魏蕭婉 倪亮 謝永朋

摘 要 隨著時代以及現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)的發(fā)展，3D技術(shù)越來越多地運(yùn)用于課堂教學(xué)中，不僅給教師和學(xué)生們帶來極大的方便，還改變了傳統(tǒng)課堂的黑板書寫式教學(xué)的模式。通過3D技術(shù)，在小學(xué)課堂上教師與學(xué)生們可以看到真實的圖形，并且能夠直觀的感受課本學(xué)習(xí)內(nèi)容。這很大程度上增添了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及感受，還增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新與實踐能力，同時能提升學(xué)生的動手能力與創(chuàng)造性思維。

關(guān)鍵詞 3D技術(shù) 小學(xué)課堂教學(xué) 數(shù)學(xué) 科學(xué) 語文

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

如今，隨著STEM教育在國內(nèi)外的興起，3D技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用日趨廣泛。3D信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的影響非常地大。3D技術(shù)從本質(zhì)上培育學(xué)生的創(chuàng)新能力和想象與動手能力，指導(dǎo)學(xué)生入手驗證做各自構(gòu)想的圖像，同時加強(qiáng)合作能力與溝通能力。從中可以看出3D技術(shù)在課堂教學(xué)方面的應(yīng)用不容忽視了。而且我們可以通過三維課堂教學(xué)來提高教育質(zhì)量和效果，三維技術(shù)與課堂教學(xué)整合的意義就在于此了。

廣義上的三維指的是三個維度，通常稱為三維，這三個維度蘊(yùn)含了人類視覺所感受到的空間的長度、寬度和深度。它是長的，寬的，高的，換句話說，就是立體圖像。

1 3D技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的融合

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，特別是在幾何教學(xué)中，我們能夠運(yùn)用直觀的幾何方法，把抽象思維與形象思維有機(jī)聯(lián)系起來，充分展現(xiàn)問題的本質(zhì)，突破認(rèn)識上的困難。如何培養(yǎng)學(xué)生的幾何直觀能力是值得教師思索的。

一維是線，只有長度。二維是一個由一個區(qū)域的長度和寬度組成的平面。這三個維度是二維加上一個高分量。這些是幾何學(xué)習(xí)的基本知識，也很難學(xué)習(xí)。同時，他們也應(yīng)該成為教師的教學(xué)重點。特別是，點，線，面和體之間的關(guān)系，如何使用動態(tài)，幾何和直觀形式讓學(xué)生理解平面二維過渡到三維空間的方式？突破這些問題有利于深入研究相關(guān)知識，有利于思維的分化和深化。

一些在線3D幾何教學(xué)軟件，比如精美的3D軟件，例如在談?wù)撔D(zhuǎn)體，線條，面部平行和垂直判斷內(nèi)容時，可以在講話時畫出。操作也很簡單。用點工具構(gòu)建繪圖點，設(shè)置控制點，動畫和變量。同時讓學(xué)生在領(lǐng)獎臺上體驗非常好。使用三維立體幾何軟件的最終目的是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和動手能力。

2 3D技術(shù)與小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)的融合

在一些需要實景加深理解的課堂中，例如地理科學(xué)課的地形圖，老師為學(xué)生提供3D沙盤模型。有了它的支持，學(xué)生們可以使用自己的操作在沙盤上立體顯示幾種類型的地球。常見的地形還顯示輪廓，可讓學(xué)生比較不同地形上的高程。

目前，豐富多樣的信息化教學(xué)方式不僅可以導(dǎo)致高質(zhì)量的講座式課堂教學(xué)，而且為學(xué)生進(jìn)行發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)，甚至提供虛擬模擬式培訓(xùn)機(jī)會創(chuàng)造條件。 3D打印模式鼓勵學(xué)生根據(jù)學(xué)生思維的活躍和活潑的本性進(jìn)行思考和練習(xí)。這讓學(xué)生在自主探究和合作學(xué)習(xí)的過程中受到啟發(fā)，從而加深了他們對概念的理解。在手工課堂上，借助3D打印，學(xué)生可以創(chuàng)作出許多作品和游戲工具，例如汽車模型。在建立3D模型的過程中，學(xué)生會接觸到學(xué)習(xí)的各個方面，并增加他們對學(xué)習(xí)的興趣。幾何對于學(xué)生來說通常很難理解。 3D打印技術(shù)允許學(xué)生感受和學(xué)習(xí)幾何圖形。 3D技術(shù)著眼于教學(xué)活動的整體優(yōu)化，并堅持學(xué)生的全面發(fā)展。堅持教師主導(dǎo)和學(xué)生主體，探索多種教學(xué)模式，并優(yōu)化教學(xué)過程，方法和手段。

市場上有很多相對容易操作的三維設(shè)計軟件，我們可以將其引入到課堂教學(xué)中。例如，Autodesk開發(fā)的一系列設(shè)計軟件可以輕松讓學(xué)生學(xué)習(xí)建模。學(xué)生的個人作品將直接打印在3D打印機(jī)上。通過市場的3D設(shè)計軟件，課堂教學(xué)內(nèi)容的3D顯示簡潔高效，教師和同學(xué)的采購成本更低，操作難度更低，幾乎可以讓全班同學(xué)學(xué)習(xí)，特別是對于在傳統(tǒng)的課堂黑板寫作教學(xué)中學(xué)習(xí)成績差的學(xué)生，這將大大提高這些學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣，從而提高課堂內(nèi)容學(xué)習(xí)的效率。

教育的目標(biāo)之一是激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高他們的實踐能力。在傳統(tǒng)教育模式中，父母或教師是否表現(xiàn)出重視過高的成績，不利于學(xué)生科學(xué)興趣的發(fā)展以及成長過程中學(xué)生創(chuàng)新思維能力的整體素質(zhì)。

選擇教學(xué)工具通常需要在做出選擇之前進(jìn)行許多考慮和比較。文康智能3D打印機(jī)已廣泛用于學(xué)校教學(xué)工具的選擇?！癡alue Plus”3D打印機(jī)是一款高精度3D桌面打印機(jī)?！耙愿呔热S打印機(jī)設(shè)計值的發(fā)展+”鍵，系統(tǒng)排出穩(wěn)定性和更換噴嘴直徑被改變時，在課堂上使用是一個意外的延遲，以及能夠定位系統(tǒng)在印刷過程中直接對學(xué)生進(jìn)行印刷，還可以使用7英寸的觸摸屏，可以讓學(xué)生直接進(jìn)行簡單的操作，與各種課堂學(xué)習(xí)在課堂上積極配合，可以了解玩具，制造文具。“玩具”課可以調(diào)動學(xué)生的參與熱情和興趣，同時培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。

小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的難點在于使用直觀的模型向?qū)W生展示抽象的數(shù)學(xué)概念和規(guī)律，并促進(jìn)學(xué)生的理解和掌握。3D打印技術(shù)為教師提供技術(shù)支持來展示形成數(shù)學(xué)抽象的過程。

在畢達(dá)哥拉斯的三維幾何定理和三角函數(shù)的教學(xué)中，它們通常保留在平面的顯示中，在想象中和計算水平上。在3D打印技術(shù)的支持下，教師可以使用最直接呈現(xiàn)給學(xué)生演示的3D技術(shù)，促進(jìn)學(xué)生理解和推理他們的過程，理解抽象的數(shù)學(xué)概念和知識，并幫助增加空間感立體的學(xué)生。

三維全息投影是一種基于干預(yù)和衍射原理來記載和再現(xiàn)物體實際三維圖像的三維技術(shù)。這是一種不必要用眼鏡就能看到三維虛擬人物的觀察技術(shù)。其原理是在拍攝過程中記錄物體的光波信息，并依據(jù)成像過程中的衍射原理重建物體的光波信息，從而得到物體的真實三維圖像。

這項技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到舞臺和動畫制作以及博物館。2015年春晚李宇春演唱《蜀繡》中同時出現(xiàn)5個李宇春。

同樣，我們還是可以把它應(yīng)用于教育上。例如在低年級的活動課上，我們可以利用這項技術(shù)“復(fù)活”一些卡通人物，比如動漫視頻《小豬佩奇》，《熊出沒》，和小朋友們以前唱歌、跳舞，增加課程的樂趣，還可以跟孩子們互動，游戲，學(xué)生肯定非常喜歡。在小朋友們觀看動畫視頻的過程中，將3D全息投影設(shè)備應(yīng)用于電腦中，當(dāng)一個個生動、逼真的卡通人物出現(xiàn)在孩子們面前，甚至能和孩子們進(jìn)行簡單的溝通交流時，這或許能激發(fā)孩子們對卡通人物的強(qiáng)烈好奇，從而有更深層次地對于這些卡通人物的了解需求。借鑒以上想法，當(dāng)3D全息投影應(yīng)用到高年級的語文教學(xué)課中，比如唐代詩人李杜的《廬山瀑布》，在向同學(xué)們講解詩詞含義的同時，將廬山瀑布的3D全息投影畫面投入課堂上，使得同學(xué)們更能身臨其境，感受祖國的大好河山，也能更簡潔高效的了解詩詞內(nèi)容，為了提高學(xué)生想象力，更好的開拓學(xué)生的發(fā)散思維，保持對新鮮事物的強(qiáng)烈好奇，遇到新鮮事物后，會第一時間去進(jìn)行了解。

在應(yīng)用于語文課堂教學(xué)之后，該技術(shù)同樣適用其他小學(xué)課程內(nèi)容，包括數(shù)學(xué)、英語、自然、科學(xué)甚至美術(shù)課堂中。該技術(shù)的引用，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，動手能力和思考能力。

總之，無論是在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式中，還是自主學(xué)習(xí)，都要擅于用技術(shù)武裝自身，使抽象更具體。特定的學(xué)習(xí)經(jīng)歷是形象經(jīng)驗的基石。所以，我們應(yīng)該充分使用特定學(xué)習(xí)經(jīng)驗的基礎(chǔ)，更好地與抽象學(xué)習(xí)經(jīng)驗相結(jié)合。總之，3D技術(shù)本質(zhì)上是多媒體技術(shù)的延展，是虛構(gòu)現(xiàn)實科學(xué)技術(shù)的延伸。它拓展了人的感知能力，促進(jìn)了人的思維能力的進(jìn)一步發(fā)展。整合教學(xué)勢在必行。

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