試析3D打印支持下的高中物理實(shí)驗(yàn)改良策略

王 梅

(江蘇省高郵市第一中學(xué),江蘇 高郵 225600)

高中階段學(xué)生正處在身心發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期,在深入推進(jìn)高中物理教學(xué)改革的背景下,教師應(yīng)當(dāng)重視對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的有效建構(gòu).現(xiàn)階段,許多教師在利用3D打印技術(shù)開展高中物理教學(xué)方面做出了一些嘗試,希望通過對(duì)高中生物理學(xué)習(xí)情況的分析做好相關(guān)活動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì).但是,由于教師本身在3D打印技術(shù)的應(yīng)用過程中缺乏對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)的有效設(shè)計(jì),在學(xué)生成長(zhǎng)過程中忽略了學(xué)生想象力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)需求,導(dǎo)致3D打印技術(shù)的應(yīng)用效果和預(yù)期目標(biāo)存在差距.面對(duì)這樣的情況,教師應(yīng)當(dāng)積極創(chuàng)新教育思路,從高中生物理學(xué)習(xí)狀況出發(fā)選擇適合學(xué)生的指導(dǎo)方式,在良好的物理教育環(huán)境推動(dòng)下促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)[1].

1 3D打印支持下改良高中物理實(shí)驗(yàn)的必要性

1.1 節(jié)約物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本的基本要求

在3D打印支持下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)更具開放性特點(diǎn),相較于傳統(tǒng)的物理教育形式,在教具制作和設(shè)計(jì)方面,運(yùn)用3D打印技術(shù)能夠節(jié)約實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成本.實(shí)際上教具作為高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要器材和工具,其本身具有重要的育人價(jià)值和作用,但是傳統(tǒng)的教育模式下大多強(qiáng)調(diào)學(xué)校對(duì)教具的采購和應(yīng)用,而沒有考慮到教具的自主開發(fā)和設(shè)計(jì),這對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的組織開展產(chǎn)生了一定的影響[2].通過對(duì)3D打印技術(shù)的合理運(yùn)用,學(xué)校在物理教學(xué)的相關(guān)教具開發(fā)方面能夠具有更強(qiáng)的創(chuàng)造性和自主性,既要體現(xiàn)出物理知識(shí)本身的深刻原理,同時(shí)也能夠通過節(jié)約成本,在一定程度上保證物理教學(xué)活動(dòng)的優(yōu)化.相較于采購物理教具的方式,3D打印教具的成本更低,同時(shí)具有更強(qiáng)的可操作性和變化性,能夠很好地凸顯物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真實(shí)需求[3].

1.2 強(qiáng)化學(xué)生想象力和創(chuàng)新思維的保障

高中階段學(xué)生正處在物理課程學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)期,基于3D打印帶來的積極影響和推動(dòng),教師在相關(guān)活動(dòng)設(shè)計(jì)和組織上也能做出創(chuàng)新嘗試,在考慮到高中生物理學(xué)習(xí)特點(diǎn)的情況下,真正為學(xué)生創(chuàng)造適合的成長(zhǎng)氛圍與環(huán)境.根據(jù)現(xiàn)階段高中物理教學(xué)的相關(guān)要求和實(shí)際特點(diǎn),全面豐富學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn),有效構(gòu)建適合學(xué)生成長(zhǎng)氛圍的同時(shí),真正帶給學(xué)生深層次的啟發(fā).在基于3D打印推動(dòng)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)持續(xù)優(yōu)化的情況下,教師能夠基于物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新嘗試引發(fā)學(xué)生深入思考,在良好的物理實(shí)驗(yàn)氛圍中推動(dòng)學(xué)生想象力和創(chuàng)新思維的持續(xù)強(qiáng)化.

1.3 提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的前提

傳統(tǒng)教育模式下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一定的局限性,許多教師只是強(qiáng)調(diào)自身對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)要求,卻忽略了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主動(dòng)參與,在物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)組織設(shè)計(jì)方面存在較大的局限,這是影響物理實(shí)驗(yàn)推進(jìn)效果的重要原因.在3D打印與高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的情況下,教師能夠從多個(gè)角度出發(fā),優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)流程,幫助學(xué)生強(qiáng)化認(rèn)知體驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展.無論是物理實(shí)驗(yàn)帶來的積極推動(dòng),還是對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)特點(diǎn)的分析,都能夠在一定程度上推動(dòng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)制的持續(xù)優(yōu)化.以良好的物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)管理為導(dǎo)向,促進(jìn)高中生物理學(xué)習(xí)能力的進(jìn)步和發(fā)展,在3D打印技術(shù)應(yīng)用效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的同時(shí),進(jìn)一步推動(dòng)高中物理實(shí)驗(yàn)機(jī)制的優(yōu)化調(diào)整.

1.4 全面培育高中物理核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)

培育核心素養(yǎng)是高中物理教學(xué)的基本目標(biāo)和方向.在3D打印和高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的過程中,教師同樣能夠基于物理實(shí)驗(yàn)帶給學(xué)生的真實(shí)體驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài),以物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)的相關(guān)活動(dòng)設(shè)計(jì)組織更加全面,在核心素養(yǎng)的培育方面能夠起到重要的推動(dòng)作用.實(shí)際上,物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ鳛閷W(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的基本能力素養(yǎng),其培育效果與學(xué)生的個(gè)性發(fā)展息息相關(guān).在3D打印技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值得到有效體現(xiàn),應(yīng)用效果得到進(jìn)一步提升的同時(shí),高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培育核心素養(yǎng)的目標(biāo)能夠得到全方位實(shí)現(xiàn).

2 3D打印技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用誤區(qū)

2.1 3D打印技術(shù)應(yīng)用方式單一化

現(xiàn)階段許多教師在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,運(yùn)用3D打印技術(shù)做出了一些嘗試,但是在相關(guān)活動(dòng)設(shè)計(jì)和管理方面的整體投入仍然較為有限.還有許多教師只是將3D打印作為一項(xiàng)基礎(chǔ)的活動(dòng)設(shè)計(jì),而沒有真正關(guān)注學(xué)生的實(shí)際需求,在高中物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)組織和建構(gòu)中,對(duì)3D打印技術(shù)的應(yīng)用方式創(chuàng)新不足,這在一定程度上限制了物理教學(xué)的持續(xù)發(fā)展[4].

2.2 3D打印技術(shù)應(yīng)用時(shí)機(jī)不合理

現(xiàn)階段許多教師在3D打印技術(shù)的應(yīng)用過程中,忽略了學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和實(shí)際需求,這對(duì)高中生物理學(xué)習(xí)能力發(fā)展產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響.還有許多教師在3D打印技術(shù)的應(yīng)用方面存在一定的局限,無論開展何種類型的物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng),都選擇利用3D打印技術(shù)開展相應(yīng)的指導(dǎo),這也導(dǎo)致學(xué)生在接觸3D打印技術(shù)時(shí)的積極性受到影響.在教師本身缺乏科學(xué)設(shè)計(jì),對(duì)3D打印技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新不足的情況下,學(xué)生對(duì)3D打印技術(shù)的認(rèn)知理解不夠深刻,在物理學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)不夠全面[5].

2.3 學(xué)生缺乏自主應(yīng)用3D打印技術(shù)的能力

學(xué)生是高中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主體,在新時(shí)代背景下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,許多教師忽略了學(xué)生主體地位.關(guān)于3D打印,在高中物理實(shí)驗(yàn)中的教育滲透不夠全面,教師一味地強(qiáng)調(diào)自身對(duì)學(xué)生相關(guān)要求,卻忽略了學(xué)生在看待問題時(shí)的實(shí)際反饋.3D打印技術(shù)的應(yīng)用效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo),在相關(guān)活動(dòng)組織和設(shè)計(jì)方面的針對(duì)性不強(qiáng),這些因素極大地影響了3D打印技術(shù)的推進(jìn)效果.還有許多教師在活動(dòng)組織和設(shè)計(jì)方面忽略了學(xué)生的主動(dòng)參與,關(guān)于3D打印的活動(dòng)流程設(shè)計(jì)和實(shí)施不夠全面具體,最終導(dǎo)致3D打印技術(shù)的應(yīng)用效果受到影響.

3 3D打印支持下的高中物理實(shí)驗(yàn)改良策略

3.1 結(jié)合教學(xué)重點(diǎn)開發(fā)多元實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

開發(fā)多種類型的高中物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是豐富學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的關(guān)鍵.教師應(yīng)當(dāng)格外重視物理教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的科學(xué)設(shè)計(jì)和規(guī)劃,在關(guān)注高中生物理學(xué)習(xí)特點(diǎn)的同時(shí),選擇適合學(xué)生的指導(dǎo)方式,在不斷強(qiáng)化學(xué)生實(shí)際認(rèn)知,豐富學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的同時(shí),構(gòu)建適合學(xué)生的成長(zhǎng)環(huán)境和氛圍.在教學(xué)重點(diǎn)突出的情況下,讓學(xué)生更好地理解物理實(shí)驗(yàn)的積極價(jià)值和意義,確保3D打印支持下高中物理實(shí)驗(yàn)改良的持續(xù)落實(shí).

3.2 運(yùn)用3D打印技術(shù)制作高品質(zhì)教具

在利用3D打印技術(shù)開展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,教師應(yīng)當(dāng)格外重視教具的自主設(shè)計(jì)和應(yīng)用,能夠根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容和相關(guān)操作流程,對(duì)教具的開發(fā)制作提出更高要求.面對(duì)高中生在物理課程中的相關(guān)學(xué)習(xí)表現(xiàn)和體驗(yàn),教師在活動(dòng)設(shè)計(jì)和組織上也需要做出創(chuàng)新嘗試,能夠真正體現(xiàn)出3D打印技術(shù)的實(shí)際特點(diǎn),在高中物理實(shí)驗(yàn)帶給學(xué)生的積極影響和推動(dòng)下,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的進(jìn)步和發(fā)展.無論是對(duì)問題的主動(dòng)探索,還是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的鍛煉培養(yǎng),這些都能夠在一定程度上引發(fā)學(xué)生的深入思考和交流[6].教師應(yīng)當(dāng)考慮到教具制作過程中學(xué)生的自主參與和探索,在課程開始之前了解物理實(shí)驗(yàn)的具體操作流程,并且在教具制作方面采用控制變量的方式,對(duì)配套資源做好進(jìn)一步的加工設(shè)計(jì),確保3D打印技術(shù)的有效應(yīng)用.

3.3 運(yùn)用3D打印技術(shù)突破物理實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)

運(yùn)用3D打印技術(shù)開展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),必須重視對(duì)物理實(shí)驗(yàn)重難點(diǎn)的有效分析,幫助學(xué)生掌握基本物理知識(shí)原理、強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手操作能力,并且在物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)活動(dòng)組織和設(shè)計(jì)方面對(duì)學(xué)生提出更高要求,設(shè)置相應(yīng)指導(dǎo)活動(dòng)的同時(shí),帶給學(xué)生深層次的感悟.通過3D打印技術(shù)帶來的積極體驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的自主思考和探索分析,確保3D打印技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的合理運(yùn)用.教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注高中物理實(shí)驗(yàn)的具體操作流程,在各個(gè)細(xì)節(jié)方面做好相關(guān)的設(shè)計(jì)優(yōu)化,能夠體現(xiàn)出高中生在3D打印技術(shù)方面的實(shí)際應(yīng)用情況,從學(xué)生的真實(shí)需求著手選擇恰當(dāng)?shù)墓芾矸绞?在突出高中物理實(shí)驗(yàn)育人價(jià)值和作用的同時(shí),有效保障學(xué)生學(xué)習(xí)能力的進(jìn)步和發(fā)展,推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的進(jìn)步和提升[7].

3.4 通過師生協(xié)作共同應(yīng)用3D打印技術(shù)

全面加強(qiáng)師生協(xié)作是營(yíng)造良好教育氛圍的關(guān)鍵.在高中物理教學(xué)機(jī)制的建構(gòu)中,教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注3D打印技術(shù)的合理應(yīng)用,在師生協(xié)作的同時(shí)拉近彼此的關(guān)系,通過3D打印技術(shù)帶給學(xué)生的積極影響和推動(dòng),為學(xué)生學(xué)習(xí)能力的進(jìn)一步提升奠定良好基礎(chǔ).教師應(yīng)當(dāng)減少對(duì)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)行為的干涉[8],鼓勵(lì)學(xué)生自主利用3D打印技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新嘗試,在模型制作等各方面給予學(xué)生充分的自主空間,讓物理教育的理論價(jià)值得到進(jìn)一步體現(xiàn).

4 結(jié)束語

綜上所述,基于3D打印優(yōu)化高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是保障物理教育整體質(zhì)量的關(guān)鍵,也是促進(jìn)學(xué)生全面理解物理知識(shí)原理、強(qiáng)化學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的重要前提.教師應(yīng)當(dāng)重視物理實(shí)驗(yàn)帶給學(xué)生的積極影響,做好高中生物理學(xué)習(xí)行為的科學(xué)指導(dǎo),讓行之有效的物理教育成為學(xué)生個(gè)性成長(zhǎng)的推動(dòng)力.