3D打印技术在中学物理自制教具中的应用探索

发布时间：2020-06-01 08:51

【摘要】：在3D打印技术快速发展和新课改的背景下,3D打印技术与教育的结合是大势所趋,但是国内外在应用3D打印技术自制中学物理教具的研究还很少。本文介绍了有关中学物理自制教具和3D打印技术在中学物理教育及其它各领域的应用的基本情况和研究现状。进一步系统论述3D打印技术应用于中学物理自制教具的理论价值和实践意义。接着从实验教学、自制教具、3D打印技术等方面对中学物理教育的基本情况进行了调查研究,发现了各地中学实验设备条件不完善且校际差异大,师生重视物理实验也看好自制教具的积极作用却应用有限,学生乐意参与实验和自制教具的设计制作却未真正着手,师生了解3D打印技术的基本情况且充满兴趣但认识有限等现实问题。在此基础上探索了 3D打印技术在中学自制教具中的应用方法与优势,将这一技术应用于中学物理自制教具中去,探寻3D打印技术对传统自制教具的技术弥补,利用3D打印技术设计制作如下中学物理教具:水透镜视力矫正模拟教具、薄板重心的寻找与验证教具、传动与转动组合教具、向心力演示实验教具、自制滚摆教具、自制潜望镜教具、伽利略斜面实验模拟教具、探究光的反射定律与折射定律的组合教具等。最后基于3D打印技术的中学物理自制教具的实际应用方向提出了建议,认为3D打印技术对于设计制作中学物理教具有极大的优势和研究开发空间,除了用于中学物理课堂演示实验以外,还有诸多应用方式如项目化教学、翻转课堂、创客空间、校本课程研发等。
【图文】：

第一章绪论逡逑量的趋势图以及２０１８年的发文量预测值，可以发表相关主题的文献数目逐年增长，逡逑己经成为我国研究的前沿热点，如图１．２－１所示。笔者又检索了主题为“中学物理”逡逑及“自制教具”的文献，一共３７５篇，发现对于中学物理自制教具的必要性、有效逡逑性，优秀教具实例及其在教学上的应用已经有了一定的研宄成果［３Ｍ３］。用知网进行逡逑计量可视化分析，可得到发文量的趋势图以及２０１８年的发文量预测值，发现关于中逡逑学物理自制教具的研宄从上个世纪七八十年代就已经开始了，但是研究热度不高，逡逑２０１３年达到一年４３篇的峰值后呈下降趋势，如图１．邋２－２所示。逡逑３ｋ邋＿逡逑

的稳定性非常好，但是价格也要昂贵得多，售价一般３Ｄ打印机的打印成品一般是直接应用的，因此工业用打仅要满足材料的特殊性要求，还要满足尺寸要求。工业刚性、初性、强度等性能要求，而且相关设备通常是求定制的，因此造价相当昂贵，售价难以预估。逡逑进的是国产的ＨＯＲＩ邋Ｈ１＋邋３Ｄ打印机，由北京汇天威科技是一款个人用３Ｄ打印机。如图２．１．邋４－１所示。它是基技术成本不高，这类国产个人级３Ｄ打印机体积小巧，具时具有极高的性价比。该３Ｄ打印机基于ＦＤＭ成型工可根据需要选择使用ＰＬＡ或ＡＢＳ材料进行打印，成型尺ｍ，拥有全彩触摸屏，一键式打印，，配套使用该公司自主件或者３Ｄ打印机控制软件ＣＵＲＡ，操作十分简单。逡逑
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：G633.7;G434

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本文编号：2691244