小學(xué)創(chuàng)客教育研究的3D打印技術(shù)視角

朱艾然

【摘要】文章結(jié)合三年多的3D打印創(chuàng)客教育經(jīng)歷，以小學(xué)創(chuàng)客教育為點，從創(chuàng)客項目選擇、課程定位、課程實施等方面闡述了如何推進(jìn)創(chuàng)客教育。研究認(rèn)為，創(chuàng)客教育是一種全新的教育模式，實踐中會遇到許多的問題，在現(xiàn)有的條件下讓落后地區(qū)的學(xué)生也能享受優(yōu)質(zhì)的先進(jìn)教育理念還任重道遠(yuǎn)。

【關(guān)鍵詞】小學(xué);3D打印;創(chuàng)客教育;STEAM

教育部《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》中提出：“有條件的地區(qū)要積極探索新技術(shù)手段在教學(xué)過程中的日常應(yīng)用，有效利用信息技術(shù)推進(jìn)眾創(chuàng)空間建設(shè)，探索創(chuàng)客教育、STEAM教育等新教育模式，使學(xué)生具有較強的信息意識與創(chuàng)新意識。”自教育部教育裝備研究與發(fā)展中心把創(chuàng)客教育作為加強創(chuàng)新創(chuàng)造教育研究的中心工作以來，在全社會的推動下，國內(nèi)開始了轟轟烈烈的創(chuàng)客教育，比較突出的是浙江溫州、上海、北京、深圳等地。我省也高度重視創(chuàng)客教育，先行地區(qū)如深圳2015年開始提出了三年內(nèi)建設(shè)100所學(xué)校創(chuàng)客教育基地的規(guī)劃并已經(jīng)逐步落實中;珠海著手建立20所青少年創(chuàng)客教育課室與基地;其他如廣州、江門、清遠(yuǎn)、汕頭等地都已經(jīng)開展了創(chuàng)客教育及研究。但在韶關(guān)，創(chuàng)客教育及相關(guān)研究起步較晚，在筆者開始創(chuàng)客研究時期，參與研究的學(xué)校、教師也很少。因此，如何緊跟時代步伐，以點帶面，開展屬于我們自己的創(chuàng)客教育，探索符合我們實際的創(chuàng)客教育刻不容緩。

筆者于2016年3月開始在執(zhí)信小學(xué)規(guī)劃籌建校園創(chuàng)客教育中心，當(dāng)時課程教學(xué)內(nèi)容、課程組織、管理、實驗室軟硬件建設(shè)等等都是從零開始，因此在實踐研究中遇到了比較突出的問題，例如如何找準(zhǔn)創(chuàng)客教育內(nèi)容切入點，有沒有少投入，或在現(xiàn)行條件下如何開展創(chuàng)客教育，課程如何定位，課程與教學(xué)如何規(guī)劃、實施，如何提升教師適應(yīng)教與學(xué)，等等。

一、3D打印創(chuàng)客教育項目選擇

在項目選擇上，我們分析了創(chuàng)客教育的常見項目，如表1。

考慮到小學(xué)生心智問題，綜合投入成本、現(xiàn)有學(xué)校實際情況，我們選定以3D打印作為小學(xué)創(chuàng)客教育研究的切入點。3D打印以軟件建模為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)校只需要在原電腦室安裝建模軟件即可進(jìn)行教學(xué)。在條件允許下，可以購置一到兩臺3D打印機讓學(xué)生能更直觀體驗3D打印的魅力。再有條件還可以建立專門的3D打印創(chuàng)客教室。具體建設(shè)實現(xiàn)思路如圖1所示。

二、3D打印創(chuàng)客教育課程定位

依據(jù)教育方針、國家課程實施計劃，根據(jù)學(xué)校的實際情況，我們把3D打印創(chuàng)客教育課程定位于如下：以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神及創(chuàng)新能力為最終目標(biāo);以STEAM理念為指導(dǎo)的創(chuàng)新融合課程;強調(diào)用中學(xué)、學(xué)中用的問題解決創(chuàng)新教育，在實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力;以創(chuàng)客社團為支點，推進(jìn)全校創(chuàng)客教育研究。

三、3D打印創(chuàng)客實驗室的建設(shè)

3D打印創(chuàng)客室由軟件與硬件組成，經(jīng)過過多方論證以及嚴(yán)格的篩選，我們確定了本次3D打印創(chuàng)客教育研究的軟硬件。軟件：采用3D One三維創(chuàng)意設(shè)計軟件。特點：軟件界面簡潔，功能強大，易上手，提供免費的青少年三維創(chuàng)意社區(qū)、創(chuàng)客認(rèn)證等平臺和服務(wù);同時，3D One還是中小學(xué)計算機軟件大賽3D創(chuàng)意設(shè)計指定軟件。硬件：采用國光儀器3D打印機。特點：價格便宜，精度高，速度快，故障率低，而且易于維護;帶熱床，環(huán)境要求不高;并且提供售后及使用培訓(xùn)。

四、3D打印創(chuàng)客實驗室的實踐

1.以STEAM為抓手，編寫課程

基于布盧姆新教育目標(biāo)分類學(xué)等理論，從學(xué)生認(rèn)知、知識構(gòu)建、過程優(yōu)化等方面，結(jié)合國家2025的創(chuàng)新教育要求，以STEAM教育理念為設(shè)計思路，開發(fā)了符合學(xué)生實際的實驗教材并進(jìn)行課程實施。

2.以“互聯(lián)網(wǎng)+”為平臺，搭建環(huán)境

在教學(xué)實踐中，我們還借力互聯(lián)網(wǎng)，搭建了“互聯(lián)網(wǎng)+”的3D打印創(chuàng)客教育平臺。一是建立湞江學(xué)校3D打印創(chuàng)客群，邀請參與學(xué)習(xí)的學(xué)生與家長，讓學(xué)習(xí)從學(xué)校延伸到課外、家庭。家長參與到學(xué)生的學(xué)習(xí)中，更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。二是建立學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，在青少年三維創(chuàng)意社區(qū)設(shè)立了創(chuàng)客學(xué)校，學(xué)生可以一鍵發(fā)布作品到社區(qū)，并且利用社區(qū)進(jìn)行學(xué)習(xí)、借鑒與交流。另外，作品會給予一定的虛擬幣，虛擬幣可以兌換實物獎品，極大地提高了學(xué)生的積極性。教師也可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行作品管理。

3.以校企合作為推手，開創(chuàng)新局

開展創(chuàng)客教育，在我們地區(qū)還屬于比較新的一個教育模式，在區(qū)域內(nèi)無法獲得或者借鑒成功經(jīng)驗。因此，為保障研究的順利開展，借助企業(yè)為教育服務(wù)也是我們這次研究的一次非常重要的嘗試。一是聯(lián)合打印機生產(chǎn)廠家國光儀器，在執(zhí)信小學(xué)以及韶關(guān)市第十三中學(xué)為我們免費進(jìn)行了3次3D打印專題培訓(xùn)。不但針對教改教師，而且對我區(qū)其他教師也進(jìn)行了培訓(xùn)，從而開闊了教師的視野，提升了教師的專業(yè)水平。二是聯(lián)合韶關(guān)市青少年宮、韶關(guān)市科教科普中心，舉辦了學(xué)生以及我區(qū)的教師3D打印創(chuàng)客大賽。利用青少年宮、科教科普中心平臺讓師生走出去，參與到社會實踐中，讓師生的培養(yǎng)更接地氣。通過大賽，我區(qū)信息技術(shù)教師對3D打印創(chuàng)客教育有了全面而深刻的認(rèn)識，同時也對我們研究的成果進(jìn)行了較好的檢驗。三是聯(lián)合青少年三維創(chuàng)意社區(qū)（3D One軟件社區(qū)平臺）舉辦湞江區(qū)3D打印創(chuàng)客教師培訓(xùn)。借助平臺，我區(qū)各學(xué)科教師參與到培訓(xùn)，共有35名教師順利完成培訓(xùn)，并且獲得“3D打印創(chuàng)客導(dǎo)師”榮譽稱號。

實踐證明，開展這樣的校企合作，能讓我們的創(chuàng)客教育更順利開展，學(xué)生、教師更能從中受益。借助企業(yè)資源，我們只用較少費用就實現(xiàn)了學(xué)生競賽、教師培訓(xùn)等大型的活動策劃組織。同時，企業(yè)也借助活動擴大了自身的影響。如此合作共贏，開啟了我區(qū)教育培訓(xùn)的新篇章。

五、3D打印創(chuàng)客教育研究設(shè)想

由于創(chuàng)客教育是一個比較新的教育方向，相關(guān)的理論、指導(dǎo)意見等不多，因此需要加強理論學(xué)習(xí)與研究。3D打印是一個比較新的技術(shù)熱點，參與課題的教師對這些技術(shù)都是邊摸索邊學(xué)習(xí)邊教，難免出現(xiàn)一些問題，需要進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)教法，如3D打印耗時太長，無法所見即所得，學(xué)生建模與輸出有一定差距;未來需要加大投入，建設(shè)完善的3D打印創(chuàng)客實驗室;教學(xué)開發(fā)資源仍然有所欠缺，需要更進(jìn)一步整理等。三年的研究經(jīng)歷讓筆者認(rèn)識到創(chuàng)客教育是一種全新的教育模式，但在現(xiàn)有的條件下讓落后地區(qū)的學(xué)生也能享受優(yōu)質(zhì)的先進(jìn)教育理念還任重道遠(yuǎn)。雖然在創(chuàng)客教育的推進(jìn)中我們遇到很多困難，但總的來說收獲滿滿，基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，有成績，也有遺憾。在未來的工作中，我們將繼續(xù)保持這樣的熱情，進(jìn)一步推進(jìn)創(chuàng)客教育，讓孩子們都能享受這場21世紀(jì)的科技盛宴。

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