摘 要：3D打印是一種以三維數(shù)字形式立體構(gòu)造物理對(duì)象的快速成型技術(shù)，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中3D打印技術(shù)正在受到重視，基于3D打印開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)成為提升教學(xué)質(zhì)量的措施之一.

文章就基于3D打印開(kāi)展高中物理實(shí)驗(yàn)拓展課程教學(xué)的必要性展開(kāi)分析，在緊密結(jié)合高中生物理課程學(xué)習(xí)規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出了基于3D打印的高中物理實(shí)驗(yàn)拓展課程有效實(shí)施策略，供廣大物理老師參考借鑒.

關(guān)鍵詞：3D打??；高中物理實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新機(jī)制

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）18-0080-03

收稿日期：2023-03-25

作者簡(jiǎn)介：鞠毅，中學(xué)教師，從事高中物理教學(xué)研究.

基金項(xiàng)目：本文系江蘇省“十四五”2021年度教研課題“3D打印支持下的高中物理實(shí)驗(yàn)改良與策略研究”的階段性研究成果（課題批準(zhǔn)號(hào)：2021JY14-L128）

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下，傳統(tǒng)的工業(yè)制造正在發(fā)生翻天覆地的變化.3D打印無(wú)需拼接組裝便能形成三維物體，其本身具有靈活便捷的優(yōu)勢(shì)，3D打印技術(shù)正在廣泛應(yīng)用于工業(yè)、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域.高中生正處在物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)期，他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中接觸到的知識(shí)以及參與過(guò)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)能夠成為解決物理學(xué)習(xí)問(wèn)題的重要推動(dòng)力.在3D打印技術(shù)不斷成熟的背景下，如何基于3D打印開(kāi)展高中物理實(shí)驗(yàn)拓展課程教學(xué)，值得每位教師思考.

1 基于3D打印開(kāi)展高中物理實(shí)驗(yàn)拓展課程教學(xué)的必要性

1.1 豐富高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式

基于3D打印技術(shù)開(kāi)展高中物理實(shí)驗(yàn)拓展課程教學(xué)是物理實(shí)驗(yàn)形式的創(chuàng)新與優(yōu)化.教學(xué)中教師基于3D打印技術(shù)的合理運(yùn)用，能帶給學(xué)生更加深刻多元的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)態(tài)度的有效轉(zhuǎn)變，讓每位學(xué)生都能夠在接受多元化物理實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)思維的全面發(fā)展.高中階段學(xué)生面臨高考的壓力，許多教師在開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作時(shí)，存在一定的功利化色彩，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中面臨較大壓力，影響到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果.在3D打印技術(shù)的有效輔助和推動(dòng)下，學(xué)生能夠及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài)，并且在主動(dòng)積極參與相關(guān)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的同時(shí)獲得多元化的體驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)知識(shí)面的有效拓展.

1.2 促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展

高中生正處在思維能力發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師能夠?yàn)閷W(xué)生搭建思維訓(xùn)練的平臺(tái)，并在此過(guò)程中促進(jìn)高中生思維的全面進(jìn)步與發(fā)展.3D打印技術(shù)本身具有較強(qiáng)的新穎性和開(kāi)放性，在引導(dǎo)學(xué)生圍繞3D打印技術(shù)探究物理知識(shí)的過(guò)程中，每位高中生都能夠在參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)思維的有效訓(xùn)練，并且在積極解決學(xué)習(xí)問(wèn)題的同時(shí)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)能力的有效提升.

2 基于3D打印的高中物理實(shí)驗(yàn)拓展課程教學(xué)有效實(shí)施策略

2.1 做好前期準(zhǔn)備工作

2.1.1 設(shè)置明確的教學(xué)目標(biāo)

設(shè)置明確的教學(xué)目標(biāo)是高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的重要前提和基礎(chǔ)，在基于3D打印技術(shù)開(kāi)展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，教師必須明確教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容以及相關(guān)要求，突出目標(biāo)的針對(duì)性和全面性，關(guān)注3D打印技術(shù)獨(dú)特的教育價(jià)值，并且在實(shí)施教育活動(dòng)之前了解學(xué)生的整體狀況，確保教學(xué)目標(biāo)體現(xiàn)出學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的有效提升.

2.1.2 做好學(xué)習(xí)者特征分析

學(xué)生是高中物理課程的學(xué)習(xí)主體，在基于3D打印技術(shù)開(kāi)展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制，并且對(duì)學(xué)生的情況進(jìn)行摸底，以此為基礎(chǔ)推動(dòng)前期準(zhǔn)備工作的有效落實(shí).教師首先需要關(guān)注學(xué)生對(duì)物理理論性知識(shí)的掌握情況，能夠從多個(gè)角度出發(fā)，了解學(xué)生的物理基礎(chǔ)，并且在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程的過(guò)程中體現(xiàn)出學(xué)生的個(gè)體差異，盡可能地凸顯基于3D打印技術(shù)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值.教師還應(yīng)格外關(guān)注學(xué)生在分析和思考問(wèn)題時(shí)表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，從多個(gè)角度出發(fā)，對(duì)學(xué)生作出相應(yīng)的指導(dǎo)，并且在分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況的同時(shí)，把握好實(shí)驗(yàn)素材以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的優(yōu)化，讓每位學(xué)生的個(gè)性都能夠得到彰顯.

2.1.3 增強(qiáng)課程導(dǎo)入趣味性

課堂導(dǎo)入是高中物理教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在基于3D打印開(kāi)展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，教師應(yīng)

重視對(duì)課堂導(dǎo)入的合理優(yōu)化與調(diào)整，能夠做到從不同角度出發(fā)做好課堂導(dǎo)入的合理設(shè)計(jì)，讓每位學(xué)生都能夠在快速調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài)的同時(shí)，真正理解實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的相關(guān)要求，以確保高中物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)施效果.教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，做到多角度分析和思考問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)課堂導(dǎo)入應(yīng)有的效果.結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，教師可以采用情境化的教學(xué)手段，引發(fā)學(xué)生的思考和共鳴，讓每位學(xué)生都能夠在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)保持較為濃厚的興趣.

2.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)

做好對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)流程的有效規(guī)劃是保障學(xué)生學(xué)習(xí)效率的關(guān)鍵，為此教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合3D打印技術(shù)的特點(diǎn)，在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)流程做出相應(yīng)的調(diào)整.

2.2.1 布置明確的學(xué)習(xí)任務(wù)

明確清晰的學(xué)習(xí)任務(wù)是高中生提高物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)效率的關(guān)鍵，在基于3D打印技術(shù)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)重視任務(wù)驅(qū)動(dòng)，能夠根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并且在對(duì)學(xué)生提出相關(guān)要求的同時(shí)促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，讓每位學(xué)生都能夠在主動(dòng)解決問(wèn)題的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)能力的提升.在明確高中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)主題的情況下，教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，并且在設(shè)置相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)考慮到任務(wù)的難易度，避免學(xué)習(xí)任務(wù)難度過(guò)高導(dǎo)致學(xué)生自信心受到打擊，避免學(xué)習(xí)任務(wù)難度過(guò)低影響學(xué)生學(xué)習(xí)能力發(fā)展.

2.2.2 基于學(xué)生特點(diǎn)合理分組

小組合作學(xué)習(xí)是提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的重要途徑，在開(kāi)展基于3D打印技術(shù)的高中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)重視對(duì)小組合作學(xué)習(xí)的有效落實(shí)，結(jié)合高中生物理課程學(xué)習(xí)特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生做出相應(yīng)的指導(dǎo)，在幫助學(xué)生提高解決問(wèn)題能力的同時(shí)促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神.高中生本身處于個(gè)性發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，他們?cè)诔砷L(zhǎng)過(guò)程中不僅要掌握學(xué)習(xí)的方法和技巧，同時(shí)也要學(xué)會(huì)如何與他人相處，以實(shí)現(xiàn)綜合素質(zhì)的全面進(jìn)步.在圍繞3D打印技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)做出嘗試和探索的情況下，必須對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為做出相應(yīng)的指導(dǎo)，幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)觀念，讓行之有效的物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)成為推動(dòng)學(xué)生綜合素質(zhì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?在合理劃分小組的情況下，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生做好小組內(nèi)部的分工，每位學(xué)生都需要結(jié)合自身的特長(zhǎng)，在合作學(xué)習(xí)中發(fā)揮各自的作用，共同完成好物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.

2.2.3 搭建實(shí)驗(yàn)成果展示平臺(tái)

在基于深入分析和思考解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)中各種問(wèn)題的同時(shí)，教師還應(yīng)為學(xué)生搭建展示實(shí)踐成果的平臺(tái)，真正關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，從多角度出發(fā)對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，讓每位學(xué)生都能夠快速調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài)，并且在主動(dòng)分析和探究知識(shí)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)能力的提升.在基于自主學(xué)習(xí)和小組合作學(xué)習(xí)取得一定成果的情況下，教師需要考慮如何幫助學(xué)生提高分享的能力，在教學(xué)活動(dòng)中鼓勵(lì)學(xué)生展示相關(guān)學(xué)習(xí)成果.

3 完善教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制

教學(xué)評(píng)價(jià)是高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié).基于3D打印技術(shù)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)當(dāng)具有更加完善的評(píng)價(jià)機(jī)制，既要體現(xiàn)出學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，同時(shí)也要關(guān)注不同學(xué)生的相關(guān)需求，能夠真正做到以過(guò)程為導(dǎo)向?qū)W(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)和指導(dǎo)，讓每位學(xué)生都能夠做到主動(dòng)積極解決問(wèn)題，并且在探究物理知識(shí)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)能力的提高.

3.1 以過(guò)程為導(dǎo)向制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在制定高中物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)評(píng)價(jià)的過(guò)程中，突出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，能夠真正關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)態(tài)度以及采用的學(xué)習(xí)方法，真正體現(xiàn)出物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的教育價(jià)值.在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中關(guān)注學(xué)生的一舉一動(dòng)并且做好相應(yīng)的記錄，對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)和指導(dǎo)時(shí)，不僅要考慮學(xué)生基于物理實(shí)驗(yàn)取得了怎樣的學(xué)習(xí)成果，同時(shí)也要考慮到學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中展示出的思維能力以及在探究知識(shí)過(guò)程中表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)態(tài)度，盡可能地保證評(píng)價(jià)活動(dòng)的多元化.

3.2 實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)主體的多元化

多元主體的評(píng)價(jià)機(jī)制能夠在一定程度上保障高中物理實(shí)驗(yàn)拓展課程的教學(xué)效果，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，教師不僅要關(guān)注自身對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)和指導(dǎo)，同時(shí)也要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，建立起多元主體的評(píng)價(jià)機(jī)制，

從而推動(dòng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的全面落實(shí).學(xué)生自我評(píng)價(jià)主要體現(xiàn)在學(xué)生自身的自我反思方面，在自我評(píng)價(jià)中，學(xué)生能夠根據(jù)自身的學(xué)習(xí)體驗(yàn)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生更加深刻的認(rèn)知，并且在探究和分析問(wèn)題的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)狀態(tài)的及時(shí)調(diào)整.學(xué)生之間的相互評(píng)價(jià)則強(qiáng)調(diào)同學(xué)之間的緊密協(xié)作，每位學(xué)生都能夠發(fā)現(xiàn)其他同學(xué)的閃光點(diǎn)，并且在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)他人的優(yōu)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的有效反思.

綜上所述，基于3D打印技術(shù)開(kāi)展高中物理實(shí)驗(yàn)拓展課程教學(xué)工作，這是提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的有效措施，也是促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的基本要求.教師必須充分重視3D打印技術(shù)的教育價(jià)值，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育和指導(dǎo)時(shí)，能夠采用多元化的教學(xué)手段對(duì)學(xué)生提出相關(guān)要求，一方面做好前期準(zhǔn)備工作，充分分析學(xué)情并優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)；另一方面也要關(guān)注實(shí)驗(yàn)流程的優(yōu)化與調(diào)整，讓學(xué)生能夠基于良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)綜合素質(zhì)的全面發(fā)展.唯有如此，基于3D打印的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，才能發(fā)揮應(yīng)有的作用，每位學(xué)生都能夠在了解3D打印技術(shù)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的深入探索，從而保證學(xué)生學(xué)習(xí)能力的進(jìn)步和提升.

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[責(zé)任編輯：李 璟]