邹正国
安徽省合肥市肥东县第三中学小学部 安徽 合肥 230000
摘要；3D打印设计教学模式，是当前小学数学教学中的一种创新应用手段。因此，本文以此为目标展开实践调研，总结出小学数学教学中融合3D打印设计的教学策略，以此来弥补学生主动探究动力不足等问题，提升学生的空间思维，训练操作技能，培养学生合作探索和创新学习能力。
关键词：3D打印设计；小学数学；现状；策略
引言：在新课程改革背景下，数学教学已经从传统的应试教学进行了变革，教师们越来越关注学生们的核心素养与能力。为了实现素质教学的目标，在小学数学教学过程中融合3D打印设计的教学模式，开始被广泛推广和运用。教师纷纷针对小学数学教学中的难点，添加3D打印设计元素，希望能够增加数学学科吸引力，化难为易，让学生轻松获知，达到事半功倍的教学效果。
一、当前小学数学教学现状
（一）学生缺少想象力、创造力和主动性
虽然课改多年，数学知识传授也添加了不少新元素、新理念，如设置情境、联系生活、多媒体手段等。但经笔者多年调研发现，不少学生空间想象能力低下，被动学习成分较多，他们只是带着老师布置的任务去记忆。就是把课堂上老师说的概念和公式记下来，只管答对题，得到老师的表扬就心满意足了。至于背后的原理与真相到底是什么，基本上不去关注。课后通过观察事物，或实践操作来验证老师所讲解的概念，更是无从谈起。创新式学习的学生多年来笔者很少遇见过。
（二）学具短缺或使用感受不理想
运用学具进行教学，能够帮助下学生们更加清晰、直观的了解问题、发现问题、思考问题、解决问题，将一些抽象的图形、概念更加直观地展示在学生面前，因此，加强学具的运用频率与效率，是数学教学中一个有效的途径。但是，经过笔者调研发现，当前多数学校由于收费问题，没有给学生订购学具。并且很少有教师意识到学具的重要性，导致数学教师在教学的过程中，要么凭空演示，要么教具短暂展示。造成学生无法按自己的角度观察、无法亲自操作感受，这些都严重影响了数学教学的效果。
另一方面，即使有订购的学具，但订购的学具质量太差，操作起来有误差；或者学具设计不理想，根本达不到通过学具来理解相应概念的要求。
二、3D打印设计在小学数学教学中的运用策略
（一）合作探究，提升学生空间思维
合作能力，是素质教育背景下一个教学的重点内容，在开展小学数学教学时，教师们需要加强对合作能力的培养，借助一些教学手段和教学活动，让学生们在合作中乐意探索知识，享受获取知识的快感，以此来带动学生空间思维的提升。因此小学数学教师需要重视小组合作学习模式的运用。而通过小组合作研究3D打印设计的模式，会让学生们乐于探讨,集思广益，综合运用背后的数学知识，强化学生对数学概念的深入了解，提升学生空间思维。学生在活动中获得成长与进步，实现数学教学的目标。在开展数学教学时运用3D打印设计，教师也可以基于该主题设计小组合作教学，让学生们在合作模式下感受数学学习中，使用3D建模软件对教学内容直观呈现、化繁为简的魔力，以此来解决数学问题，强化学生的空间想象能力。
例如，在开展六年级下册《圆柱的体积》教学时，教师便可以组织小组合作探究。
教师先按照学生们的学习能力、数学成绩、图形思维进行互补分组，确保不同小组之间的整体水平一致。然后运用3D建模软件全方位展现圆柱，分析其体积的计算规则、计算逻辑，并完成体积计算。接着上机讨论研究软件中的参数设置与圆柱体积公式的联系，观察3D打印机打印过程，理论结合实际，去验证公式的合理性。通过这样的形式，既锻炼学生的团队协作能力，又增强了学生的空间想象能力。
（二）设计学具，培养学生创造力
通过对当前小学生数学的教学现状调研可以发现，当前学生们在运用学具开展数学学习时，存在这一个最要的问题便是：没有学具，或使用学具的感受不理想，失去了学具使用的价值和作用。为了改变该现状，教师在开展数学教学时，可以组织学生们运用3D打印技术，根据需要自主设计学具。这样，学生们能够对每一个学具的使用功能、使用步骤、使用目标，都有更深入的理解和认知，并且学生们对自己设计并打印的学具会爱不释手，倍加珍惜。运用3D打印技术打印学具，是当前数学学习中的创新应用。教师们在指导学生们运用打印技术制作学具时，需要为学生们介绍3D打印技术的使用方法，让学生能够有清晰的思路分析如何来制作学具。尤其在利用3D建模软件设计学具时，不仅能把学到的数学知识应用到设计中，而且设计中运用到的知识又加深学生对数学概念的深入理解。在科技的感召下，学生兴趣大增，设计出的学具有时会让人惊叹。既让学生得到操作训练，也培养学生的创新学习能力。
例如，在教授四年级下册《观察物体》时，只要缺少学具，便可以组织学生去3D打印室打印小正方体，教师还可顺带教习在小正方体上设计姓名的小技巧，增加趣味。这样不仅解决学具短缺，还能阻止学具丢失。再如教授六年级下册《圆锥的体积》时，教师的重点讲解和演示无法让学生体会深刻时，运用3D打印设计，打印软件中参数的设置便让学生参悟出此节课的重点。而且打印出的圆柱和圆锥，让学生带回家自己操作和验证。还可以举办学具设计赛等……通过这些活动，既锻炼学生的动手能力，又培养创造力。
（三）注重评价，激发学生主动性
当前小学数学教学的一个明显现状是，教师们对评价的重视程度过低，往往在教授完知识之后便草草结束，很少真正关注到评价的作用，有的教师在开展评价时，也只是简单的对学生的合作成果进行汇总评价。因此，为了发挥评价的作用，通过评价完成对教学的反思，教师需要完善评价机制与评价体系，使学生获得成就感，从而激发学生主动学习数学的欲望。
例如，举办学具设计赛后，教师需要来一次评比。首先选定评委，之后打分，最后分出一二三等奖，并颁发奖状。这样不仅吸引学生主动参与，还有助于优秀学具的推广。但需要注意的是，教师针对学生3D设计的学具作品进行总评时，注意自己的用词，尽量给予学生鼓励性的的肯定与认可。
三、结束语
综上所述，随着教学改革的深入和推广，各个学科教育都开始实现教学改革与创新，越来越多的教学模式层出不穷。作为小学数学教师，需要加强对教学改革的重视，在教学过程里，结合小学生们的特点以及数学教学的问题，制定出对应的教学方案。教师可以结合本文所提出的教学方案，进行数学教学改革，将3D打印设计运用在实际教学中，有效提升小学数学教学的整体质量与水平。
参考文献
[1]朱少瑜.3D打印技术在小学数学空间与图形教学中的应用方式初探[J].读与写,2020,17(16):168.
[2]耿琳.3D打印技术在小学数学教具制作与教学中的应用[J].教育信息技术,2019,(9):70-72.
[3]贾琳.3D打印技术在小学数学中的运用[J].河南教育（基教版）,2018,(7):91.
[4]杨桂红.利用3D打印技术发展小学生的数学空间观念[J].中外交流,2019,26(46):371.