摘 要：3D打印技術(shù)作為新生事物，逐漸走入人們的視野，對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)并不了解它。本節(jié)課將簡(jiǎn)單的了解什么是3D打印技術(shù)，分析它的原理以及展望它的應(yīng)用前景。討論它是否能成為第三次工業(yè)革命的推動(dòng)力。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù) 交互式教學(xué)過(guò)程 拓展性提問(wèn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）08（b）-0004-01

1 設(shè)計(jì)思想

當(dāng)前，中國(guó)高中教育“千校一面”，顯露出高中學(xué)校課程建設(shè)的薄弱和應(yīng)試教育導(dǎo)致的教育方式單一性?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展綱要》指出：推動(dòng)普通高中多樣化發(fā)展。促進(jìn)辦學(xué)體制多樣化，擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)資源。推進(jìn)培養(yǎng)模式多樣化，滿足不同潛質(zhì)學(xué)生的發(fā)展需要。探索發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的途徑。所以我結(jié)合自己物理學(xué)科的教學(xué)，在本學(xué)校內(nèi)以開(kāi)發(fā)學(xué)生智力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，本著全面發(fā)展的思想理念在校內(nèi)開(kāi)展了一系列的物理學(xué)科科技拓展校本課教學(xué)。其基本內(nèi)涵是：將“學(xué)會(huì)”的內(nèi)涵詮釋為“興趣、合作、交流”，并緊緊圍繞這六個(gè)關(guān)鍵詞開(kāi)發(fā)校本課程，倡導(dǎo)有效教育，塑造健全人格，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展。目標(biāo)是：學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力得到培養(yǎng)，教師的潛能得到充分的激發(fā)和提升。

2 學(xué)情分析

高中學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理知識(shí)一直是有一定困難的，因?yàn)槲锢韺W(xué)科是高中綜合性，邏輯思維性非常強(qiáng)的一個(gè)學(xué)科。學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中因?yàn)橹R(shí)過(guò)難，加之機(jī)械的計(jì)算和思考而逐漸失去對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。所以，我利用對(duì)物理學(xué)科前沿知識(shí)饒有興趣的講解和拓展可以很好地引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3 教學(xué)目標(biāo)分析

教學(xué)目標(biāo)：

（1）擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，開(kāi)闊視野。

（2）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。

（3）培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神，鍛煉學(xué)生查閱資料的能力。

教學(xué)重點(diǎn)：

通過(guò)學(xué)生課前搜集資料，師生課堂共同介紹了解3D打印技術(shù)，學(xué)生進(jìn)行講解和展示，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)思考的能力，通過(guò)對(duì)3D打印技術(shù)立場(chǎng)的討論，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。

教學(xué)難點(diǎn)：

如何用最簡(jiǎn)單直觀的方法講解、了解科技前沿的知識(shí)。

4 教學(xué)流程

4.1 利用多媒體先入為主，激發(fā)興趣，導(dǎo)入內(nèi)容

請(qǐng)同學(xué)們觀看電影《十二生肖》中的一段場(chǎng)景，（成龍戴著手套摸了一下獸首，瞬間銅像數(shù)據(jù)就被遠(yuǎn)程傳輸?shù)搅穗娔X里，隨即一個(gè)一模一樣的獸首銅像被“打印”了出來(lái)。）請(qǐng)問(wèn)你認(rèn)為電影中的場(chǎng)景實(shí)際生活中能實(shí)現(xiàn)么？這種技術(shù)叫3D打印技術(shù)。對(duì)大多數(shù)同學(xué)來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)是很陌生的，今天我們就通過(guò)本節(jié)課揭開(kāi)3D打印的神秘面紗。

4.2 師生平等的交互式教學(xué)過(guò)程

學(xué)生的簡(jiǎn)單介紹：3D打印的實(shí)際操作過(guò)程到底是怎樣的，當(dāng)遇到包含孔洞及懸臂這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)，如何解決難題。有兩位同學(xué)為大家查找準(zhǔn)備了兩段視頻，下面給大家展示一下。視頻一：卡通人物打印過(guò)程。學(xué)生觀看視頻后討論其打印過(guò)程，并根據(jù)自己的理解進(jìn)行講解，之后由提供視頻的學(xué)生總結(jié)用液體打印物體的方法。視頻二：打印金屬的過(guò)程。學(xué)生觀看視頻后討論其打印過(guò)程，并根據(jù)自己的理解進(jìn)行講解，之后由提供視頻的學(xué)生總結(jié)用粉末打印金屬的方法。

教師的專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)：

光固化，光輻射固化技術(shù)包括紫外光、微波、紅外光、激光等的輻射固化，它們利用光的波動(dòng)性產(chǎn)生激發(fā)分子，且波長(zhǎng)越短，穿透能力越強(qiáng)，固化效果越好。另一種是電子束、c射線、γ射線等對(duì)聚合物的輻射固化，它們是利用光的粒子性，不僅產(chǎn)生激發(fā)分子，而且還產(chǎn)生電離。因此，這兩類(lèi)輻射固化的機(jī)理不同。目前研究最多的也是紫外光固化和電子束固化這兩種方式。

教師的拓展性提問(wèn)：

3D打印技術(shù)有望在以下幾個(gè)行業(yè)中得到廣泛使用：傳統(tǒng)制造業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、文物保護(hù)、建筑設(shè)計(jì)行業(yè)、配件飾品行業(yè)。在這些行業(yè)中你覺(jué)得可以如何使用3D打印技術(shù)？下面請(qǐng)同學(xué)們大膽想象展開(kāi)討論（見(jiàn)表1）。

目前3D打印的應(yīng)用到底到什么程度了，我們一起來(lái)看看。誰(shuí)來(lái)展示你課前搜集到的資料。先由兩名學(xué)生展示PPT，之后由教師展示PPT。

（1）3D打印的晚禮服已經(jīng)問(wèn)世，還有鞋子成為時(shí)尚界的寵兒。

（2）3D打印的食品：面包、巧克力、蛋撻等。

（3）3D打印的房屋：英國(guó)3D打印房屋，采用纖維尼龍結(jié)構(gòu)作為骨架，來(lái)代替實(shí)心的墻體。房屋組件采用激光燒結(jié)的生物塑料，這比用沙子或混凝土印制的質(zhì)量更好。

（4）全球首輛3D打印汽車(chē)時(shí)速可達(dá)112公里，該款汽車(chē)并非玩具，而是真能開(kāi)在路上跑的家伙。

（5）3D打印足球鞋：蒸汽激光爪（Vapor Laser Talon Boot），運(yùn)動(dòng)品牌NIKE公司就設(shè)計(jì)出了一款3D打印的足球鞋。整雙鞋只有150多克重。能提升足球運(yùn)動(dòng)員沖刺能力。

（6）其他方面：美國(guó)3D打印槍支、3D打印機(jī)制作鋼鐵俠的手套、3D打印筆。

（7）醫(yī)療方面：使用3D打印出人的頭骨，來(lái)替代患者原本高達(dá)75%已受損骨骼。此外還有3D打印的肝臟組織，耳朵，骨骼，血管等人體器官。

問(wèn)題思考的逐步深入：

3D是否能夠打印人體，教師視頻展示“打印人體視頻”討論其可行性。說(shuō)明3D打印的兩面性。

你對(duì)3D打印的立場(chǎng)，調(diào)查學(xué)生的立場(chǎng)，引發(fā)一個(gè)小辯論。

（1）將來(lái)的工業(yè)革命。

（2）過(guò)于神話。

（3）新瓶裝舊酒。

這個(gè)環(huán)節(jié)一定要讓學(xué)生們充分的展示自己的思想，立場(chǎng)問(wèn)題不存在答案的對(duì)與錯(cuò)，鼓勵(lì)大家積極的開(kāi)展討論與交流。比如：3D打印的發(fā)展也會(huì)遇到他的瓶頸期，例如材料的限制，如果將納米技術(shù)與3D打印技術(shù)結(jié)合，將會(huì)有更新的突破和發(fā)展。延伸：4D打印的思想已經(jīng)誕生，第四維度指的是時(shí)間。讓打印出的物體有智慧，隨時(shí)間推移自我變化……

最后，通過(guò)本節(jié)課同學(xué)們的收獲和感悟是什么，讓大家談?wù)勛约旱母邢?。學(xué)無(wú)止境，科學(xué)創(chuàng)造也是無(wú)止境的。希望同學(xué)們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)生活中，把你的視野放得的更寬，思路擴(kuò)的更廣。

5 教學(xué)反思

依據(jù)本節(jié)課的教學(xué)目的：擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神，鍛煉學(xué)生查閱資料的能力。因此，上課前對(duì)學(xué)生布置課前準(zhǔn)備工作，要分工明確具體。例如，對(duì)3D打印的簡(jiǎn)介這種簡(jiǎn)單的問(wèn)題，完全可以留給學(xué)生完成；而3D打印的展示，網(wǎng)絡(luò)資源豐富，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生自主查找相關(guān)圖片和視頻，制作PPT，并在課堂展示，這樣在個(gè)別環(huán)節(jié)采用學(xué)生的參與取代老師的講解，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，并且使學(xué)生在查找資料的過(guò)程中有更多的收獲和體會(huì)。