来,我们就从基本开始,制作一个立方体。

2.制作立方体

现在我们要采用一款使用简单,但是功能却很强大的软件来学习制作3D模型文件,这款软件叫做Sketch Up,是一款直接面向设计方案创作过程的直观、灵活、易于使用的设计工具,区别于其他三维设计软件,Sketch Up更多关注于设计过程,能够满足与客户即时交流的需要,它就像电脑艺术设计中的“铅笔”,被誉为“草图大师”。接下来我们就采用“草图大师”来绘制一个立方体(如下页图6所示)。

简单设计之后,再通过3D打印机打印出来,学生真实的体验可以增强他们对知识的理解,后期可以加入各种几何体组合让学生设计“橱子”、“跳棋”、“雪花”……

●通过真实问题的情境引入增加对工程课程的理解

3D技术的最终价值是它的工具性价值,作为工具就要体现它的实用性。所以我们在课程设计中应该用真实生活中的实例导入,让学生认识到3D打印机就如常见的普通打印机一样,只是我们生活中用到的一种工具,有了这样一种思想,就会很自然地把它应用到日常生活中。

现代的工业制造,为了降低成本,抹杀了很多个性化的需求,而以3D技术为代表的桌面加工业却可以弥补这一不足。我们经常会遇到这样一些“小麻烦”:家中的某些物品因为丢失或者损坏了一个小部件而不能正常工作;与孩子一起动手制作玩具时,需要一些异形的小零件却无处购买;晚上家里的某个设施出现了小故障,破损的零件暂时找不到替代品;想把自己的创意和设计变成实物,却无法实现……这些小麻烦可以用工业化方式解决,如果你掌握了3D打印技术,也可以用3D打印的方式解决。

家里的水龙头把手因为用力过度或者老化坏掉了,我们可以去超市买一个回来更换掉,也可以用3D打印机打印一个临时的水龙头配件,以解燃眉之急(如图7)。

制作水龙头配件的操作流程如下:

1获取水龙头配件关键部位的相关数据。建议使用游标卡尺测量,如果没有游标卡尺,也可以使用普通的米尺替代,不过使用游标卡尺测得的数据比较准确,可以大大降低将来打印实物的废品率。我们要打印一个如图7的圆形的水龙头把手,得到的相关数据如下表所示:

2选择使用3D设计软件开始设计。使用的设计软件是草图大师(SketchUp),它是一款免费的3D建模软件,具有界面友好、功能强大、操作简单等特点,完全可以在短期内掌握使用。打开草图大师后,经过平面画圆、平面画矩形、推拉成体这样简单的三个操作,3D版的简易水龙头把手就这样在3分钟内搞定。3D效果如图8所示。

3对stl文件进行切片,常用的开源软件有Repetier Host中的Cura“进行切片”。切片前可以先设置好打印速度、打印精度、打印温度、填充率等相关的打印参数,然后进行切片。这时我们设计的3D模型将被转换为打印机可以识别的G代码,形成一个gcode文件。建议打印时最好先打印一个试用品。试用品的填充率可以调至10%左右,这样可以大大缩减打印时间和打印成本。

经过这样一个基于真实问题的项目设计和实施,学生不但加强了对3D打印技术的工具性理解,而且还通过后期的应用观察,了解了打印物品材质不同对使用带来的影响,进而引发了他们对打印材质的思考。

●3D打印自制教具

随着3D打印技术普及,一线教师已经开始探索将3D打印技术应用到教具设计,图9是上海行知实验中学的陈岭老师用3D技术设计的一些教具,我们也在这方面做了一些尝试。可以大胆设想一下,也许在可预见的未来会在某个网络平台有着一线教师设计的丰富的教具的3D模型文件,学校只要有一台3D打印机,教师们就可以借助于3D打印技术,打印出一线教师自己设计的接地气的教具,而不是仅仅依赖于生产厂家。

篇4：3D打印机及其工作原理

最近几年，3D打印机的价格已经能让中小企业负担的起，从而使得重工业的原型制造环节进入办公环境完成，并且可以放入不同类型的原材料进行打印。

因为快速成型技术在市场上占据主导地位，3D打印机在生产应用方面有着巨大的潜力。3D打印技术在珠宝首饰、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航天、牙科及医疗方面都能得到广泛的应用。

每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。

打印耗材由传统的墨水、纸张转变为胶水、粉末，当然胶水和粉末都是经过处理的特殊材料，不仅对固化反应速度有要求，对于模型强度以及“打印”分辨率都有直接影响。目前的3D打印技术能够实现600dpi分辨率，每层厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。当然受到喷打印原理的限制，打印速度势必不会很快，目前较先进的产品可以实现每小时25毫米高度的垂直速率，相比早期产品有10倍提升，而且可以利用有色胶水实现彩色打印，色彩深度高达24位。

由于打印精度高，打印出的模型品质自然不错。除了可以表现出外形曲线上的设计，结构以及运动部件也不在话下。如果用来打印机械装配图，齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动，而腔体、沟槽等形态特征位置准确，甚至可以满足装配要求，打印出的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。同时粉末材料不限于砂型材料，还有弹性伸缩、高性能复合、熔模铸造等其它材料可供选择。

篇5：3D打印机工作原理分析浅谈

说到3D技术我们肯定不会陌生，在近年间3D技术得到广为的流传，尤其在办公方面。听到3D打印这个词您是不是就觉得酷酷的？又神奇又好奇？现在的3D市场涉及到的领域特别多，3D打印机在建筑设计、食品制作、微型模型、复杂结构、零配件、趣味模型等领域都已经有了一定的应用。

其实在国外市场3D打印机已经是一类比较成熟的设备，按照物体的大小和材质来分，立体打印机也是多种多样的，大小和价格都是不同的，仅仅知道这些可是不够的，想要了解3D打印机的原理和技术吗？我们一起往下看：

3D打印机最早出现在上世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。3D与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。

3D打印机和普通打印机的差异

随着现在社会的不断进步和发展，人们对需求的日益化提高，很多原有的东西已经不能满足人们，普通的打印来说应用范围太过于狭小，这时候很多人开始琢磨3D打印技术和3D打印机。

对于打印机来说，更多的人们只知道喷墨打印机和激光打印机，其实按打印机组件来分析，包括3D打印机在内，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的，3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后在进行打印输出，其实可以打印很多

类型的东西，等着我们不断开发。

其实说到普通打印机和3D打印机最大的差别就在于耗材不同，普通打印机的耗材是由传统的墨水和纸张组成的，而3D打印机主要是由胶水和粉末组成的，都是经过特殊处理的材料，但是对固化反应速度和模型强度以及分辨率都有很大关系。

3D打印技术蓝图变实物

说打印机之前我们先来说说3D打印技术，在上世纪90年代中期，利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。这个技术在如今的社会中涉及到了各个领域，得到了不错的应用，大家通过它来制作实物，制作医学物品，制作建筑材料，制作服装等等。

其实3D打印的工作原理是很简单的，基本与普通打印机的工作原理相同。简单点说就是主要通过电脑连接和打印机内部的耗材来完成的，通过打印材料和三围立体模型一层层的叠加，最终把蓝图变成实物。

3D打印技术能够实现600dpi分辨率，每层厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。受到喷打印原理的限制，打印速度势必不会很快，较先进的产品可以实现每小时25毫米高度的垂直速率，相比早期产品有10倍提升，而且可以利用有色胶水实现彩色打印，色彩深度高达24位。

3D打印机工作原理特点优势

我们对3D打印技术有了一个初步的了解，对接下来我们要介绍的3D打印机就更容易理解了。3D打印机又叫做三维立体打印机，要说3D打印是添加剂制造技术的一种形式，在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建的话，3D打印机就是对于其它的添加剂制造技术而言的，具有速度快、价格便宜、高易用性等优点。

3D打印机就是可以打印出真实物体的设备，功能上与激光成型技术一样，采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。3D打印机在生产应用方面存在着巨大的潜力，并在珠宝首饰、工业设计、建筑、汽车、航天、医学高领域打偶得到了广泛的应用。

3D打印机应用及技术展望

3D打印机作为紧跟3D潮流的迅猛发展的产业，被称为改变未来世界的创造性科技，不仅改变了许多

工厂的生产方式还带来制造业的新革命，接下来还将打进家庭内部，给我们的生活带来翻天覆地的变化。

3D技术现在得到了很广泛的应用，但是因为产品的价格依然很高，使用率还是少数，虽然3D打印机价格不断降低，但是很多厂家、设计院和大学也只是开始准备配备中，并没有得到很好的普及。

篇6：3D打印技术学习心得体会总结

目前有立体平板印刷术(SLA法)、选择性激光烧结法(SLS法)、逐层轮廓成型法(LOM法)、光掩膜法(SGC法)、融化沉积法(FDM法)、陶瓷壳法(DSPC法)等3D打印方法被提出【1】。

1、立体平板印刷术(SLA法)又称立体光刻造型技术(SLA)：光刻在光固化树脂槽内进行，槽里面充满了可以紫外线照射固化的液体，液体内有一个可以举升的平台，紫外线激光会从底层做起，固化最底层的，然后平台下移，固化下一层，如此往复，直到最终成型【1】。

优缺点：精度高，成型面平滑，但是使用材料种类受限，不能多色打印。

2、选择性激光烧结法(SLS法)： SLS工艺是利用粉末状材料成形，将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平;用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面;材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成形的部分粘接;当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面【1】。

优缺点：1)比SLA法成品坚固，通常可以用来制作结构功能件;2)激光束可对多种材料成型，如尼龙、弹性体和金属;3)可以成型结构相当复杂零件;但是由于没有碾压步骤，Z向精度不易保证，表面粗糙度相对较低【2】。

3、逐层轮廓成型法(LOM法)：LOM法主要用于高分子和低熔点金属成型，工艺流程主要为铺料带，热压，激光切割，移除废料带。

优缺点：使用料带，铺设方便，只需切出内外轮廓，速度较快，成本较低。但成型形状和材料受到局限【3】。

4、光掩膜法(SGC法)：使用可编程控制的光膜照射树脂成型，光掩膜上的图形是掩膜机在模型片参数控制下，利用电传照相或静电喷涂而形成零件断面图形，零件断面部分通过紫外线固化。

优缺点：采用高能激光器，成型速度快，可省去支撑结构，方便修改，精度达正负0.1%;但是工艺相对复杂，可选材料少，感光过度会使树脂失效。

5、融化沉积法(FDM法)：使用PLA材料打印，融化后的PLA材料通过挤出头，按照3D模型数据进行逐层涂布堆积成型。

优缺点：PLA材料较为环保，成品强度和刚度高，尺寸稳定性好，适于制作组件;但打印材料受限制，打印主体完成后需手工清理。

6、陶瓷壳法(DSPC法)(Direct Shell Production Castion):根据零件形状和材料选择零件的铸造收缩率、铸造圆角加工余量等，设计陶瓷壳体三维模型，然后逐层涂敷陶瓷粉末并在壳体截面形状喷涂粘接剂，烧结喷涂得到壳体，最终以壳体为铸模铸造得到零件【5】。

篇7：3d打印教学工作总结

【内容摘要】数学课堂教学中，作者认为好的教具能够形象直观的反映一些抽象的数学模型，有助于学生认识理解和掌握抽象的数学理论知识，进而促进良好数学思维的形成.随着信息技术的发展，3D打印技术日趋完善，且成本趋于市场化、大众化，更有利于制作一些特别的、个性化的教具，以便服务于教学。

【关键词】3D打印技术 数学教具 课堂教学

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用PC材料等热塑性材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术.3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成，只不过3D打印机喷的不是墨水，而是液体或粉末等“打印材料”，打印原理是一样的.打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体教具模型，然后再进行打印输出。

一、3D打印大众化普及的趋势

1.桌面级3D打印机及耗材价格

根据3D打印技术种类的不同，3D打印机的价格也有很大差距，对于打印教具而言，以往大多数桌面级3D打印机的售价在两万元人民币左右，而现在一些国内研发的产品价格仅在两千到一万元左右。打印材料大多使用尼龙条或塑料耗材，而现在市场上销售的3D打印机专用耗材ABS通常在100元左右，PLA塑料丝在200元左右，已经比较实惠，对于教育经费投入逐步加大的大多数学校来说，购买几台甚至几十台桌面级3D打印机已经不是问题，况且耗材费用也比较经济。

2.3D打印设计软件的普及

基于3D打印民用化普及的趋势，3D打印文件的设计平台已经从专业的设计软件向简单的设计应用发展，网络上比较成熟的平台有基于WEB的3D设计平台3D Tin，另外，一些网站也相继推出了基于各种开放平台的3D打印应用，大大降低了3D设计的门槛，甚至有的应用已经可以让普通用户通过类似玩乐高积木的方式设计3D模型。所以教师学习简单的3D打印设计软件，掌握基本的3D打印技术是未来的一种趋势。

二、未来数学教具的制作需要3D打印

1.3D打印数学教具

3D打印技术是以数字模型文件为基础，通过三维造型软件或三维扫描仪制作出三维模型，再利用3D打印机就可将设计的任何有益于教学的模型很方便的打印出来，最终呈现在课堂上，学生可以对照实物模型学习理论知识，加深对理论的理解。

2.利用形象、直观的教具反映一些抽象的数学模型，课堂效果更佳

在数学教学中科学有效的使用教具，不仅能调动学生学习的积极性，激发学生的直觉形象思维，而且能使抽象的数学模型变得形象直观，利于学生更好的理解和掌握。3D打印可用于制作增强型的立体教具、学具，可视化教具。对提高课堂教学的效率和效果有显著的促进作用。原?淼慕萄С【跋拢?教师多使用语言和图片描述教学内容，形象直观的立体教具较少配备，或是无法定制。3D打印提供了更多的创造空间，教师可以自行制作某些教具，并在课堂上展示.学生也可以观察、触摸和组装这些教具，这种方式显然要比原来的教学效果更好。

3.3D打印的教具会在未来教学中得到普及

在数学课堂教学中使用教具，可以培养学生的学习兴趣，促进数学概念的形成，儿童认识规律是“感知――表象――概念”，而操作教具恰恰符合这一规律，能变学生被动地听为主动地学，充分调动学生的各种感官参与教学活动，通过感知形象直观的教具，获得感性知识，形成知识的表象，并诱发学生积极探索，从事物的表象中概括出事物的本质特征，从而形成科学的概念。还可以帮助学生理解算理知识，提高解决数学问题的能力，培养他们的创新能力。加强数学思想方法的渗透，是突出数学本质，提高数学能力的重要组成部分。如数形结合的思考方法，变换思想，对应、集合的思想，估测意识以及分析、综合、转化、归纳、类比等基本思考方法，这些都是发展学生数学思维能力，提高学生数学素质不可缺少的金钥匙。在课堂教学中，充分利用教具和学具，可有利于加强数学思想方法的渗透。

因此，高效课堂教学要求师生教具制作的智能化、简便化、个性化，这一定会使3D打印技术在教具制作中的应用得到大力发展。

结束语

本文试图通过对3D打印技术以及3D打印机民用化普及的趋势，分析3D打印技术在数学教具制作中的作用，及部分数学抽象模型直观化反映的可行性，进而提高学生对数学学习的兴趣和创新能力。并且展望未来教学对3D打印技术的需求，让成熟的3D打印技术为高效课堂服务。

【参考文献】

[1] 王德花，马筱舒.需求引领 创新驱动――3D打印发展现状及政策建议[J].中国科技产业，2014，（8）：46-53.[2] 匡 鑫，3D打印技术在教具制作与教学中的应用[J].南方农机，2015.12：64.[3] 吴菲菲，段国辉，黄鲁成，等.基于引文分析的3D打印技术研究主题发展趋势[J].情报杂志，2014，（12）：64-70.【本文系甘肃省教育科学“十二五”规划2015年度“陇原名师”工作室专项课题“基于TMPCK理念的初中课堂教学研究”（课堂编号GSGB[2015]MSZX043）成果之一.】

篇8：3D打印在教学中的应用

● 3D打印在学科课堂教学中的应用

3D打印出的教学模型具有具体、直观、形象的特点。教师利用3D打印出的教学模型在课堂上进行讲解, 使教学内容直观、生动、形象, 有利于学生理解复杂抽象的教学内容, 从而突破教学的重点、难点。

例如, 基因控制蛋白质的合成这部分知识, 是生物教学的重点和难点, 将碱基序列转化成氨基酸序列是遗传信息表达过程, 复杂且抽象, 学生往往难以理解和掌握。但利用3D打印出“基因表达模型”, 教师利用“基因表达模型”边演示边讲解, 能把遗传信息的转录和翻译结合在一起的过程直观地展示出来, 将复杂、抽象的问题简单化、直观化, 使学生很快就理解了基因表达的过程。

● 3D打印在自制教学模型中的应用

过去, 教师在自制教学模型时, 尽管有很好的灵感和设计方案, 但由于材料及制作工艺的限制, 自制的教学模型往往比较简陋, 甚至有时因为材料难找或者造型加工困难而不得不放弃, 3D打印技术的出现, 使得这一问题迎刃而解。利用3D打印, 不仅可以快速打印教学模型, 还可以对教学模型进行修改。

目前, 学校使用的教学模型存在更新周期慢, 不能满足教学的个性化需求等不足。有了3D打印, 可以很好地解决这方面的问题, 教师可以根据教学需要, 自己设计制作个性化的教学模型, 可以对教学模型进行修改, 而且教师、学生也可以一起设计、制作教学模型。师生共同制作教学模型, 不仅能够帮助学生加深对重难点知识的理解和掌握, 还可以提高学生的学习兴趣。

● 3D打印在学生科技活动中的应用

3D打印机可制造传统方法难以加工甚至无法加工的复杂构体, 打破了传统制造的局限性。学生只要能把“想象”转化成三维数据模型, 就可以通过3D打印机打印出实物成品, 从而缩短了设计“想象”与“实物成品”之间的距离。因此, 可以将3D打印机、电脑、各种测试仪器等组建成创客实验室, 在实验室里, 学生可以将自己的“想法”打印出来, 使其变为现实。

例如, 在设计制作火箭机翼的科技活动时, 学生首先通过上网查找、搜集火箭机翼设计的相关资料, 学习相关知识, 然后自行设计火箭的机翼, 用3D打印出机翼等零件后, 进行空气动力学的风动测试, 最后对设计的机翼进行修改, 直到机翼设计达到预定目标。3D打印极大地拓展了学生的创新思维空间。

● 3D打印在毕业设计中的应用3D打印的快速打印功能, 可以快速将毕业设计变成实物, 极大地方便了毕业设计的效果检测及修改, 提高了设计的效率。过去, 由于制造材料、工艺技术的限制, 学生的毕业设计转化成为实物时间很长, 修改设计也需要花很长的时间, 非常麻烦, 现在, 我们有了3D打印, 就可以快速将设计转化成为实物, 方便了后期对实物产品进行试验检测, 及时发现问题并对设计进行修改。

例如, 在做桥梁设计时, 学生利用3D打印机打印出桥梁部件后, 通过实物组建桥梁, 不仅可以观察到设计的实际效果, 还可以分析检测桥梁的受力情况, 如果发现达不到设计要求, 可以及时对设计方案进行修改, 直到达到设计要求。

● 3D打印在教学模型资源库使用及共享中的应用

3D打印的基础是建立三维建模, 有了三维模型, 才可以打印实物。因此, 教师在教学应用中, 可以分门别类地建立各学科的3D教学模型资源库, 如物理教学模型资源库、生物教学模型资源库等, 供各学科师生使用。在教学中, 教师可以根据教学需要, 从教学模型资源库调取所需的教学模型进行打印, 也可以对教学模型资源库中的教学模型进行修改后打印, 还可以将自己设计的新教学模型添加到教学模型资源库中, 供其他教师共享使用。

例如, 机械制图专业可以建立机械制图的3D模型素材库, 在进行机械设计时, 师生可以从3D模型素材库中调取所需的零件模型, 也可以将师生设计的新零件模型添加到模型库中, 供大家共享使用, 这样设计效率大大提高了。另外, 对医学解剖、文物古迹等难以获取的模型, 也可以通过3D扫描仪进行扫描, 添加到3D模型资源库中, 供师生共享使用, 这样特殊的、难以获取的模型也可以在课堂呈现。

● 3D打印在教学方法改革中的应用

3D打印为教学方法改革提供了良好的条件。将3D打印融合到课程教学中, 有利于探究式教学法、任务驱动教学法、项目教学法的实施, 有利于学生体会到“做中学”的乐趣, 有利于激发学生的学习积极性和创新思维。

例如, 在学生学习潜水艇的原理之后, 教师可提出“设计制作简易潜水艇”这一任务。学生根据所学过的知识, 分小组上网查找潜水艇的相关资料, 设计出制作潜水艇的方案, 对设计好的潜水艇方案进行三维建模, 利用3D打印机将设计好的潜水艇各个部件打印出来, 组装成潜水艇模型。然后, 教师要求学生现场演示、测试潜水艇模型的性能, 师生一起对制作的潜水艇模型进行评价, 提出修改意见。“制作潜水艇”这一探究式教学实践, 不但激发了学生的学习积极性和创新思维, 提高了学生的动手能力, 而且促进了教学方法的改革。

● 结束语

尽管目前3D打印技术还面临着材料、成本以及三维建模等方面的问题, 但随着3D打印机成本的降低以及学校师生三维建模能力的提高, 相信3D打印将会逐渐走进课堂, 在培养学生创新能力、提高学生动手能力、促进教学改革等方面发挥重要的作用。

摘要：3D打印技术是近年来受到广泛关注的一种新型技术, 如何将3D打印技术应用到教学中, 已经成为众多教育工作者所关注的问题。本文通过一些具体案例, 探讨了3D打印在学科课堂教学、自制教学模型、学生科技活动、毕业设计、教学模型共享、教学方法改革等方面的应用。

关键词：3D打印,教学应用,教学模型,三维建模

参考文献

[1]李青, 王青.3D打印:一种新兴的学习技术[J].远程教育杂志, 2013 (4) .

[2]王萍.3D打印及其教育应用初探[J].中国远程教育, 2013 (8) .

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