3D打印課程的校本化研究與實(shí)施

孔繁鵬

【摘要】本文從了解3D打印在教育領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用著手，分析當(dāng)前現(xiàn)狀，探究學(xué)生能力培養(yǎng)、素養(yǎng)提升，探索其校本化的具體實(shí)施策略。同時(shí)，在教案設(shè)計(jì)、教學(xué)方式、重難點(diǎn)等方面做好前期的規(guī)劃和具體的安排。

【關(guān)鍵詞】校本課程 智慧課堂 三型四程 3D打印 能力培養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G633 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）03-0253-02

3D打印是快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，采用數(shù)字材料打印機(jī)為載體，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造實(shí)體的技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷完善、設(shè)備及原材料成本的降低、大眾認(rèn)可度的提升，3D打印將逐步走進(jìn)千家萬(wàn)戶。

因此在教育領(lǐng)域，尤其是基礎(chǔ)教育階段開展相關(guān)研究，落實(shí)課程實(shí)施就顯得尤為迫切了。

一、3D打印技術(shù)在教育領(lǐng)域中應(yīng)用情況

創(chuàng)意燈罩、人物頭像、趣味掛件等3D打印作品，每一個(gè)都栩栩如生，讓人不禁感嘆“跟真的一樣”。

據(jù)了解，目前很多國(guó)家已開始在教育領(lǐng)域推廣3D打印。如美、英、德、日等發(fā)達(dá)國(guó)家已將3D打印作為中小學(xué)選修課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力，激發(fā)他們對(duì)數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程、設(shè)計(jì)等相關(guān)課程的興趣，提升綜合素養(yǎng)。

在中國(guó)，基礎(chǔ)教育領(lǐng)域也在積極推進(jìn)相關(guān)課程的開發(fā)與實(shí)施。北上廣深等大城市已開始推廣3D打印教育，很多學(xué)校集優(yōu)質(zhì)師資力量打造品牌化項(xiàng)目。

當(dāng)然，開展3D打印教育也非大城市的特權(quán)，中小城市教育主管部門也在立足本位，積極探索，引領(lǐng)各中小學(xué)校積極落實(shí)與開展3D打印技術(shù)的學(xué)習(xí)與課程建設(shè)。如蘇錫常等城市依托經(jīng)濟(jì)和區(qū)位優(yōu)勢(shì)，開展技術(shù)與教育融合的交流展示活動(dòng)，讓師生參與活動(dòng)并接受專業(yè)的知識(shí)講解和技術(shù)分享，切實(shí)感受3D打印的魅力，進(jìn)而激發(fā)自身探索的內(nèi)驅(qū)力，以點(diǎn)帶面、由內(nèi)向外地推動(dòng)3D打印教育的推廣和普及。

二、開設(shè)3D打印課程的必要性

開設(shè)3D打印能夠促進(jìn)學(xué)生抽象概念理解，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)也能幫助教師提升教學(xué)品質(zhì)，增強(qiáng)趣味元素，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。

1.3D打印在教育中對(duì)教師的作用

（1）利用3D打印機(jī)打印制作的教學(xué)用具，可以擴(kuò)展學(xué)習(xí)者的感覺和知覺增強(qiáng)觸覺體驗(yàn)，彌補(bǔ)常態(tài)課堂直接經(jīng)驗(yàn)不足的劣勢(shì)。

（2）將隱性知識(shí)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)顯性化，使學(xué)習(xí)資料由抽象化轉(zhuǎn)變成為具體化，具體化轉(zhuǎn)變成為形象化，視覺復(fù)雜化轉(zhuǎn)變成為認(rèn)知簡(jiǎn)單化。

2.3D打印在教育中對(duì)學(xué)生的作用

（1）讓學(xué)生的想象更容易變成現(xiàn)實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐。

（2）學(xué)習(xí)運(yùn)用簡(jiǎn)易建模軟件，發(fā)展學(xué)生立體空間思維。

（3）通過(guò)3D打印實(shí)體的觸覺過(guò)程，為學(xué)生建立一種新型的學(xué)習(xí)通道。

（4）選擇貼近生活的建模主題，培養(yǎng)學(xué)生解決生活實(shí)際問題的能力。

三、落實(shí)3D打印課程的具體操作

順利開展3D打印課程必須具備以下幾個(gè)前提：

（1）學(xué)校層面的課程安排；（2）擅長(zhǎng)技術(shù)的師資力量；（3）必要的軟硬件設(shè)備。

其中，師資是核心，是保證課程順利實(shí)施的關(guān)鍵。那如何提高教師在3D打印方面的技術(shù)能力？一方面需要教師自身的鉆研，另一方面也需要學(xué)校層面的支持，如外出培訓(xùn)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交流、專家指導(dǎo)等。多管齊下，迅速提升自我的軟硬實(shí)力，這樣在后續(xù)的課程規(guī)劃與實(shí)施的過(guò)程中才能有的放矢，持續(xù)推進(jìn)。

目前，我校在落實(shí)3D打印課程實(shí)施的過(guò)程中已有了明確的方向和具體的操作。

（1）開展3D打印有關(guān)的課題研究，促進(jìn)教師在理論層面的思考與研究；

（2）將3D打印課程納入校本課程體系，有2位教師在高一高二兩個(gè)年級(jí)開設(shè)校本與社團(tuán)課程；

（3）與省內(nèi)知名3D打印工作室建立的長(zhǎng)期合作，不定期地邀請(qǐng)專家上門指導(dǎo)；

（4）擬建的新課程基地中設(shè)立3D打印創(chuàng)新工坊，提供最前沿的設(shè)備與技術(shù)。

四、3D打印校本課程開發(fā)的思考

在智慧校園建設(shè)過(guò)程中，我校形成了“素養(yǎng)型”、“品質(zhì)型”和“發(fā)散型”課程的“三型四程”的軟課程系統(tǒng)，這三類課程對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)各有側(cè)重，有激發(fā)興趣、培養(yǎng)技能的，也有拓展認(rèn)知、提高學(xué)養(yǎng)的，更有挖掘潛力、自我提升的。從發(fā)現(xiàn)到發(fā)展，以培養(yǎng)學(xué)生“公民素養(yǎng)，精英品質(zhì)”為育人目標(biāo)，為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)與發(fā)展打基礎(chǔ)。

3D打印課程在校本化實(shí)施的過(guò)程中，既注重學(xué)生技能的培養(yǎng)，也兼顧素養(yǎng)的提升。在課程實(shí)施的過(guò)程中，教師自身需做好備課工作，設(shè)定明確的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)，有詳實(shí)的課程方案和教學(xué)設(shè)計(jì)，開展集中與個(gè)別輔導(dǎo)，選拔優(yōu)秀學(xué)生參與各類比賽，以賽代練、以賽促學(xué)，努力將3D打印課程打造成校本課程體系中的精品課程，為學(xué)校的整體數(shù)字化推進(jìn)、為學(xué)生的有效學(xué)習(xí)注入動(dòng)力。

五、結(jié)束語(yǔ)

看似簡(jiǎn)單的三維模型，其中蘊(yùn)含著設(shè)計(jì)者關(guān)注細(xì)節(jié)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度；看似枯燥的設(shè)計(jì)過(guò)程，其中包含著技能學(xué)習(xí)的無(wú)窮樂趣；看似單調(diào)的課堂教學(xué)，其中傾注了師生共同追求的理想目標(biāo)。3D打印在教育領(lǐng)域的推進(jìn)還不是很快，這需要我們每一個(gè)教育工作者不斷努力，常?！安粩嚆@研、精益求精”的治學(xué)之心。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張學(xué)軍.3D打印技術(shù)研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù).《材料工程》，2016年2月第二期.