讓核心素養(yǎng)在學(xué)習(xí)3D打印的過程中落地

陸海江

3D打印，即一種快速成型技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)相對傳統(tǒng)制造技術(shù)是一次重大的技術(shù)革命，能夠為傳統(tǒng)制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入新鮮動力。從3D打印的內(nèi)涵與意義中可以發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)特別考驗個人的學(xué)習(xí)能力、科學(xué)精神和實踐創(chuàng)新能力。

基于這樣的認識，筆者所在學(xué)校從本學(xué)期開始在校本課程中開設(shè)了“3D打印課程”，期待能讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神和實踐創(chuàng)新能力。

打造學(xué)習(xí)共同體——學(xué)會學(xué)習(xí)

3D打印對學(xué)生來說是門全新的課程，應(yīng)怎么教呢？如果僅把教師講授知識作為唯一途徑，未免過于單一，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。教師可以給學(xué)生推薦一些較好的3D打印學(xué)習(xí)網(wǎng)站、交流平臺。學(xué)生可以在網(wǎng)上找到那些志同道合的學(xué)習(xí)共同體；同時，也可以將自己的作品和其他人的作品進行PK，在比較中發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)缺點，共同學(xué)習(xí)，共同進步。

學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)，可以組建不同的學(xué)習(xí)共同體，從中了解、學(xué)習(xí)更廣的知識，并逐步向“學(xué)會學(xué)習(xí)”邁進。

體會知識“變身”——豐富科學(xué)精神

小學(xué)中高年級的學(xué)生已經(jīng)積累了一定的生活經(jīng)驗，教師可引導(dǎo)他們解決身邊實際生活中遇到的難題，這是可以跳一跳摘到的“果實”。

江南雨水較多，特別是有時候?qū)W生出門時不下雨，放學(xué)卻下雨，這讓沒帶雨傘的學(xué)生很是苦惱。雨傘攜帶不方便，那能否讓書包和雨傘在一起呢？學(xué)生們在三維建模軟件中設(shè)計了智能書包的模型，其外形和普通書包一樣，不同的是在書包一側(cè)安裝了雨傘裝置。不下雨，它就是一個普通書包；下雨天，雨傘裝置感應(yīng)到下雨，會慢慢自動升起并打開。這就解決了學(xué)生在雨天沒帶雨具的煩惱。

當這個模型被設(shè)計出來后（如圖1），筆者被設(shè)計者的創(chuàng)意所折服。學(xué)生用3D打印機將模型打印了出來并進行了模擬操作，發(fā)現(xiàn)雨傘打開時，好像只能有一個角度。而生活中，雨傘會隨著風(fēng)向而改變。如何才能更合理呢？學(xué)生再次發(fā)揮想象。有的設(shè)計出可以調(diào)整方向的按鈕裝置；有的將雨傘的支撐部位設(shè)計成可變方向的材質(zhì)；有的將書包設(shè)計成胸前背，由背包人自由進行調(diào)節(jié)……

這樣“設(shè)計—打印—再設(shè)計”的過程，可以培養(yǎng)學(xué)生的探究精神。無論作品多么具有創(chuàng)意，如果學(xué)生不具有必要的技巧和堅強的意志，那么所謂的創(chuàng)造力就都會夭折。創(chuàng)造力就像火花，只有將火花扇成火苗，微弱的火花才能變成熊熊燃燒的火焰。

將想象變?yōu)榭赡堋獙嵺`創(chuàng)新

3D打印能夠解決傳統(tǒng)制造業(yè)中很多不能解決的技術(shù)難題，我們只要將“想象”變?yōu)?D模型，就可以通過3D打印將“想象”變?yōu)榭赡堋?/p>

例如，隨著家庭生活質(zhì)量的穩(wěn)步提高，家用電器也是琳瑯滿目。不同規(guī)格的電器、充電設(shè)備，大小不同、方向不一。目前，很多電源插座都是平整的，如果一個設(shè)備的充電器過大，往往會占用兩個甚至更多的電源插座，造成資源的浪費。學(xué)生根據(jù)這一情況，進行了大膽嘗試，將電源插座設(shè)計成在不同平面上、可組裝的樣式（如上頁圖2），使用者可以根據(jù)充電器的大小，隨意組裝，合理搭配，最大程度地節(jié)省了空間。

學(xué)生的想象力、創(chuàng)造潛能，絕不是教師在傳統(tǒng)課堂上可以教出來的。教師需要給學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)情境或營造氛圍，激發(fā)學(xué)生主動探究的欲望，讓他們圍繞問題進行發(fā)現(xiàn)、探究，甚至解決問題，實踐創(chuàng)新的素養(yǎng)就在這樣的過程中一點點積累起來。

核心素養(yǎng)從頂層設(shè)計到基層落實，還有很長一段路要走。筆者堅信，隨著課程改革的不斷深入，全面落實以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心的教育目標會在教育實踐中找到合適的對接點，并逐漸落地生根。