3D打印在教学中的应用研究

第一篇：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.

第四篇：《信息技术在教学中的应用研究》

《信息技术在教学中的应用研究》

课题研究报告

课题负责人：周瑞强 主要参加者： 张春兰 蔡红波

《信息技术在教学中的应用研究》研究报告

关键词：信息技术 应用 研究

一、前言

随着教育改革的深入，在课程改革与创新的过程中以计算机和网络技术为主的多媒体教学手段正在逐步成为学校教育的核心手段之一。现代教育信息的获取、使用及优化组合，已成为新课标、教材拓展、延伸的主要渠道和教师教学创新、学生学习创新、领导管理创新的基本手段，可以说，教育的改革与创新是以现代信息技术为基础的。《信息技术在教学中的应用研究》这一课题经过一定时间的研究、实验，现已取得以下进展：教师的教育教学观念发生了极大转变，现代信息技术参与了老师们的教学设计，优化了教学过程中的师生互动，构建了开放的课堂教学模式，提高了学生学习的兴趣，促进了学生思维能力的发展，推动了学校教育现代化的进程。本课题组通过对本校实验班的学生的前后成绩对比、分析，充分证明现代信息技术走进课堂能提高教学效果，这也是符合高效课堂理念的。

二、课题实施回顾

2011年12月我们申报的《信息技术在教学中的应用研究》这一课题被定为米河镇和学校重点教育科研课题，从那时起到现在近两年的研究时间里，我们主要开展了以下工作：

（一）组织理论培训

1、课题基础知识培训

课题被审批立项后，学校领导对该课题的研究工作极为重视。校长亲自主持召开了课题组开题会议，在会上他就“课题的选择”、“论证”、“设计”、“申报”及“研究过程”等具体环节，对课题组老师进行了培训，动员教师争做研究型教师，要求老师们树立“课题意识”，积极主动、创造性地开展课题研究工作。课题组组长周瑞强同志通报了本课题国内外研究的现状，分析了学校开展该课题研究的软、硬件条件，初步拟定了课题实验方案。

2、明确课题组成员组成及分工

为了使课题研究工作落到实处，结合各实验教师的自身特点与学科优势，课题组成员进行了明确分工，做到分工细致，责任明确。周瑞强同志负责主持课题研究的全面工作，参与课题实验；张春兰老师曾获得过语文学科优质课一等奖、河南省优秀班主任，负责信息技术在语文学科中的应用研究，具体的研究内容为：利用信息技术等教学手段进行情境创立；利用信息技术创造趣味课堂，拓展语文阅读空间，利用网络信息资源，整合语文教学资源，创造语文教学资源，做到资源共享。周瑞强、蔡红波等老师负责信息技术在数学学科中的应用研究，具体的探究目标为：构建信息技术与数学教学过程整合的教学新模式；开发能促进教与学双方互动性发展的教学。

3、课题理论知识培训

开展研究之前，课题组负责人周瑞强老师收集印发了有关《信息技术在教学中应用研究》的理论成果，课题负责人充分发挥数学教育和计算机专业的优势对研究人员就信息技术与课程整合构建新型教学模式等方面进行了理论培训，提高了教师理论水平，为本课题方案的实施打下了理论基础。

（二）以点带面，全员参与

1、任务分解，落实研究者责任制。课题组负责人将课题任务细化，涵盖语文、数学等学科，在研究中既各自重点突破，又一起互相协作。各实验老师在明确任务后，随及制订好了学科课题实验方案及工作计划，实验结束后及时总结反思，并形成书面材料上交给课题组长。对无计划，无方案，无资料的研究者，实行淘汰制，这一系列举措的出台，大家的课题意识进一步提高了。

2、实验阶段的调查分析

实验教师方面：课题实验起始阶段，课题组在开放性实验教师之间进行了问卷调查，就过程中的困惑与问题，进行了面对面的探讨，制订了切实可行的操作方案，为课题实验的全面推行，扫清了障碍。

在学生方面：阶段实验后，我们进行了学生调研问卷，就学生的思维参与，情感参与和行为参与三个方面进行分析比较。结果表明：计算机辅助教学受到学生的欢迎，激发了学生学习的兴趣，95%的学生有希望采用信息技术辅导教学的愿望。我们将实验班学生在实验前后成绩进行了对比分析，结果语文学科实验后比

实验前的班级平均分提高在5分以上，数学学科实验后比实验前的班级平均分提高在9.6分以上，并且优秀率和良好率提高都在10%以上，由此可见，试验班学生的学业成绩有了明显的进步。

（三）以活动求深入，促发展

课题实验仅凭实验组的老师来探究还远远不够，特别是信息技术在教学中的应用研究这一课题。我们镇是处于农村，基层教师对信息技术知识的渴求异常期盼，怎样推动信息技术在农村中小学走近教师，走进课堂是我们实验组的目标之一。为此，我们开展了一系列的活动，以活动来求深入，促发展。三月份，我们举行了课题实验学校公开教学周——基于电子板的课堂教学活动。实验学校教师一百多人出席参加了本次活动。在活动中，我们确立了“信息技术在数学课中的应用研究”这一专题，主要研究推广电子白板这一现代信息技术应用基础上的课堂教学。由周瑞强、蔡红波张春兰老师公开执教。他们在教学中所展示的课件及教学风采赢得了与会者的一致好评。五月份，我们开展了青年教师基本功系列赛——课件制作和电子白板应用。就课件制作的知识、技巧与教学内容的衔接和电子白板在教学中的应用等各个层面问题进行了专题探讨，掀起了一股争学信息技术的高潮。另外，我们课题组老师还利用网络资源，积极主动地加入网络教研群体之中，变校内教研为社会公开教研，如加入河南省语文教师群和数学教师群，在那里，每天都有语文、数学教研专题进行探讨，我们的实验老师也与全省各地的老师们一起在群内进行交流

与沟通。

三、阶段性实验心得

Ⅰ语文学科：在信息技术与语文学科的整合上我们做了以下探讨：

（一）整合的教学模式

1．设置情景、引发兴趣。俗话说万事开头难，良好的开端就是成功的一半。这一环节，就是要使学生进入主题后，产生完成主题的动机，为教学活动的顺利进行打下坚实的基础。例如，在观摩《会摇尾巴的狼》（人教版第五册）一课的教学中，教师首先放映一段关于狼掉进陷阱里，与老山羊对话的有趣的课件。这个软件在光、声、色、图的配合下，营造了一种赏心悦目的氛围，将学生带入了美丽的童话世界里，激发了他们的求知欲，吸引了他们的注意力，可以说这一段的开场白达到了“设置情景、引发兴趣”的效果。

2．提出主题、完成主题。学生在明确教师提出的主题后，立刻构思完成主题的方法与手段。通常情况下，学生利用已有的网络知识，获取相关的资料，但如果学生无法自主学习使用搜索网站的技巧时，教师引导使用另外一种完成任务的方法、技巧。譬如在学习《赵州桥》的时候，教师先提出“桥”这个主题，继而教授课文内容，然后要求学生利用网络资源查找有关古今中外的名桥（主要是查找其外形、结构的特点），这时学生兴趣盎然地进入到了要进行的主题之中，出色地完成了教师的任务。

3．归纳整理、思维创新。学生在完成教师的任务后，教师要进一步利用或尝试使用合适的方法对学生所获得的信息进行过滤、分析、处理，使学生对知识形成一定的认识。如前面所提到的“桥”这一主题搜索，学生找到了各色各样的桥的网站，教师在此就要教会学生学会选择。保留有用的，去除无用的资料。在这个阶段，可以使用浏览、分析、讨论、交流等方法使学生处理信息，从而让学生根据自己得到的不同信息初步形成学习体会，从而达到思维的创新。

4．总结与成果展示交流。课堂活动过程中，学习者展示各自的认识与看法，通过不同视角观点之间的相互比较与补充，完善、加深对拓展阅读主题的认识。这一阶段是信息的深度加工阶段。

（二）整合的教学实例 1．课文学习

有人认为信息技术与语文课程整合是教学上的一个误区，因为部分教学内容在多媒体环境下以直观的形象凸现出来，无法启发、拓展学生的思维，养成了学生的惰性，起到了适得其反的作用。通过实验我们认为，要启发、拓展学生思维，不必拘泥于课文内容，应该从实践入手，所以说信息技术与小学语文课程整合是可行的。

下面以人教版第六册《雨中》一课谈谈上述模式的运用。这篇课文讲的是一个拉车运货的年轻姑娘在阴雨的傍晚，车子歪了，一箩筐苹果翻倒在马路上，过路人主动帮她拾苹果的事，突出了

人们助人为乐的好品质。这一节课的内容重点是理解课文的一、二自然段。

一、二自然段主要是描绘美丽的雨景。为了让学生理解美、欣赏美，实验老师设计了以下的教学方案。

(l）赏读

首先让学生闭眼想象自己正步人雨中，边走边欣赏教师声情并茂的朗读；读毕，学生睁开眼睛，欣赏着教师制作的课件。该软件是根据课文内容制作的，有雨前乌云密布的天和淅淅沥沥的雨，马路上来来往往的车辆，路上行人各色的雨伞等等一一为学生创设了一个极为生动的情景，激发了学习动机，提供了丰富的外部刺激。

古人言“读书百遍其义自见”，于是紧接着，学生在教师诵读方法指导下，自由朗读，遇到不理解的词句可根据软件所提供的画面或字典来解决。最后，由学生以自己喜爱的方式来诵读（可采用表演读、小组合读等形式），他们都表现得踊跃、积极，效果良好。

（2）精读

在赏读的同时，教师适时地提出“你读懂得了什么”，以此作为“精读”的突破口，从而使他们读懂每一句话的意思，知道每一句话所使用的修辞手段。更重要的是，学生根据自己的想象，重新将雨景中所描绘的实体又合理地发挥想象成另一事物，达到了思维创新的目的。

2．阅读扩展

中外名家喜爱雨景的有不少，其中还留下许许多多的名篇佳作。于是，教师要求学生根据实际情况上网查找资料。学生反响很热烈，马上找了许多的“雨”作品，有叙事文、散文、诗歌等，并归好“春、夏、秋、冬”的类别。事实证明，利用网站资源多读好书极大地增加了学生的阅读兴趣，丰富了阅读内容，并且以交互形式促进了学生的心得体会，效果明显，为其他媒体所无法替代的，为实现新大纲所提出来的阅读要求提供了一条捷径。

3．仿写练习

学以致用，在学了如此美妙的雨景文章及欣赏众多的名人佳作以后，学生根据自己的实际情况，进行仿写练习。结果是令人惊喜的，仅从题目看就让人耳目一新，如《春雨之声》、《浪漫雨夜》等。内容也是多姿多彩的，有纯粹写雨景的，有写环保的，也有写事的，可谓百花齐放，各有千秋。

因此，信息技术与小学语文的整合是非常必要的，这是由学科的特点决定的。

（三）符合语文学科本身的特点

语文是最重要的交际工具，是人类文化的重要组成部分。语文学科是一门基础学科，其教学内容包括阅读、写、听、说等方面。信息技术时代，语文教学必然要有新的特点。

阅读：从阅读的深度、广度和速度这三个层面上提出了阅读的三种方法：精读、略读和快读，信息时代的阅读应高度重视略读和快读。

写作：随着电子系统交换信息作为人与人之间的重要交流方式，写作教学将面临变革：文学的地位会降低，实用文体会成为学生学习的主要文体，组织和改编有关信息将成为一项重要的写作能力。

口语交际：口语交际技能将被视为获得并保持职业的主要技能之一，越想获得高职位，越应该学会如何与不同地域、不同语言、不同种族的人进行交际。

由此可知，信息技术使阅读教学的资源更加丰富，案例更加有效，过程更加符合人类本身的思维规律，使略读和快读得以经济、高效地实现，为写作教学提供更丰富的素材，更多、更迅速的实现渠道和更多、更有效的交流方式。借助网络语音软件，可轻易实现“生生”、“师生”之间、学生与校外专家、学习伙伴之间的广泛交流；可为语文素质的根本因素一思维能力提供广阔的发展空间。

所以说，信息技术与语文课程整合是顺应潮流的发展，符合时代的要求，为整个教学界开辟了一个新天地。

Ⅱ数学学科：我们做了如下尝试

（一）多媒体辅助教学，能培养学生形象思维，直觉思维

1、用计算机进行课堂演示

这种模式，是教学过程中教师通过电子白板、教具模型等媒体展示各种信息给学生。由于计算机将教学素材加工成文字、图形、影像资料，并进行一些必要处理，将这些资料组织起来，课

堂教学时可以将计算机与大屏幕、投影、电视机连接起来，也可以在网络计算机教室中进行，利用这种模式进行课堂教学，在较短时间内，计算机使学生多种感官提高对信息的吸收率，加深知识的理解，因而可以做到更高密度的知识传授，大大提高课堂的利用率。解决某些探索性问题时，就可以这样做，可以帮助学生发现一些结果的必然性。另外，利用计算机进行课堂演示，通过精心设计的动画、插图和音频等，可以使抽象深奥的数学知识简单明了，以直观的形式出现，缩短了客观事物与学生之间的距离。更好地帮助学生思考知识间的联系，促进新的认知结构的形成，计算机的动态变化可以将数与形有机结合起来，把运动和变化展现在学生面前，使学生由形象的认识提高为抽象的认识，这对于培养学生良好的思维习惯起到很好的效果。

2、利用计算机进行小组合作学习

在信息技术背景下，发展以学生为中心进行合作学习的思想，以问题共同解决为中心的思想，发展以培养能力为中心，强调终身学习的思想。问题是教学发展的动力，所以对解题的教学历来受到教师的重视，现代数学教育更是强调要进行问题解决，在解决问题过程中锻炼思维，提高应用能力。由于计算机强大的处理能力为数学的发现学习提供了可能，它的动态情境可以为学生做数学题提供必要的工具和手段，使学生自主地在问题空间里进行探索，来做数学实验。教师可以将更多的探索、分析、思考的任务交给学生去完成。例如“求圆内接三角形面积的最大值”一课，在电脑网络教室里，让学生利用几何画板，自己在动态变化中观察静态图形的变化规律，对图形进行定量的研究，通过交流、讨论，最终得到问题的解答。由此可见，对一些教学内容，我们作为教师的完全可以让学生分组去探索，有利于学生思维的培养。

3、通过计算机人机交互功能，激发学生学习数学的兴趣，充分体现学生的主体作用。人机交互是多媒体计算机的显著特点，多媒体计算机产生出图文声色并茂的、感染力强的人机交互方式，而且可以立即反馈。这种交互方式对于数学教学过程具有重要意义，它能有效地激发学生的学习兴趣，使学生产生强烈的学习欲望，因而形成学习动机。优秀的多媒体课件所提供的交互式学习环境中，学生可以按照自己的学习基础，学习兴趣来选择所学的内容的深浅，来选择适合自己水平的练习作业。

（二）巧借信息技术的丰富资源，培养学生的创新精神和发现式学习

信息技术的丰富资源，能为数学教学提供并展示各种所需的资料，包括文字、声音、图片等，能创设、模拟各种与教学内容相适应的情境，为所有学生提供探索复杂问题、多角度理解数学思想的机会，开阔学生数学探索的眼界。丰富的信息资源，开拓了视野，激活了思维，增强了想象，从而培养了学生的创新精神，改变学生学习方式，让学生乐意并有更多的精力投入到现实的探索性的数学活动中去。

当然，数学与信息技术的整合，并非强调所有的数学内容都

适合计算机辅助教学，它只可巧用，不能滥用。数学的课程改革只有巧借现代信息技术的优异性能，才能使二者的有机整合提升到一个新的高度，从而达到优化数学的学习过程和学习资源的目的。

（三）信息技术在数学教学中应用的几点思考

通过实验，我们认识到多媒体教学具有传统教学手段所没有的特点：改变过去“一块黑板，一支粉笔，一张嘴巴众人听”的局面，激发学生的学习热情，全面提高学生素质；有效扩展课时容量，提高教学效果，保证教学任务顺利完成；优化教学模式，使个性化的因材施教成为可能。除此之外，多媒体教学能够充分调动师生的积极性、主动性和创造性，使学生在愉快、轻松的环境中增长知识。

1、多媒体是辅助设备，多媒体教学要突出教师的主导地位 目前课堂多媒体教学以成为各级各类学校重要的教学组织形式，但也出现不可忽视的各种不同程度的问题。其中最值得关注的是多媒体教学过程中的“霸权”现象，教师被课件所左右，课堂灵动生成不够。在公开课、展示课中不少教师利用多媒体时抛开了粉笔和黑板，但是作为传统课堂教学象征的黑板仍然有一些地方是现代教学媒体无法替代的，黑板的及时重现力强，随写随看，内容还可以增减，有些内容是教师突然而至的灵感，而这往往是教师的教学艺术的动人之处。因此，在多媒体教学中，教师首先应该把握住自己在教学中的主导地位和作用，多媒体本是一

中教学工具，教师不应该“退居二线”，而应在设计多媒体教程时，把握好多媒体的使用时机充分发挥各种媒体的各自特长，优势互补，交互使用，以取得最佳教学效果。

2、多媒体教学要尊重和重视师生之间的交流

在运用多媒体实施教学时，除了不能忽视应遵循的辅助原则，也不能忽视教学的重要环节——师生间的情感交流，这是计算机的功能无法取代的。在教学过程中，多媒体教学尽管可以使教学活动进行得快，执行教学工作准确无误，但由于过分强调多媒体，导致教师把“主导”地位让给了屏幕，教师在教学过程中陷入了“可有可无”的境地，形成了以媒体为核心独霸课堂教学的局面，那么使教与学失去了主动和谐的气氛，教师与学生之间的情感交流产生了距离，就无法引导学生进入教材特定的环境。

实验中发现目前的课堂教学过分倚重计算机和网络的功能，变以前教师的“满堂口灌”为今天的“满堂电灌”，多媒体“霸占”了整个课堂。美国教育家布鲁纳曾明确提出：教学的主导者是教师，而不是教学装置。现实中，人与人之间的语言是最具有亲和力的，师生之间课堂上互动性的交流是比较重要的教学途径。但受到课件的牵制，课堂上教师的表情、手势对学生的暗示作用不够，课堂气氛沉闷，学生的学习积极性不够。

3、多媒体教学的广泛使用也促使教师树立终身学习的观念 多媒体的广泛应用给教师的教学带来了冲击。首先，教师要把握住自己在教学中的主导地位和作用，就不能只当“解说员”

和“播放”操作者，要从人与多媒体、教学内容与多媒体的关系入手，探讨多媒体在教学运作中的基本教学规律与要求，使现代信息技术在教师的的驾驭下有的放矢地发挥作用。其次，信息技术的飞速发展要求教师不能固守自己的已有的知识体系，要不断充实自己。适应新生事物，并且要树立终身学习的理念。

四、阶段性成果

（一）教师方面

学期末，我们对教师又进行了调查，95%的教师认为信息技术在教学中的应用能够提高学生的学习兴趣，99%的教师认为多媒体教学能够提高学生的学业成绩。在条件允许的前提下，自己也希望进行这样的教学实践。在课题研究期间，课题组成员利用课余时间对本校的教师进行了信息技术基础知识培训，提高了全体教师对信息技术辅助教学的认识，初步掌握了多媒体设备的应用技巧，学会了制作简单的课件。现在，约有70%的教师能够应用信息技术并进行组织教学。课题组成员中，周瑞强老师的论文《浅谈家长对初中生学数学的辅导》被河南省教育厅评为二等奖，论文《浅谈如何在数学课堂创设情境》荣获全国素质教育教研成果一等奖，《浅谈数学教学与信息技术的整合》在全国发行的CN刊物《试题与研究》上发表；张春兰老师辅导的学生张佳佳在河南省课中小学生课改论文大赛中获得一等奖，张老师获得优秀辅导奖；蔡红波老师获市级优质课二等奖,所辅导的学生马宇在河南省基础教育教研室组织的中小学生课改论文比赛中获得二奖，本人获

得优秀辅导教师奖。这些都是我们课题组成员学习、实验、成长的轨迹。

（二）学校方面

随着我们课题研究的进一步深入，学校的现代化建设也随之得以发展。学校于2012年8月份成立了校园网，全面更新了多媒体教室和一类电教设备，为本校教学资源共享打下了坚实的物质设备基础。

五、今后的研究设想

针对信息技术在教学中的应用中不断出现的新问题，我们会在今后的课题实验中加以探究。我们认为多媒体辅助教学的成功标志是：有利于学生的主动参与；有利于揭示教学内容的本质；有利于课堂教学内容的高效性；有利于学生思维和技能的训练与提高；有利于认知结构的优化。我们期盼各级领导、专家对我们的课题给予更多的关心与指导。总之，在新的教育形式下，面对当前的信息社会，作为我们教师——课程改革的主要实施者，应该用新的教育理念，大胆进行课堂教学改革，充分发挥现代信息技术，尤其是计算机和网络技术的潜力，为推动教育新课程改革不懈努力。

参考文献：

1、祝智庭，北京师范大学出版社，《教育技术培训教程》2007年6月。

2、齐建华，大象出版社，《现代数学教育》，2001年3月。

3、张仁贤，天津教育出版社《现代教育技术在教学法中的运用策略与实践》，2008年6月。

第五篇：多媒体教学在高中数学教学中的应用研究

多媒体教学在高中数学教学中的应用研究

高中数学教学是高中教学的重点内容，数学在高考中所占分数比例较大。如何提高学生的数学成绩，是数学老师与学生共同关注的问题。很多学生在数学学习中感到知识内容比较抽象，空间想象思维不足，影响了数学学习。就多媒体教学在高中数学中的应用进行分析，希望为高中数学教学方法的改革，提供一些参考。

多媒体教学高中数学应用改革随着高中教学改革的进行，越来越多的学校将多媒体教学引入到了教学中，取得了显著的教学效果。多媒体教学方法的使用很好的弥补了传统教学方法的缺陷，在高中数学教学中引用多媒体教学可以将比较抽象的知识通过多媒体形象的展现在学生面前，将一些不容易理解的内容，通过多媒体教学生动的演示出来，多媒体教学还可以调动学生的学习兴趣，降低学生对数学学习的抵触情绪，提高学生的数学学习成绩，多媒体教学在数学教学中的使用是值得深入研究的。

一、多媒体教学的重要性

21世纪是知识经济的时代，随着网络信息技术的快速发展，以多媒体网络技术为核心的信息技术对教育教学产生了深远的影响，不仅促进了传统教学方法的变革，更重要的是对传统的教学理念、教学思想、教学内容与教学模式的改革都起到了推动的作用。多媒体教学将会对基础教学产生深远的影响，将会改变传统的教学模式，为基础教学方法的完善提供支持，多媒体教学是21世纪教学发展的重要创新，是符合时代发潮流与教学发展规律的。

二、多媒体教学在高中数学教学中的优势

1.通过教学情境的改变，提高学生的学习兴趣

传统的数学教学模式是一根粉笔、一面黑板、一本教材的形式，学生对这种传统的教学方法缺少兴趣，教学效果不理想。在高中数学教学中，可以发挥多媒体教学的优势，运用强大的图形处理功能与动画、声音结合的功能为学生创造一个全新的教学环境，辅助学生进行探索发现式的学习和对知识的内在认知，使学生的学习变得简单轻松，激发学生的学习兴趣，调动学生的数学求知欲。通过电子屏幕教学，吸引学生的注意力，多媒体教学的互动性，快速灵活性，将大幅度提高高中数学教学的有效性。

2.将抽象的数学问题直观化

多媒体教学另一个好处，就是可以将高中抽象的数学概念、数学图形由抽象变得直观化，通过多媒体动态的演示，使学生明白数学知识内容发展的全过程，这对学生培养数学的逻辑思维有着较好的效果。比如，在进行高中立体几何教学时，可以通过多媒体教学，将比较抽象的多维空间，立体形式形象的展现在学生面前，帮助学生树立立体的思维模式。

3.提高课堂教学的效率

多媒体教学，可以大幅度提高数学教学的课堂效率。传统的黑板式教学，将大量的有效时间都浪费在了板书的书写上面，一节课学习到的知识有限。而数学教学有着大量的信息，在有限的教学时间内很难完成。多媒体教学就可以很好的解决这个问题，多媒体教学可以容纳大量的数学信息，课件的演示快速而简练，使学生在有限的时间里学习到更多的内容，教师可以有更多的时间与学生进行互动、交流，可以注意学生的反馈，引导学生的思维，调动学生参与教学过程。另外，多媒体可以为学生提供生动形象的教学材料，为学生创设出特定的问题情境，辅助学生进行探索发现式的学习和对知识的内在认知，从而使学生情绪高涨、思路开阔、豁然醒悟，真正成为学习的主体，快速提高数学成绩。

三、多媒体教学在高中数学教学中的应用

1.提高教师的多媒体应用能力

教师在多媒体教学中起着重要的作用，多媒体教学实施的成功与否，教师起着重要的作用。首先，教师要解放思想，提高对多媒体教学的认识，消除对多媒体教学的抵触情绪。其次，加强对数学教师进行多媒体教学的培训，教师要学习多媒体课件的制作，多媒体课件的选材，多媒体课件的讲解。最后，加强多媒体课件在数学教学中的灵活运用，只有教师掌握了多媒体课件的应用，才能在数学教学中很好的采用多媒体教学，提高数学课堂的教学效率。

2.加强多媒体教学与传统教学方法的结合

多媒体教学要与传统的教学方法相结合，多媒体教学的使用是对传统教学的完善与补充，并不是对传统教学的否定。很多教师认为，多媒体教学是万能的，在教学中不管教学内容是否适合采用多媒体教学，都采用多媒体教学，几乎很少采用传统的板书教学。多媒体教学的过分应用，也不利于教师与学生的交流，静态的交流会导致课堂缺少情感，抑制创造性思维的产生。因此，一定要将传统的教学方法与多媒体教学结合起来应用。

3.课件的制作要科学合理

多媒体教学中课件的制作也是非常重要的，教师课件的制作，一方面，要突出教学的重点，使学生容易对知识点的掌握；另一方面，也要注意实用性，尽量避免为了教学效果，过多的使用图片、声音、动漫等进行教学。课件的制作一定要科学合理，既要体现出趣味性，又要体现出实效性。

四、小结

多媒体教学是数学教学方法的一次革新，是一种新型的教学手段，多媒体教学是对传统教学的完善，而不是对传统教学的完全取代，多媒体教学不可能解决数学教学中的一切问题，多媒体教学的使用要有的放矢，不能违背教学规律，在实践教学中要加强对多媒体教学的研究，不断完善多媒体教学，一定会促进高中数学教学的改革，提高学生的数学成绩。

参考文献：

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