3D打印技术在中职教师教学中的应用研究（精选五篇）

第一篇：3D打印技术在中职教师教学中的应用研究

前言

3D打印是一种快速成型技术，它以数字模型为基础，运用可粘合性材料，通过逐层打印的方式来塑造物体。与传统制造技术相比，其最大的区别在于增材制造。目前3D打印技术正从概念走向实践阶段，点燃了全球第三次工业革命的导火索。为了落实国务院发展战略性新兴产业的部署，我国制订了《国家增材制造产业发展推进计划（2015―2016年）》，其中明确指出：“我国加快转变经济发展方式和产业提质增效升级，亟需采用包括增材制造技术在内的先进技术改造提升传统产业。不断释放的市场需求将为增材制造技术带来难得的发展机遇和发展空间。”

中职教育作为为中国制造业培养技术人才和管理人才的摇篮，3D打印技术在中职教育中的应用有着非常广泛的市场和前景。3D打印技术的独特性

3D打印采用加法制造，可实现智能化设计 3D打印技术的完整流程为：在电脑中设计3D文件，生成CAD模型，然后通过数据处理过程，得到层片信息，接着工艺规划层片加工实现物理堆积过程，最终经过后期的处理，得到3D打印物体。这种离散―堆积原理和制造流程，将复杂的作业流程转换为数字化文件控制，实现了复杂工艺和加工技能的智能化控制与处理，不仅降低了制造业的技术难度，而且赋予了创作者实现其创新的可能性。比如欧美国家就率先尝试使用3D打印技术的智能化设计功能打印小型无人飞机、小型汽车和家用器具模型。甚至，在互联网飞速发展的情况下，已有探索者将网络的数据下载、电子商务的个性化制造和3D打印技术智能设计功能结合起来，进行一些个性化的定制。因此，3D打印技术在工业制造领域、文化创意和娱乐业、航空航天、国防军工、生物医疗等行业带来了新的创造力。

中职教育作为特殊的教育类型，3D打印技术的智能化设计功能不仅可带来中等职业技术院校教学方式和教学模式的改变，也会带来职业教育内涵的深刻调整，是一个值得思考和研究的新课题。

3D打印的累计成形特点，可实现脑力密集化生产 3D打印技术的关键技术为离散过程――工艺规划――堆积过程，其打印的物体几乎可以不受到结构复杂程度的限制，只要实现了智能化设计和材料的合理粘合，最终就可以实现产品的个性化定制。对某些行业而言，其产品的制造就突破了强度、精度等问题的限制，为智能制造提供了可能性，这就为制造业的改变带来无限的可能性。

以往制造业属于劳动密集型行业，企业多开设在人力成本低廉的发展中国家，设计和生产线之间的距离遥远。这样的长期发展，使得发展中国家不仅生态资源遭到破坏，而且设计受制于发达国家，无法实现经济的转型，使国家走上健康的发展道路。3D打印技术的出现，为制造业从劳动密集型行业转变为脑力密集型行业提供了可能，设计线和生产线可以合二为一，一旦设计完成即可生产，可根据市场的需要打印出产品。3D打印技术为发展中国家制造业的智能化转型提供了一条可行的道路。

我国作为制造业大国，大部分制造企业都属于劳动密集型行业，中职教育培养出来的技术人才都是为劳动密集型制造业服务。3D打印技术的出现，为中职教育提出一个值得思考的问题，那就是如何通过教学和学科的转型，来适应新的形势的发展。3D打印技术在中职教师教学中应用的价值

3D打印技术的应用为中职教师教学方式的转变带来可能 3D打印技术在教育领域中的应用已得到研究者的广泛关注，在欧美国家已经将3D打印技术引入基础教育、高等教育和职业教育领域。通过目前的研究来看，英国是首个将3D打印技术引入中职教育中的手工课堂的尝试者，但这种尝试只是停留在初级阶段，从其应用目的来分析，该项目的使用是为了提高学生的创意思维和动手能力。但3D打印技术带来的是对制造业的智能化转变，英国的研究还未触及3D打印技术带来的本质改变。

与欧美国家相比，我国是传统的制造业大国，3D打印技术不仅带来的是创意思维的改变，更是整个领域的颠覆。因此，3D打印在我国中职教育中的应用带来的是一场革命。教学是一个双向的过程――教师传播和学生接受，形成完整的教学链。教师处于知识传播的开端，3D打印技术给教师教学带来的冲击，不仅仅是教学辅助工具的更新，更是教学思维、教学方式、教学模式的改变。3D打印技术不只是一种技术，更是一种产业的革新，作为制造业人才培养起点的中职教学，更是应该适应这种变革，完成其自身的转变。

3D打印技术的应用为中职教师教学和中国制造业转型进行无缝接轨带来可能 随着3D打印技术的成熟，我国自主研发的3D打印设备已在我国20多个省市得到普遍推广，特别是激光快速成型技术已在沿海地区得到广泛应用。目前来看，3D打印技术和我国工业制造和消费品制造行业的融合正在逐步完成，3D打印对于老百姓来讲不再是一个陌生的名词，而是开始进入应用阶段。温家宝同志曾经指出：“中国特色的职业教育，必须服务于社会主义现代化建设，着力培养适应经济社会发展的高素质劳动者和技能型人才，必须满足城乡居民对职业教育的多样化需求，为他们的就业、创业和成才创造条件。”由此可以看出来，职业教育是为了满足我国市场经济发展的需要而贮备培养人才。因此，面临3D打印在我国带来的第三次工业革命浪潮，在中职教师教学中普及3D打印技术，有利于中职培养人才和我国制造业的无缝接轨，为我国制造业的顺利转型贮备好人才基础。3D打印技术在中职教师教学应用中值得研究的范畴

3D打印技术在中职教学中应用带来的中职教师教学行为特征改变 3D打印技术在中职教学中的应用来源于两方面的需求：一方面是中国制造业的转型升级，需要适应新兴技术的人才；另一方面的需求则是3D打印技术自身的优势为教学效率的提高带来可能。因此，当3D打印应用在中职教学中，教师的教学方式应该遵循这两方面的需求进行调整和改变。

我国自主研发的3D打印技术，发端于高等院校的机械制造学科，与材料、制造、信息诸学科融合交叉，带有明显的学院派风格。我国3D打印技术的独特性带来的不仅仅是技术上的改变，更是中职教师教学思维和教学行为特征的改变，这些都对中职教师教学提出新的要求。3D打印技术要在职业教育中得到规范化的应用，必须确定自身独有的研究范畴，要对3D打印技术对中职教师教学内容、教学设计和教学方式等方面的影响进行深入研究。

3D打印技术在中职教师教学中应用现状分析和梳理 20世纪90年代，3D打印技术在我国的研究就已经开始，我国是世界上第三个可以自主研发增材制造的国家。到目前为止，我国已有中职院校开始开展3D打印技术的应用教学实践。其中青岛电子学校、山东凯文职业科技学院已经开始增设3D打印专业，天津职业大学成立了全国首个“全国职业院校增材制造技术应用中心”，广州市也已出台相关文件将3D打印列入教育的范畴。由此可以看出，3D打印在职业教育中将从实验阶段走向成熟的应用阶段。这些已有成功经验的中职院校所拥有的宝贵经验，可为中职教师在教学中正确应用3D打印技术提供宝贵的经验，避免一些不必要的资源、时间浪费。

因此，在中职教师的教学中正确使用3D打印技术，必须参考相应的文献资料和进行大量的实践调查，对20世纪90年代以来职业教育中应用3D打印技术的情况进行归纳和分析，从中发现中职教师应用3D打印技术所遇到的障碍和困难，并分析阻碍3D打印技术在中职教学中深入、持续应用的原因。只有明确了3D打印技术在职业教育中正确应用所遇到的真正问题，并正确借鉴了成功的经验，才能在教学中正确应用3D打印技术。

3D打印在中职教师教学中正确应用的规律研究 “增材制造技术涉及工业制造、生物医学制造、消费品制造、文化创意品制造和创新思维教育等十分广泛的应用领域，是一个必须在全社会普及的重要应用技术。”目前对3D打印技术的研究成果都属于高等教育，从高等教育到中职教育的应用，必定有一个艰苦的探索期。因此，现阶段中职教师对3D打印技术的认识存在三种情况：第一种情况是对3D打印技术了解不深入，无法完全发挥3D打印技术的优势和特征；第二种情况是对3D打印技术了解片面，在应用中存在错误使用的问题；第三种情况是对3D打印技术有一定的了解，但对职业教育和我国经济转型所面临的问题认识不清，在教育中存在滥用的问题。

上述三种情况使得3D打印技术无法在中职教师的教学中发挥出应有的作用，提高教学效率，为经济转型培养所需人才。因此，要在中职教师的教学中正确使用3D打印技术，必须进行大量的实践研究，在教学实践中总结出正确使用3D打印技术的规律，并在实践中运用科学的手段和方法进行验证，得到可行性的方案，为中职教师正确使用3D打印技术提供合理的建议。3D打印技术在中职教师教学中正确应用的难点和重点

建立宏观的规划，分层普及3D打印技术在中职教师教学中的应用 我国中职教师，由于地域、专业、年龄、素质等各项因素处于多元化的状态，无法用统一的标准来进行衡量。因此，对中职教师的分层普及是一个难点和重点。

对中职教师的分层，首先需要从地域来进行区分。沿海地区的激光快速成型已经应用多年，而内地由于制造业不如沿海地区发达，接触到3D打印技术的机会较少。因此，根据地域制造业和3D打印技术融合的程度来进行分层是首先需要考虑的问题。

其次，需要从专业来进行区分。中职教育专业繁多，不同的专业对3D打印技术有不同的需求。比如与智能制造产业相关的专业，就需要教师教导学生精通并掌握3D打印技术；与传统制造业相关的专业，则需要3D打印技术作为教学辅助工具来提高课堂效率；正处于传统制造业向智能制造业转型的专业，则需要考虑到更为烦琐的因素。由此可知，根据专业进行分层是正确应用3D打印技术必须考虑的问题。

最后，需要从教师自身的素质出发来进行区分。中职教师对新兴技术的接受程度和能力是参差不齐的，而教师是知识传播的起点和传授者，如果不能融会贯通，会给教学带来极大的风险。因此，根据中职教师的素质进行分层是正确应用3D技术的保障。

整合各利益方资源，降低中职教师学习3D打印技术的门槛 从我国目前的研发状况来看，中职教师要熟练掌握3D打印技术，主要面临以下两个方面的困境。

第一个方面的困境是3D打印技术的核心力量掌握在大学的研发机构中，而我国的高等教育科研和职教应用还未形成完整的、良好的互动纽带。因此，如何突破核心技术的门槛，实现高等教育和中职教育的“双赢”发展，就成为一个难点。

第二个方面的困境是3D打印技术从技术研发到商业应用的转换环节掌握在制造业企业的手中，而职业教育和市场产业状况、企业需求间的无缝对接也或多或少地存在一些问题。因此，如何了解企业、市场的真实需求，正确评估市场对中职人才的需求，根据市场的要求去普及3D打印的教学，就成为另一个难点。

由此可以看出，3D打印技术的学习和应用普及涉及的利益方较为复杂。如何有效整合教学资源，在实现各个利益方共赢的基础上，构建成熟合理的中职教师学习和应用3D打印技术的路径，是提高中职教师应用3D技术效率和效益的难点。结语

3D打印技术是一项新兴的技术，它在中职教师教学中的应用研究将会是“十三五”期间一个值得长期关注的问题。我国已经在应用自主研发的核心技术，应该以此为支撑，根据区域经济转型的特征，整合各利益方的资源，在中职教师中开展学习和应用3D打印技术的普及工程，从中揭示出3D打印技术在中职教学应用中面临的困难和挑战，并对3D打印技术在教学中应用的影响因素进行深入分析，最终探索正确应用和普及的方法和规律，从中概括出具有理论支持及应用价值的对策和建议，为中职教育的现代化发展提供一些有益的视角。introduction 3 d printing is a kind of rapid prototyping technology, which based on the digital model, using adhesive materials, through the printing way to shape objects one by one.Compared with the traditional manufacturing technology, the biggest difference is to increase material manufacturing.3 d printing technology is from concept to practice at present stage, lit the fuse of the third industrial revolution.In order to implement the state council deployment for the development of strategic emerging industries, developed in our country manufacturing industry development to promote the national increase material plan(2015-2016)“, which explicitly pointed out: ”accelerate transformation of the mode of economic development in our country and industry transfer efficiency upgrades, needs to adopt, including increasing material manufacturing technology, advanced technologies to upgrade traditional industries.Market demand will be increased continuously released material manufacturing technology bring rare development opportunities and space for development.“ Secondary vocational education is as the cradle of China's manufacturing industry training technical personnel and management personnel, 3 d printing technology in the application of the secondary vocational education and has a very broad market prospects.2 the uniqueness of 3 d printing 3 d printing with additive manufacturing, and can realize intelligent design of 3 d printing process is: the complete design 3 d file on your computer, to generate the CAD model, and then through the data processing, get the layer information, then the machining process planning layer physical accumulation process, finally through late processing, get a 3 d printing.The discretethe spread of the teachers and students to accept, formed a complete chain of teaching.Teachers at the beginning of knowledge dissemination, 3 d printing technology to the impact of the teacher's teaching, not only is the renewal of teaching AIDS, teaching thought, teaching method, teaching mode of change.3 d printing technology is not only a kind of technology, but also a kind of industry innovation, as a starting point in manufacturing personnel training of secondary vocational education, but also should adapt to this change, to complete its transformation.The application of 3 d printing technology for the secondary vocational teachers' teaching and the transformation of China's manufacturing seamless integration brings potential with the mature of 3 d printing technology, independent research and development of 3 d printing equipment in our country has been widely promoted more than 20 provinces and cities in our country, especially in laser rapid prototyping technology has been widely used in the coastal areas.Now, 3 d printing technology and the combination of industrial and consumer goods manufacturing industry in China is gradually completed, 3 d printing is no longer a strange term for ordinary people, but started to enter the stage of application.Comrade wen jiabao pointed out: ”Chinese characteristics of vocational education, we must serve the socialist modernization construction, focus on training to adapt to the economic and social development of high-quality workers and skilled talents, must meet the diverse needs of the urban and rural residents for vocational education, create conditions for their employment, entrepreneurship and success.“ Can see from this, vocational education is to meet the needs of the development of market economy in our country and reserve talents training.Face, therefore, 3 d printing in our country the third industrial revolution wave, in the secondary vocational teachers teaching universal 3 d printing technology, is good for secondary vocational training talents and seamless integration of manufacturing industry in our country, for the smooth transition of China's manufacturing industry supply good talent base.4 3 d printing technology in the secondary vocational teacher's teaching application is worth studying 3 d printing technology applied in the secondary vocational education with secondary vocational teachers' teaching behavior characteristics change 3 d printing technology in the application of secondary vocational education needs comes from two aspects: on the one hand is the transformation and upgrading of Chinese manufacturing, need to adapt to the emerging technology talented person;Demand on the other hand is a 3 d printing its advantages bring the improvement of teaching efficiency.So when a 3 d printing application in the secondary vocational education, teachers' teaching mode should follow these two aspects of demand to adjust and change.Independent research and development of 3 d printing technology in China, originated in institutions of higher learning subjects in machinery manufacturing, and materials, manufacturing, information fusion cross the disciplines, with obvious academic style.The uniqueness of 3 d printing technology in China is not only a technical change, especially secondary vocational teachers teaching thinking and teaching behavior characteristics of the change, which puts forward new requirements to secondary vocational teachers' teaching.3 d printing to get standardized application in vocational education, must determine its own unique research category, for 3 d printing to the secondary vocational teachers' teaching contents, teaching design and teaching mode for further research.3 d printing technology in the secondary vocational teachers teaching application status analysis and comb in the 1990 s, the 3 d printing technology research has been in our country, China is the third in the world can add material manufacturing country independent research and development.So far, China's secondary vocational schools have started to carry out the teaching practice of the application of 3 d printing technology.Kevin electronic school of Qingdao, shandong vocational college of science and technology has already started to add 3 d printing professional, tianjin vocational university set up the national first ”national vocational colleges increase material manufacturing technology center“, guangzhou has also issued relevant documents will be 3 d printing included in the category of education.Thus it can be seen that 3 d printing in the heart of the vocational education from the application of the experimental stage to mature stage.The existing successful experience of secondary vocational education with valuable experience, for the secondary vocational teachers in the teaching the correct application of 3 d printing technology provides valuable experience and avoid unnecessary waste of resources and time.In the secondary vocational teachers' teaching, therefore, the correct use of 3 d printing, must refer to relevant investigation, literature material and a lot of practice in the vocational education since 1990 s, summarized the application of 3 d printing technology and analysis, find out secondary vocational teachers' application of 3 d printing encountered obstacles and difficulties, and analyze the block 3 d printing technology in the teaching of secondary vocational in-depth and sustained application.Only has been clear about the 3 d printing technology in the vocational education in the correct application of the real problem encountered, and draw lessons from the successful experience, right to the correct application of 3 d printing technology in the teaching.3 d printing in the correct application of law in secondary vocational teachers' teaching research ”material manufacturing technology involved in industrial manufacturing, biomedical manufacturing, consumer goods, culture creative product manufacturing and innovative thinking is widely used in fields such as education, is an important application technique must be popular in the whole society.“ The current research on 3 d printing belong to higher education, from higher education to the application of secondary vocational education, there must be a hard exploration.Therefore, the secondary vocational teachers' understanding of 3 d printing technology there are three conditions: the first kind of circumstance is to in-depth understanding of the 3 d printing,www.xiexiebang.com unable to fully play the advantages of 3 d printing and characteristics;The second is one-sided understanding of 3 d printing, errors in the application of use;The third case is have a certain knowledge of 3 d printing, but for vocational education and the problems faced by China's economic transformation, understanding unclear abuse problems in education.The above three conditions make 3 d printing can not be in the secondary vocational teachers' teaching play a proper role, improve teaching efficiency, train the talent we need for the economic transformation.In secondary vocational teachers' teaching, therefore, the correct use of 3 d printing technology, research, must be a lot of practice in the teaching practice, summed up the law of the right use of 3 d printing, and using scientific means and methods in practice, the feasibility of the solution being, for the secondary vocational teachers provide reasonable Suggestions for the proper use of 3 d printing.5 3 d printing technology in the secondary vocational teachers teaching emphasis and difficulty of the application correctly Establish macroscopic planning, hierarchical universal 3 d printing technology in the application of the secondary vocational teachers' teaching Secondary vocational teachers in our country, due to regional, professional, and various factors such as age, quality is in a state of diversity, can not use unified standard to measure.Therefore, the secondary vocational teachers' stratification is a emphasis and difficulty.For secondary vocational teachers' stratification, first of all need to distinguish from regional.Laser rapid prototyping has been used for many years, in the coastal area and the mainland due to the manufacturing than developed coastal areas, less opportunities to contact with 3 d printing.Therefore, according to the regional manufacturing and the extent of the 3 d printing fusion for stratification is the first issue to consider.Secondly, need from professional to distinguish.Secondary vocational education professional is various, different professional technology of 3 d printing have different needs.Such as intelligent manufacturing industry related major, requires teachers to teach students to master and master 3 d printing technology;Traditional manufacturing related professional, you may need to 3 d printing technology as a teaching aid to improve the classroom efficiency;Is professional in the transformation of traditional manufacturing to intelligent manufacturing, you need to consider the factors is more troublesome.Therefore, according to the professional stratification is the correct application of 3 d printing problems must be considered.Finally, you need to distinguish starting from the quality of teachers themselves.Secondary vocational teachers' acceptance of emerging technology and ability is uneven, and the teacher is the starting point of knowledge dissemination and teach, if you can't digest, can bring great risk to teaching.Therefore, stratified according to secondary vocational teachers' quality is the guarantee of correct application of 3 d technology.All stakeholders of the resource integration, reduce the threshold of the secondary vocational teachers' learning 3 d printing technology From the point of China's current development situation, secondary vocational teachers should master 3 d printing, mainly face the following two aspects.The plight of the first approach is the core of the 3 d printing power in university research and development institutions, and our country's higher education research and vocational education has not yet formed a complete, good interaction.Therefore, how to break through the threshold of the core technology, to achieve the ”win-win“ of higher education and secondary vocational education development, has become a difficulty.The plight of the second aspect is the 3 d printing technology transfer from r&d to the commercial application of link in manufacturing enterprise's hands, and the vocational education and market industry status, seamless docking between enterprise needs is more or less has some problems.Therefore,www.xiexiebang.comes another difficulty.Thus it can be seen that study and application of 3 d printing technology popularization involving the interests of the party is more complicated.How to effectively integrate the teaching resources, in the realization of the interests and win-win, on the basis of the construction of secondary vocational teachers' learning and application of mature and reasonable path of 3 d printing technology, is to improve the efficiency of secondary vocational teachers' application of 3 d technology and the difficulties of the benefit.6 conclusion 3 d printing technology is an emerging technology, its application in the secondary vocational teachers' teaching research will be a long-term concern during the period of ”much starker choices-and graver consequences-in" problem.In the application of independent research and development of our country has the core technology, should to support, according to the characteristics of regional economic transformation, integration of the resources of the interested parties, in the secondary vocational teachers to carry out the study and application of the popularity of 3 d printing engineering, to reveal the 3 d printing technology in the application of secondary vocational education facing difficulties and challenges, and the 3 d printing technology in the teaching application, analyzing the influence factors of the final explore the correct method and law of application and popularization, which Outlines with theoretical support and the application value of countermeasure and the suggestion, for the modern development of secondary vocational education to provide some useful perspective.

第二篇：3D打印技术在中小学教学中的应用研究

3D打印技术在中小学教学中的应用研究

摘要:近些年来，3D打印技术逐渐走进了人们的生活之中，受到越来越多的关注，目前由于此项技术可在短时间内制造出各种物件，被广泛的应用于航空、医学等等领域。而且，随着技术越来越成熟，在教育行业也在逐渐的被普及起来，本文将对3D技术在教育行业中的应用进行分析，并对目前在教育行业中存在的问题进行探讨，为此项技术在教育行业更好的发展提供借鉴意义。关键词：3D打印技术；中小学教育；应用研究 引言

现如今，3D打印技术在教育行业逐渐被广泛的应用，英国教育部已经实现了大约1年的试点应用，将3D打印技术应用到各个学科体系之中，已经取得了不错的效果，极大的增加了对于3D技术在教育行业应用的信心。本文将首先介绍3D打印技术的概念，在通过中小学各个学科教育中的实际应用，来探究3D打印技术在教育行业中对于应用问题，最后再指出3D打印技术目前存在的问题，提供借鉴意义。

二、3D打印技术在教育行业的应用

（一）数学学科

在数学学科的领域中，在学习几何立体图案的主视图、侧视图和俯视图时，对于较为复杂的几何立体时，很多中小学生在想象时，较为抽象，脑海中的空间思维能力相对较弱，缺乏具体的实物来模拟，很多教师也很难对同学之间产生共鸣。有了3D打印技术，老师们可以很方便、很快捷的打印出所需要的几何体，展示在中小学生们的面前，将图案分别从正面、侧面、俯面进行观看，十分直观的实现了在此章节的教学工作。除此之外，比如一个复杂的几何体，被横切后，出现什么样的图案，在3D打印技术的帮助之下，也可以迎刃而解。

（二）物理学科

在学习力学的章节时，很多的机械模型在进行受力分析时，学生们很难在大脑中呈现出每一个时刻的受力状况，比如：横摆运动、转动带受力分析等等，有了3D打印机之后，老师打印出机械的模型，并对机械模型的受力进行分析，十分形象的展现每一时刻的受力状况，在教学方面，大大的降低了难度，让学生们更加形象的得到理解。

（三）地理学科

在学习地理学科时，很多学生搞不懂太阳、月亮及地球之间的转动关系，不明白自转与公转运动，脑海中没有清晰的认识，学生们理解起来相对比较困难，老师们可以用3D打印机将其打印出来，比例得到一定的缩小，老师们可以更加形象的通过调整三者之间的位置，来描绘自转和公转运动的情况，大大的降低了教学难度，使得学生们可以更加方便的理解。

（四）历史考古学科

老师在讲解历史各个朝代工艺品时，未来能够用个清晰的认识，老师们可以使用3D打印机进行制作，比如：西周时期的鼎、西汉时期的竹简、清代时期的青花瓷等等，可以丰富学生们的阅历，增加对历史文物的了解。

（五）生物医学科

在学习生物医学类的知识时，对很多人体器官的构造在理解起来，有一定难度，比如：细胞的结构、体内循环系统、皮脂的结构、脑部结构等等，在理解起来有一定的难度，像上面的内容，可以用3D打印技术很好的实现，使教学变得相对容易，可以将这些结构以放大的比例进行打印，展现在学生们面前，可以更加详细的了解。

（六）航空类学科

在航空类的教学中，对于飞机的构造，学生们可能很难去理解，飞机的启动和落地的流程也很难形成记忆，有了3D打印机，这些问题都可以解决。以缩小的比例打印出飞机，老师模拟演示操控飞机的起飞和落地的过程，有利于学生们更好的形成记忆，使学生们的对飞机的构造及动力系统了解的更加深刻。

三、3D打印技术的局限性

（一）在教育行业推广有限，应用较少

3D打印技术在我国国内的各大中小学校中实践案例较少，实际运用3D打印技术来教学的较少，同时此类的期刊论文研究也相对较少，不少的学校领导对此技术心存顾虑，整体的在教育行业推广较少，缺乏成功的案例实践。

（二）成本相对较高

由于3D打印机属于稀缺类型的物件，而且科技含量相对较高，处于进入市场的初期阶段，价格处以“新贵”的姿态，普通大众在接受起来相对困难。不过，随着技术的进步，听说小型桌面的3D打印机大概售价低到一万以下，但成品率不能保证百分之百，在制作质量和工艺水准上存在一定的误差。

（三）使用材料种类有限

在使用3D打印机时，需要使用与之相符合的材料，各种材料种类有限，能够应用于3D打印的材料还非常单一，以塑料为主，并且打印机对单一材料也非常挑剔。且在采购起来，存在一定的困难，同时采购材料还存在着一定的成本，对各个学校来说，又是额外支付的一笔成本，加重了成本的负担。

（四）产品强度问题

在教学工作中，对于打印出来的仅用于观看的小物件产品，仅用于观看，在磨损及使用上不会造成太大伤害，倘若打印出来的产品时大物件，而且需要长时间的进行使用和模拟，那么物件的强度也是一个很大的问题，产品的强度有效期大概多久，能够使用多长时间，是每一个学校在购买3D打印机时的重要考虑因素。

（五）产权保护及税务问题

如果3D打印技术流放到教育行业之后，必然的会产生很多的模仿者和创新者，这就需要实现知识产权的保护，同时，由于货物的制造均是打印出来的，非真正的商品价值，在税务征收方面存在一定的问题，传统的征税模式将无法适应。

四、结论

毋庸置疑，3D打印技术对于中小学的教育行业起到了巨大的作用，可以极大的激发学生们的学习兴趣，同时还能够降低教师的教学困难，增加了课堂的创新精神，但是，由于目前国内在此技术的应用上，确实还存在着局限性，需要逐一克服，实现更广泛的推广。同时，在技术应用上，厂家需要更多的站在市场的角度来思考问题，得到政府相关部门的扶持，充分的迎合市场，才能够更加广泛的得到推广。相信未来5年内，3D打印技术会逐渐的走向成熟，逐渐的走进每一个人的生活之中。

参考文献：

[1].李昕, 3D打印技术及其应用综述.凿岩机械气动工具, 2014(04): 第36-41页.[2].刘金畅,3D打印技术以及应用趋势.计算机工程应用技术,2014(34):8315-8316.[3].王雪莹, 3D打印技术与产业的发展及前景分析.中国高新技术企业, 2012(26): 第3-5页.[4].花燕锋,张龙革,3D打印技术在教育中的应用研究.中小学电教,2014(06):第16-18页.[5].童宇阳, 3D打印技术在中小学教学中的应用研究.现代教育技术, 2013(12): 第16-19页.[6].卜娟娟等, 3D打印技术在中小学教育中的应用研究.软件导刊, 2014(12): 第94-95页.[7].黄敏, 3D打印向基础教育走来——访南京市秦淮区校园3D研究社团.中小学信息技术教育, 2014(10): 第74-76页

第三篇：3D打印在教学中的应用研究

3D打印在教学中的应用研究

牛一帆

（山东省济宁市技师学院，济宁 272000）

【摘要】3D打印是一种新型的快速成型技术，它以计算机三维设计模型为蓝本，用软件将其离散分解成若干层平面切片，然后由3D打印机将粉末状、液状或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。目前，该技术已在各个领域都得到了广泛的应用。对3D打印的技术原理、特点、发展，3D打印在教学中的应用及作用做了深层次的探讨。最后，针对3D打印在教学中的应用，提出了需进一步思考和解决的相关问题。

【关键词】3D打印；三维模型；逐层叠加；教学创新；创造力；个性化

【中图分类号】G42

【文献标识码】A

Research on Teaching Application of 3D Printing

NIU Yifan

(Jining College of Technician, Jining 272000, China)Abstract: 3D printing technology is a new rapid prototyping technology that 3D model designed by computer is blueprint.3D model is decomposed into several plane layers by software, then pulverous, liquid or filamentous metal, ceramic, plastic, cell tissue and other materials are overlain layer by layer by 3D printer, and eventually physical product is molded.At present, this technology has been widely applied in various fields.Technology principle, characteristics, development and application in teaching of 3D printing are deeply explored.Finally, related problems need to be further thought and solved to application of 3D printing in teaching are put forward.Key words: 3D printing；3D model；overlying layer by layer；teaching innovation；creativity；personality

3D打印（Three Dimensions Printing）是一种新型的快速成型技术，它是以计算机三维设计模型为蓝本，用软件将其离散分解成若干层平面切片，然后由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末状、液状或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品的技术[1]。该技术综合了数字建模技术、信息技术、机电控制技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，是一种具有高科技含量的综合性

本文参与课题项目：山东省济宁市技工教育和职业培训科研课题《高技能人才培养模式研究》，编号：RSJY-Z2014003。应用技术。目前，该技术已广泛地应用于工业产品制造、医疗行业、建筑业、汽车制造业、航空航天、食品、军事等行业[2]。

随着3D打印技术的发展，3D打印在教育领域中的应用也受到了研究者的普遍关注，一些国家和组织也开始对3D打印的教育应用进行探索。《地平线报告》是美国新媒体联盟与美国高校教育信息化协会合作发布的教育领域最有普及潜力的新技术报告。2013年版的《地平线报告》首次将3D打印的教育应用列入了“待普及”的新技术清单，并对3D打印作了较为详细的介绍，报告的编纂者认为，该技术将会在四到五年内普及[3]。

一、3D打印的技术原理和发展现状

（一）3D打印的原理与特点

1.3D打印技术原理

3D打印，又称三维打印，是一种快速成型技术。从3D打印的制作过程出发，可将其分为设计与打印两个阶段。

（1）设计阶段：3D建模

通过goSCAN之类的专业3D扫描仪或是Kinect之类的DIY扫描设备获取对象的三维数据，并且以数字化方式生成三维模型[4]。也可以使用Blender、SketchUp、AutoCAD等三维建模软件从零开始建立三维数字化模型，或是直接使用其他人已做好的3D模型[4]。

（2）打印阶段

在打印阶段，3D打印机对3D模型数据进行逐层分切，通过读取文件中的横截面信息，对分切的每一层进行构建，将这些截面逐层打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。目前，3D打印用到多种技术，最典型的有分层实体制造技术（LOM）、立体光刻技术（SL）、熔融挤出技术（FDM）和选择性激光烧结技术（SLS）四种。3D打印材料主要有尼龙材料、金属材料、石蜡材料、橡胶材料、生物材料、工程塑料、光敏树脂等[4]。

模型打印完成后一般都会有毛刺或是粗糙的截面。这时需要对模型进行后期加工，如固化处理、剥离、修整、上色等等，才能最终完成所需要的模型的制作。

为了帮助普通用户更好地使用3D打印服务，已有一些公司推出了相关的网络服务和移动服务，并使用云计算技术，为用户提供便利的设计和打印服务。在未来社会制造的环境下，大批3D打印机将形成制造网络，并与互联网、物联网无缝连接，形成复杂的社会制造网络系统，实时满足人们的各种需求。

2.特点与不足 与传统制造业的“减材制造技术”相反，3D打印遵从的是加法原则，即“逐层叠加”原则，不再需要传统的刀具、夹具和机床，能实现设计制造一体化，从而大幅降低了生产成本，缩短了加工周期，提高了原材料和能源的利用率，减少了对环境的影响。3D打印可以实现大规模的个性化生产，可以制造出传统生产技术无法制造出的外形,成型产品的密度也更加均匀。可以实现首件的净型成形，大大减小了后期的辅助加工量，避免了委外加工的数据泄密和时间跨度。另外，由于其制造准备和数据转换的时间大幅减少，使得单件试制、小批量生产的周期和成本降低，特别适合新产品的开发和单件小批量零件的生产。

3D打印技术目前也存在很多问题，比如某些行业缺乏宏观规划和引导、企业对技术研发投入不足、打印精度和打印速度不能满足需求等。

（二）3D打印技术的历史与现状

第一台商用3D打印机出现在1986年，但3D打印技术的真正确立是以美国麻省理工大学的Scans E.M.和Cima M.J.等人于1991年申报的关于三维打印专利为标志的[4]。

经历二十多年的探索和发展后，3D打印无论在技术、造价，还是应用领域方面都有了长足的进步。在打印技术方面，目前，主流打印机能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi分辨率的打印精度，较先进的产品已经具备每小时1英寸以上的垂直打印速率，并可实现24位色彩的彩色打印。用于打印的材料涵盖从石料、金属到目前占主流地位的高分子材料，甚至是面粉、蛋白粉等食品原料。目前，已开发出的可打印材料约为14类，可混搭出一百多种耗材。在造价方面，3D打印机的售价正在迅速降低。3D打印的应用领域也在迅速扩张。此外，全球第一家3D打印照相馆也于2013年初在日本开业，用户经过拍照、建模、打印三个阶段，就可以为自己制作一个三维头像。另外，微软Windows 8.1操作系统和Photoshop图像处理软件也已经开始支持3D打印功能。

二、3D打印在教学中的应用研究

（一）3D打印在教学中的具体应用

1.3D打印在各学科教学中的创新应用

3D打印技术作为一种通用的技术，可以应用到大部分的学科中去，涵盖正式学习、非正式学习和培训等类型的教育。下图1是数十个学科领域使用3D打印辅助教学的例子。

图1 3D打印在各学科教学中的应用案例

Fig.1 Application case of 3D printing in each subject teaching

2.3D打印教学应用项目

目前，一些国家和组织已经开始重视3D打印在教育领域中的应用，并开始探索这方面的研究。英国教育部开展了一项为期一年的试验项目（2012.10-2013.9），以21个学校为试点，将3D打印技术应用到数学、物理、计算机科学、工程和设计等课程中，探索3D打印的教学应用，推动教学创新[5]。该项目与英国物理学会、全国数学教学创优中心（NCETM）和3D打印机厂商Makerbot合作，在“人类学习可以通过制造和分享过程产生”的理念下，为使用3D技术的学校提供良好的理论指导和技术支持。参与项目的学校定期报告试验情况，分享经验。

美国国防高级研究计划局（DARPA）制作实验和拓展（MENTOR）项目计划在美国高中推广3D打印机[6]。MENTOR项目旨在培养高中生的工程技术，培养学生一系列的技能，并激发他们对工程、设计、制造和科学相关课程的兴趣，促进高中学龄的学生协作完成一系列的设计和制作方案，以帮助他们解决在未来设计和工程方面的挑战。3D打印机在动手和动脑的学习中发挥着重要作用，将有助于MENTOR计划培养目标的实现。

意大利理论物理国际研究中心（ICTP）利用网上的免费工具将数学中的等值曲面转化成三维模型，并打印出可用于课堂教学的实物或者很酷的装饰品[7]。将数学公式制作成三维模型主要有下面几个步骤：首先，需要一个能够在三维空间中对数学曲面建模的可视化软件，该项目中使用了免费的K3DSurf软件，这是一个支持参数方程和等值曲面的绘制工具，自带了五十多个范例。之后选择了pseudo-Duplin等值曲面为数据源，这个模型不仅看起来比较有趣，还能获得较好的3D打印效果。确定模型对象后，还要调整好模型的分辨率，将生成的三维模型导出为OBJ格式文件。接下来需要对三维模型进行打印前的加工。使用Netfabb Basic软件检测并修复模型中的网格错误，再将其转化成3D打印软件最常用的STL格式。然后使用Ultimaker公司开发的Cura软件，将三维模型大小调整为适合打印的尺寸。由于大部分数学等值曲面都有弧形的底部和内凹的空缺部分，这里需要放置一个支架来保证模型在打印过程中不会坍塌。最后将文件发送到打印服务，并利用不同的材料（如金属或陶瓷）将文件打印出来。3D打印还可以为枯燥的数学知识增添趣味性和实用性，将数字化和时尚相结合。通过技术手段，可以使得数学与艺术并驾齐驱，通过数学模型去构造和实现艺术设计。令人惊奇的是，一些数学曲面的形状和特性本来就特别适合于珠宝。例如，如下图2所示的实例不需要添加任何种类的挂环就可以作为吊挂的装饰物。

图2 打印前的3D结构（左）和打印出的实体模型（右）

Fig.2 3D structure before printing(the left figure)and printed physical model(the right figure)我国上海市也将3D打印引入基础教育领域。静安区青少年活动中心创意梦工厂配置了3D打印机及配套的3D扫描仪[8]，定期开设相关课程，免费供有兴趣的学生学习三维设计和计算机辅助制造，打印自己设计的产品。3D打印厂商也开始关注和重视3D打印在教育领域的应用和推广[9]。Stratasys公司为教育行业推出了一款面向高等教育机构的3D打印机教育包：Object30睿智（Scholar）[10]。该教育包具有超高分辨率和精确度，可以制造出具有光滑表面、移动部件、细节完善的模型，适用于小空间、办公室和桌面操作，能够兼容所有类别的3D软件。3D打印教育包将使学生有机会开发3D打印项目，为高校带来快速成型模具制造体验，帮助跨学科（尤其是理工科）的师生们快速实现创新与设计理念。

（二）3D打印在教学中的作用

1.可改善教学方式方法

在大部分的3D打印课程项目中，3D打印技术的本身并不是课程的重点。这类课程采用项目的形式，其主要目标是将抽象的概念变成有趣问题的解决，进而帮助教师和学生掌握抽象概念。如在《3D打印：从想象到现实》一书中提到的“边做边学”课程设计了一个制作风力发电机的项目，将物理学、电子技术的一些抽象概念和动手制作巧妙地结合起来，让学生自然而然地学会和应用这些基础知识[11]。此外，3D打印还可用来制作可视化教具和学具。原来的教学场景下，教师多使用语言和图片描述教学内容，多媒体课件中展示的教学内容模型也无法使学生直接接触和观察教学实体对象。形象直观的立体教具较少配备，或是无法定制。而且教学工具和仪器一般由专门的教学设备制作机构制作发行，更新慢。3D打印则提供了更多的创造空间，教师可以方便地自行制作和打印某些教具，以有形的三维格式展示教科书中提取的二维信息，并可设计个性化的教学模型以适应教学内容的要求并在课堂上展示。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。

2.可辅助学生进行创新设计

工程类或建筑类项目的学生可以使用3D打印完成快速原型[12]。通过电脑直接将设计打印成微缩模型来构造设计方案，而不用花很多时间手工制作。通过这些快速原型，在设计初期就可以发现问题和不足，并且修正设计中的缺陷，教师也能及时给予指导和帮助。设计类专业的学生同样可利用3D打印技术快速实现他们的设计方案，并且到生活中进行检验和试用，把课堂上获得的技能和创造性构想应用到现实生活中。针对需要制作模型的课程，3D打印可以作为小组协作探究环境的一部分，承担对创意和技术方案进行快速验证的任务，促进学生创造力的培养和社会性认知。例如，Intel未来教育展示中有这么一个案例：某小学的物理课上讨论力学问题，学习小组设计了各种桥梁模型构造的方案，并将设计打印成实物，检验设计的承压能力。这就是一个将3D打印机作为探究学习环境的典型示例。

3.可提高学生的动手能力和参与协作意识，激发学生的学习积极性和创造力 3D打印需要学生的实践操作，从设计到打印，都需要他们参与完成，这将促进学生操作能力、观察能力和制作能力的发展，全面提高学生的动手能力和参与能力。而动手能力是学生实践学习的基础，在动手能力的基础上，学生才能进一步发展其研究能力和创新能力。同时，3D打印将激发学生DIY的兴趣，通过3D打印机，学生的构思转变为真实的立体彩色模型，将抽象概念和设计带入现实世界，使学习更加生动[12]。3D打印为学习活动开辟了新的空间，学生可以从设计、制作、展示、参与等角度融入到学习过程中，有效地激发了学生实践的积极性，提高了学习热情。

4.可营造更愉快的学习体验

3D打印的核心应用在于它能够帮助使用者将数字化的设计快速变成实物。独特的实物模型给学生提供了切身感受，并且可以操作模型互动，从另一个角度对事物增进了了解，能够帮助他们愉快地记忆，避免遗忘。还有，对于需要动手设计和制作的课程来说，3D打印可以帮助学生加速设计的过程，学生可以在设计的早期就通过原型化排除错误的设计，从而帮助他们避免因为浪费时间在无用工作上，或是项目失败带来的挫败感。

三、对3D打印教学应用的思考

3D打印技术虽然在当前教育领域的应用越来越多，但在未来的发展中，仍然有某些方面需要进行进一步的思考和持续探索。

（一）3D打印的普及与推广

首先，软硬件环境配备代价高昂，无论是3D打印机还是专业的三维建模软件价格都较高。同时3D扫描仪、三维模型的素材库等配套环境也有所缺失。而且入门级的3D打印机的工作效率很低，一个不太复杂的小物体都要数个小时才能打印出来，需要同时配备多台3D打印机才能满足一个30人小教学班的一次教学活动需要。虽然已经有一些项目（如“Object睿智教育包”、政府支持等）积极地推进3D打印机的教育应用，但在整体上，3D打印机在学校的普及还需要一个过程。同时，我国在3D打印技术的培训与推广方面，与其他国家相比还有差距，需要进一步推动新技术的学习，这需要教育行政部门、企业和学校共同努力。

（二）对教师的要求

教师在3D打印的教学应用中起着重要作用。一方面，教师自身是3D打印的使用者，可以通过3D打印制作个性化的教学模型；另一方面，教师要进行3D打印课程应用的教学设计，帮助和引导学生展开学习活动。因此，这将对教师提出更高的要求，教师需要从技术和教学设计等层面进行学习和提高，以做好领路人的角色。

（三）教育与教学改革

当前，全球教育领域正发生着革命性变化，3D打印、大规模在线学习课程（MOOC）[13]等的发展将对教育产生持续的深刻影响。因此，我们需要关注并参与到最新的工业革命和教育变革中，对原有教学课程重新进行设计和再造，加强创新型人才培养，这是我们未来能够在世界竞争中保持先进地位的根本保证。

[参考文献] [1]维基百科.“三维打印”词条[EB/OL].[2013-05-20].http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E7%BB%B4%E6%89%93%E5%8D%B0.[2]张桂兰.神奇的3D打印[J].数码印刷,2013,(2):54-56.[3]National Program is The First of Its Kind to Put 3D Printers in High School Students’ Hands[EB/OL].http://.[11] University of Huddersfield.3D Printing Opens Educational Doors for the School of Art &Design[EB/OL].[2013-05-22].http://www.xiexiebang.com/documents/14_CaseStudy-Hudders field-FINAL.pdf.[12] Ex One Company.Z Corporation 3D Printing Technology Fast, Affordable and Uniquely Versatile [D].America：ZCORPORATION, 2008,(5):60-61.[13]王雪莹.3D 打印技术与产业的发展及前景分析[J].中国高新技术企业,2012,(26):3-5.作者简介：

姓 名：牛一帆，出生年月：1982.5，性 别：女，籍 贯：山西长治，职 称：讲 师，印刷包装工程专职教师，邮寄地址：山东省济宁地区邹城市龙山北路759号兖矿新陆建设发展有限公司工程技术部

赵峰（收），邮政编码：273500。联系电话：*** 或者***，邮箱：nyf***@163.com，工作单位：山东省济宁市技师学院（邮政编码：272000，所在城市：山东省济宁市）。

本文参与课题项目：山东省济宁市技工教育和职业培训科研课题《高技能人才培养模式研究》，编号：RSJY-Z2014003。

第四篇：现代教育技术在高中生物教学中应用研究

现代教育技术在高中生物教学中应用研究

结题报告

一、本课题研究背景

教育技术从来没有像今天这样备受关注，世界各国都将教育视为国家的生存立足和发展、提高国家的综合实力的治国战略。新的课程标准提出要转变教师的教学方式和转变学生的学习方式，同时还要转变课堂教学内容的呈现方式，这对于每一个教师而言是一个不小的挑战。

国家教育部在《基础教育课程改革纲要（试行）》中提出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”基于这样的一种背景下，我们开始了信息技术和生物学科课堂教学整合的研究。经过反复的的学习和实践，我们对信息技术的发展，对信息技术在生物课堂教学中所具有的突出的作用有了进一步的认识，通过研究我们越来越清晰的看到“教学”和“整合”之间的关系的重要性。信息技术应用于教学是现代教育的必然需求，应用现代信息技术辅助生物课堂教学有广阔的发展前景。

二、本课题的研究目标、研究内容、观点和创新之处

（一）本课题的研究目标

在于探讨基础教育课程实施中，将计算机、网络教学变成生物课堂教学中的教学辅助、学习工具，以提高高中生物教学的课堂效率。

（二）研究内容

1、研究信息技术作为现代教育技术手段对生物学科教学产生的影响。

2、研究信息技术在生物课堂教学中的地位和作用。

3、研究信息技术在转变教师的教学方式、转变学生的学习方式、转变教学内容的呈现方式以及课堂教学师生互动方式中的各种关系。

（三）研究观点

1．信息技术是指以计算机为核心的信息技术主要指多媒体计算机、教室网络、校园网和因特网(Internet)等，作为新型的教学媒体的现代技术。

2．信息技术不仅作为一种方法、手段，而且正在以一种意识、文化、生存状态的形式渗透到我们的生活和学习中。

3．信息技术与生物学科课堂教学整合，就是在现代教育理论指导下将信息技术作为促进学生主动学习的认知工具、主动探究的学习工具、创设丰富的教学环境的使用工具、激励学生情感态度转变的激发工具和进一步拓展学习的有效工具等，并将其合理的整理、加工、组合，融在教学整个过程中，已达到高效率的、创造性地实现学生的学习目标，和促进教师的专业发展。

4．信息技术与生物课堂教学整合的理想目标中间是有阶段性和层次性的，我们只能一步一步的追求和实践。去感知和体验，而绝不能替过高的、不切实际的和统一化的要求和规定，要肯定不同层次的整合，鼓励教师的热情，在鼓励各个层面的信息技术的整合中推出优秀的整合课堂。

（四）创新之处

多媒体的应用在生物教学中显得尤为重要，生物学是研究生物的形态特征、生理特点、进化方面等知识的学科。多媒体可将书本知识化静为动，化虚为实，化抽象为直观，在课堂教学中合理运用，能起到调动学生积极性，激发学习兴趣的作用。为了使信息技术与中学生物新课程课堂教学整合能迅速地适应新形式的要求，为培养具有现代素质的学生，我们课题组组想在这方面进行尝试，探索生物教学新路子，采用新的教学模式进行实验研究，总结生物教学经验，以求与其它学科共同发展，互为提高。

三、本课题的研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤

（一）研究思路

信息技术与课程整合是指在课程教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法，人力资源和课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等融合为一体，从根本上改变传统教和学的观念以及相应的学习目标、方法和评价手段，共同完成课程教学任务的一种新型的教学方法。信息技术与学科教学整合的最终目的是追求教学效果的最优化，有利于培养学生的创新精神，提高学生的能力。在传统的教学中，整个教学过程以教师的讲为主，教师是知识的传授者，学生是知识的接受者；信息技术与课程整合后，教学的规则发生了变化，教师转变为课程的设计者，学习的指导者，学习活动的组织者和参与者。学生从传统的接受式学习转变为主动学习、探究学习和研究性学习，学生的主体地位被充分体现出来。

信息技术整合于课程,其主体是课程，而非信息技术。在现有教学体制下，所有教学活动应符合课程目标，通过网络通讯功能及虚拟功能等营造学习者有效的学习环境，真正把信息技术整合于教学之中。教学设计应以学为中心，创设主动学习环境，让学生在学习某一综合学科知识的同时获得许多其它学科的知识。

（二）研究方法：

采取调查、访谈、课堂教学实践、说课听课形式开展活动，边学习边实践边总结。

（三）技术路线

运用现代教育技术等信息技术对中学生物的教与学展开研究。

（四）步骤实施：

2014年4月--5月：

准备阶段

确定课题的研究方向，建立课题研究小组，落实课题负责人，制定研究方案。2014年6月—2015年1月： 研究实施阶段

课题成员对各种资源库生物教学资料进行筛选和整理；对高中生物课程进行研究，确定实验实验对象并实施实验；对实验班级进行检测、评估。2015年2月--5月：

研究总结阶段

完成课题的终期验收，编写实验班与非实验班的研究结果报告；整理收集数据资料，选出优秀课例、征集优秀论文和教学设计，组织信息技术与学科教学整合教学现场研讨会、组织召开结题报告大会，讨论通过《信息技术在中学生物教学中应用的研究》课题设计论证。

2014年8月20日，渭南市教育科研领导小组正式批准了我校申请的《现代教育技术在高中生物课堂教学中的应用》课题的研究并下达了立项通知书，这一课题的立项是对我们教科研工作的鼓舞和鞭策。我校生物教研组有着和谐的研究氛围，也曾取得了许多好成绩，如本组邱荔同志曾获得多媒体教学展示的县级一等奖。在连续两年的说课活动中邱荔、赵蕊同志分别获得一等奖和二等奖。本组成员曾多次撰写并发表相关论文多篇。受到县、校级好评和嘉奖。

四、开题后情况

自《现代教育技术在高中生物教学中应用研究》的课题开题以后，我们就积极投入到课题研究工作中去。从2014年4月开始，我们积极准备，搜集了课题研究所需的资料，并积极开展调查研究。现对这一阶段的研究工作开展情况做如下小结。

（一）、开题报告之后，根据课题研究方案，我们组内成员经过认真讨论，形成了初步的方案文本，为以后的课题研究打下了一个比较良好的基础。

（二）、根据课题研究实施方案中拟定的进度计划，我们做了以下一些工作：

1、组内成员积极搜集一些与课题研究相关的论文资料进行学习，我们还组织学习了相关理论，通过学习更加明确了什么是信息技术、信息技术与课堂整合发展的不同阶段、信息技术与课堂整合应遵循的原则等问题。《中小学教育科研方法》，为本课题组在这一领域的研究提供了理论依据和指导。为了保证信息技术和生物课堂的真正整合，不仅学习了Powerpoint和Flash等软件的使用，还学会了使用实物投影仪、扫描仪等相关设备。并经常与学生多加沟通，及时了解信息技术在课堂教学应用中的效果。

2、组内成员积极参加县局以及学校组织的学习加强自身业务素质，以教研组组织的有关课题研究学习为契机，认真学习课题研究的意义、方法，提高了对课题研究的认识，掌握了课题研究的一般方法，为以后的研究工作的开展打下了一个比较良好的基础。

3、课题组成员定期进行听课，如邱荔的《有丝分裂》分裂一节课；赵蕊同志《减数分裂》一节课；王建英的 《神经调节》一节课；闫建斌同志《基因突变与基因重组》一节课。组内成员对每节课都进行了详细的讨论和评课，大家充分认识到现代教育技术在生物课堂教学中的重要性和必要性。

4、组内成员积极合作，对高中生物必修

二、必修三的信息技术应用进行了细致的分析，并形成成果，做到有据可查。

5、在大家的共同努力下，我们分别完成了《高中生物教学中运用多媒体教学的重要性》;《高中生物光合作用中多媒体课件使用的效果分析》；《高中生物一轮复习应用多媒体课件的重要性》；《现代教育技术在高中生物教学中应用研究策略》等论文。本课题组对本课题的研究从理论、研究的成果、结论、研究过程中出现的困惑以及需要进一步研究的问题都进行了反思和总结，经过不断的讨论形成了最后的研究报告。

6、研究的结果

生物学是研究生物的形态、结构、生理、分类、遗传和变异、进化、生态的科学，生物学科知识具有微观性、难以再现性、难以亲历性，以及运动变化性的特点。生物学科的教学注重于宏观和微观两个方面，强调实验能力和科学素质的培养。而多媒体技术具有模拟过程、虚拟现实等优势，可以化静为动，化虚为实，化抽象为直观，为学生的学习创设有利于激发学习兴趣的教学情境，使学生能够很快地进入学习的主观能动状态；能够拓宽课本知识体系，拓宽教学的时间和空间，拓宽和加深课堂学习的内涵和外延，突出教学重点，增加课堂信息容量、化解教学难点，提高教学效率和质量。因而，随着素质教育的深入开展，多媒体技术在中学教学尤其是生物学科的教学中越来越体现出其优越性。

现代信息技术有利于化解难点，通过展示动态化解难点。通过宏观到微观的连续性展示化解难点。可以帮助学生理解不能理解的内容，利用信息技术手段也能增加课堂容量，上好复习课，提高教学效率。

通过大量整合实践，大家确信现代信息技术的确可以促进生物教学，激发学习兴趣，能够有效地提高生物教学效率；

（三）、在今后的教学活动和研究中的改进措施 ：

1、继续狠抓教学研究。在本课题研究的基础上长期深入地进行现代教育技术对于教学的有效性研究并及时撰写心得体会。

2、进行多渠道的学习，注重平时积累，充分利用教育教学资源，定期进行听课评课活动，共同提高教育教学水平。

3、坚持进行备课组、教研组研究活动，勤于做教学反思、研究小结等，不断反思和提高自己的专业研究素质。

（四）、课题组成员：

姓名

课题职责

职称职务

研究专长 谢国杰

行政主持人

校长，研究生

教育管理 霍文瑛

课题主持人

高级教师，备课组长

生物教育

闫建斌

成员

教务主任 一级教师

生物教育 赵蕊

成员

生物教师 一级教师

生物教育 王建英

成员

生物教师 二级教师

生物教育 邱荔

成员

生物教师 二级教师

生物教育

霍文瑛

2015年5月

第五篇：计算机多媒体技术在教学中的应用研究

计算机多媒体技术在教学中的应用研究

摘 要 如今已经进入到信息时代，计算机技术已经渗透到各个领域，不管是科学计算、信息管理还是多媒体技术已经得到了广泛应用，而计算机多媒体技术在教学领域越来越普及。如何更好的把多媒体技术应用到教学中，是我们一直不断探索和完善的问题。

关键词 计算机技术 多媒体技术 信息化教学

中图分类号：G718 文献标识码：A

随着计算机技术的不断提高和普及，多媒体技术也引领了教育行业的重大改革，无论是国内还是国外，教育的信息化已成为各个院校的改革方向。传统的教学课堂比较沉闷无味，而多媒体技术辅助教学可以使课堂更加生动活泼，有效的提高教学效果。下面我归纳一下多媒体教学的优缺点以及它的发展方向和应用领域。

1多媒体辅助教学的优点

首先，我们要了解一下什么是多媒体技术。多媒体技术其实就是利用计算机把文本、图形、影像、动画、声音及视频等媒体信息都数位化，并将其整合在一定的交互式界面上，使电脑具有交互展示不同媒体形态的能力。而我们所用的多媒体教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学内容，针对不同的教学对象，通过相应的课件制作软件进行合理的教学设计，把课堂内容以多媒体课件的形式展现给学生，从而达到最优的教学效果。因此，这种运用多媒体计算机并利用多媒体制作软件来进行的教学过程，又可以称为计算机辅助教学（computer assisted instruction，即CAI）

在教学过程中，多媒体课件越来越被广泛应用，它通常是借助PowerPoint、Authorware、Flash等软件来制作完成的，制作出的效果是把图形、图像、声音、动画、影像等元素与文字内容巧妙的融合在一起，具有很强的交互能力，现在这种教学手段越来越多的被教师所运用。因此，用多媒体技术来辅助教学相应的有以下优点：

（1）内容多样化，资源丰富。因为在多媒体课件中不仅可以添加课本中原有的知识，教师还可以利用网络资源收集一些相关的内容来充实课件内容。不仅可以在网上下载图片、动画和声音的，还可以下载相应的视频，从而使教学目标、教学内容已经教学过程更加具有实用性和科学性，使内容丰富多彩。由于多媒体课件添加了由各种优质的网络资源，不仅使资源得到充分的利用，实现了资源共享，也使师生得到更好的教学内容和学习资料。

（2）提高学生的思维能力和学习能力。每个多媒体课件都是是教师精心之作，其中的知识内容以及设计的教学过程都是教师根据自己的教学经验而规划设计的。学生通过观看一张张每张幻灯片而对知识逐步的理解和加深。每个知识点都是由浅入深的展示出来，一步步引导学生深入学习。如果学生哪里没有听明白或者课下要复习，他们还可以把课件拷回去反复学习，这大大提高了学生的学习能力，也有利用学生对知识的消化和吸收。

2多媒体技术在教学中发展研究

2.1媒体技术在课堂上的发展

（1）要采用多媒体课件与传统教学方式相结合的教学模式。目前的教育形式主要还是课堂教学，教师在课堂上引导学生学习，教师的教学手段直接影响教学效果。对媒体课件虽然有很多的优点，但它并不能完全替代传统的教学方式，比如在讲数学课，老师在黑板上分解计算步骤，比在课件上演示要详细和方便的多，也更能加深学生对知识的理解力。所以教师要把新的教学模式与传统的教学方式结合起来，运用多种教学手段既能调动学生的学习兴趣，又能激发他们的学习热情和创新能力。在课堂上发挥学生的主体作用，才是我们教学的目的。

（2）要根据课程情况来确定是否使用多媒体教学。在教学中使用什么样的教学手段，要根据教材的内容和学生的实际特点来制定，并不是所有的课程都适合用多媒体教学，或者有的课程并不是所有的内容都需要多媒体教学。

（3）要特别注重课程设计和多媒体课件制作质量。教学设计是整个教学的核心环节，它的好坏直接关系到整个教学效果。相比传统的教学模式，多媒体课件教学在设疑、创设情境方面有着更大的优势，因此，课件的制作过程中要把最全、最新、最科学的知识融入进去，让学生通过事例的动态模拟达到最佳的学习效果。

2.2多媒体技术在网络上的发展

现在大部分的教学模式都是以教师为主导，教师面对面地向学生传授知识和技能，而传统的教学辅助手段教学传送的信息也是单向的，无法实现信息反馈和很好的与学生交流，教师不能很准确的掌握学生的学习情况。如果通过网络技术把多媒体课件引入到教学过程中，教师在网络上发布课件，不仅能实现教师与计算机之间交流，还能实现学生与计算机之间、教师与学生之间的多向交流。教师能在总控台上及时了解学生的学习动态和思维活动，及时调整教学进度和教学过程，而且还能通过交流软件进行师生互动，这样大大提高了学生的学习积极性。

总之，随着信息时代的到来，计算机多媒体技术应用越来越普及，在教学中恰当的应用，不仅能帮助教师提高教学质量、扩大教学范围，而且能调动学生的学习兴趣，使课堂获得最佳效果。多媒体技术与网络的结合，更能发挥它的优越性，这也是以后教学的发展趋势。

参考文献

[1] 刘逸文.冷眼相看多媒体教学[J].教学仪器与实验（第17卷），2005（1）.[2] 丁俊多.媒体技术在计算机教学中的应用[J].福建电脑，2006（5）.[3] 王庆宏.实施电化教学优化教学手段[J].现代教育，2003（07）.