淺析核心素養(yǎng)視角下3D打印教學(xué)中的“智慧”

趙鑒嵐

[摘? 要：隨著新課改的深入發(fā)展，學(xué)校對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也越來越重視。3D打印學(xué)習(xí)作為信息技術(shù)課程的延伸，秉承“訓(xùn)練思維，提升創(chuàng)意”的理念，從“智慧學(xué)、智慧思、智慧練、智慧練”的四方面開展教學(xué)，很好地培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，幫助學(xué)生更好地適應(yīng)社會(huì)節(jié)奏，為將來走向社會(huì)奠定良好的基礎(chǔ)?；诖?，筆者從自身教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，結(jié)合智慧學(xué)習(xí)模式對(duì)3D拓展教學(xué)中核心素養(yǎng)的培養(yǎng)進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);3D打印;智慧學(xué)習(xí)]

一、談“3D打印學(xué)習(xí)”與“核心素養(yǎng)”的培養(yǎng)

信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)包括信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化實(shí)踐能力和信息社會(huì)責(zé)任四方面。在初中信息技術(shù)教學(xué)中，教師不僅要幫助學(xué)生掌握基本的信息技術(shù)知識(shí)和操作技能，同時(shí)要幫助學(xué)生培養(yǎng)信息技術(shù)核心素養(yǎng)。

3D打印教學(xué)作為信息技術(shù)學(xué)科的拓展課程，不僅僅是一門學(xué)科、一種技術(shù)，更對(duì)開闊學(xué)生視野，激發(fā)興趣，培養(yǎng)學(xué)生主體意識(shí)，參與意識(shí)，為綜合素質(zhì)的提升提供舞臺(tái)。建模使用的123D Design圖形設(shè)計(jì)軟件界面簡(jiǎn)潔、功能強(qiáng)大，不需要復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)，用最簡(jiǎn)單直接的拖拽3D模型并進(jìn)行編輯的方式進(jìn)行建模，使得教學(xué)更立體形象，為中小學(xué)生提供了自由暢想3D設(shè)計(jì)平臺(tái)。

3D打印學(xué)習(xí)給學(xué)生的學(xué)習(xí)方式帶來了新的思考，讓抽象的教學(xué)概念更加容易理解，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程設(shè)計(jì)創(chuàng)意的興趣，帶來了實(shí)踐與理論、知識(shí)與思維、現(xiàn)實(shí)與未來3個(gè)方面的相互結(jié)合。具體表現(xiàn)為①3D打印讓學(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)潔建模軟件，發(fā)展學(xué)生立體空間思維;③通過3D打印實(shí)體的觸覺過程，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)生解決實(shí)際生活問題的能力。由于可見，3D打印的學(xué)習(xí)過程與學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)緊密相關(guān)。

二、論3D打印教學(xué)對(duì)學(xué)生思維的訓(xùn)練

1.一題多問，培養(yǎng)思維的創(chuàng)新性

創(chuàng)新能力，是一種能夠利用現(xiàn)有的知識(shí)和物質(zhì)，在特定的環(huán)境中，為滿足社會(huì)需求，而改進(jìn)或創(chuàng)造新的事物，并能獲得一定有益效果的一種行為能力。3D打印讓學(xué)生的想象更容易變成現(xiàn)實(shí)，在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐。一個(gè)優(yōu)秀的3D作品的誕生與制作者創(chuàng)新能力密不可分，除了一定的技術(shù)支持，創(chuàng)新才是帶領(lǐng)3D社團(tuán)教學(xué)開展更高效的因素，針對(duì)同一個(gè)模型多方面提問，深入思考進(jìn)行系列頭腦風(fēng)暴，更利于設(shè)計(jì)思維的拓展。

2.一型多解，提升思維的發(fā)散性

發(fā)散思維是指根據(jù)已有信息，從不同角度、不同方向思考問題，從多方面尋找多樣性答案的一種思維方式。3D建模教學(xué)具有靈活多變的特點(diǎn)，為了克服思維定勢(shì)，教師在教學(xué)中提倡學(xué)生用不同的思路和方法解決同類模型的問題，以提高學(xué)生思維的發(fā)散性。教師引導(dǎo)學(xué)生一型多解是培養(yǎng)他們發(fā)散性思維的一種好方法，在教學(xué)中的適當(dāng)拓展，可以讓學(xué)生有豁然開朗的感覺，激發(fā)他們學(xué)習(xí)3D打印的興趣。

3.一法多用，關(guān)注思維的化歸性

化歸思維是在研究和解決有關(guān)問題時(shí)采用某種手段將問題通過變換使之轉(zhuǎn)化，將復(fù)雜問題通過變換轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問題。化歸的基本功能是，生疏化為熟悉，復(fù)雜化為簡(jiǎn)單，抽象化為直觀，含糊化為明朗。3D建模過程中的基本步驟是相通的，我們應(yīng)該多注意“通法”的教學(xué)，是同一個(gè)方法就可能完成的，這就要求學(xué)生在熟練掌握123D design軟件各工具功能的前提下，觸類旁通，正所謂“教是為了不教”，從而培養(yǎng)學(xué)生的化歸思維。

三、析核心素養(yǎng)視角下衍生的“智慧”策略

1.智慧學(xué)，借“任務(wù)單”引領(lǐng)知識(shí)

在3D打印教學(xué)中常常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)呈“點(diǎn)”狀，碎片化的學(xué)習(xí)無法將知識(shí)點(diǎn)與操作方法系統(tǒng)、合理的整合起來，而“任務(wù)單”強(qiáng)調(diào)任務(wù)驅(qū)動(dòng)、問題導(dǎo)向，意在讓學(xué)生在解決問題的追求中達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。在3D教學(xué)中設(shè)計(jì)好“學(xué)習(xí)任務(wù)單”不僅能有效實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，還能幫助教師組織全新的智慧課堂，有效提高課堂效率。

以《第三課 設(shè)計(jì)一個(gè)骰子》為例，為完成骰子制作，在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)單時(shí)由“生活趣事”、“問題延伸”、“學(xué)習(xí)目標(biāo)”、“快捷鏈接”、“合作探究”、“小試牛刀”和“拓展創(chuàng)意”七個(gè)部份組成。學(xué)習(xí)任務(wù)單設(shè)計(jì)以生活為導(dǎo)入，引導(dǎo)問題的提出，明確目標(biāo)，分解問題的形成，最后深入拓展創(chuàng)作。

①“生活趣事+問題延伸”的形式讓學(xué)生可以充分體會(huì)生活小故事的魅力，引起學(xué)生對(duì)這些問題的共鳴，從而產(chǎn)生解決問題的興趣，讓學(xué)更具生活價(jià)值，更具實(shí)用性和挑戰(zhàn)性。

②“學(xué)習(xí)目標(biāo)”的設(shè)置讓學(xué)生的“學(xué)”有的放矢，而“快捷鏈接”的設(shè)置則平衡了學(xué)生之間的差異，為本課學(xué)生任務(wù)的順利開展墊定基礎(chǔ)。

③“合作探究+小試牛刀”模塊充分考慮了學(xué)生接受知識(shí)的過程，以“合作+自主”的形式將總?cè)蝿?wù)進(jìn)行細(xì)化分解，逐步加深探究，綜合融入了自學(xué)、合作等混合學(xué)習(xí)模式。

④“拓展創(chuàng)意”的設(shè)置使得有限的課堂知識(shí)得到最大的延伸，承載著學(xué)生的創(chuàng)造力與實(shí)踐力，也為分層學(xué)習(xí)的實(shí)施提供空間。因此，此版塊題目的設(shè)置因具備具有延伸性、綜合性和代表性，既要能滿足學(xué)生的靈活創(chuàng)造需求，又要一定程度的主題限定。

2.智慧思，繪“思維導(dǎo)圖”完善建模

思維導(dǎo)圖是一種能將思維可視化的工具，具有操作簡(jiǎn)單、存儲(chǔ)方便、交流快捷的特點(diǎn)，現(xiàn)已逐漸成為課堂教學(xué)中新的有效手段之一。3D打印教學(xué)作為理論與技術(shù)特性兼具的學(xué)科，立足于社團(tuán)教學(xué)自身的一些特點(diǎn)，將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于3D建模過程中對(duì)師生都能起到一定的促進(jìn)作用，讓零亂的思考更具整體智慧。

“合作探究”階段的思維導(dǎo)圖主要用于創(chuàng)作初期對(duì)作品思路的整理與預(yù)設(shè)，便于組內(nèi)合作的開展和智慧思考?！靶≡嚺５丁彪A段使用思維導(dǎo)圖可以智慧地歸納創(chuàng)作過程中遇到的問題，并通過多種途徑尋找解決方案，完善流程?，F(xiàn)將《設(shè)計(jì)一個(gè)骰子》的兩個(gè)不同階段的思維導(dǎo)圖整理后展示如下。

3.智慧創(chuàng)，用“頭腦風(fēng)暴”激發(fā)靈感

頭腦風(fēng)暴法簡(jiǎn)而言之是通過解放學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性與創(chuàng)造性，讓學(xué)生的頭腦高速運(yùn)轉(zhuǎn)，突破平時(shí)思想的束縛，進(jìn)而能對(duì)一個(gè)問題給出新穎、獨(dú)特、有創(chuàng)造性的方案。應(yīng)用到3D教學(xué)中即借用頭腦風(fēng)暴法的基本特點(diǎn)，在必要的信息傳授和思維方法指導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生自己收集信息，通過積極思索形成自己的見解，然后在課堂上分組自由地交流討論，聽取他人見解，努力形成思維碰撞，最終對(duì)所提出的問題得到較智慧的認(rèn)識(shí)。

頭腦風(fēng)暴法在“拓展創(chuàng)意”階段使用較為頻繁，能有效激勵(lì)組內(nèi)發(fā)言，將組員的創(chuàng)意想法進(jìn)行最大程度的吸收。這對(duì)于3D這門創(chuàng)作性課程來說，顯得猶為重要。圖中ABCD選項(xiàng)的任意搭配組合都將幻化出創(chuàng)意十足的骰子，且還存在未知E的加盟，使得智慧下的創(chuàng)造無限延伸。

4.智慧練，觀“微視頻”解析技巧

3D打印學(xué)習(xí)是一門注重實(shí)踐操作性訓(xùn)練的學(xué)科，這就需要學(xué)生不僅要掌握良好理論構(gòu)建的基礎(chǔ)知識(shí)，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。操作練習(xí)是3D打印教學(xué)中學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的探究過程。聽講百遍不如一練，3D打印課程中一半以上的時(shí)間是學(xué)生自主操作時(shí)間，只有通過操作練習(xí)才能不斷發(fā)現(xiàn)問題并尋找出解決的途徑。因此借助“微視頻”來解析常用工具的操作技巧，通過觀看視頻，可按需進(jìn)行基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)或深入拓展學(xué)習(xí)，為自主創(chuàng)作提供直觀的輔助。

短小精悍是微視頻的特點(diǎn)，微視頻整個(gè)時(shí)長(zhǎng)一般都控制在2-5分鐘內(nèi)，能利用一個(gè)視頻講清楚一個(gè)技巧點(diǎn)。同時(shí)，教師在使用微視頻進(jìn)行教學(xué)時(shí)要注意把握時(shí)機(jī)。教師可以利用微視頻導(dǎo)入新課，開展先學(xué)后教的學(xué)習(xí)模式。遇到難以理解操作的技巧點(diǎn)時(shí)，可結(jié)合微視頻進(jìn)行講解。對(duì)學(xué)優(yōu)生或后進(jìn)生則可通過微視頻自主選擇拓展學(xué)習(xí)或是鞏固學(xué)習(xí)?！拔⒁曨l”的對(duì)于自主學(xué)習(xí)的培養(yǎng)作用不容忽視。

四、結(jié)束語(yǔ)

在信息社會(huì)，掌握良好的信息技術(shù)能力對(duì)學(xué)習(xí)和工作都有極大的幫助，而養(yǎng)成智慧的學(xué)習(xí)方式更有助于學(xué)生綜合素養(yǎng)的提高。在3D打印教學(xué)過程中教師在不同教學(xué)階段巧取智慧培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，借“學(xué)習(xí)任務(wù)單”引導(dǎo)智慧學(xué)、繪“思維導(dǎo)圖”實(shí)現(xiàn)智慧思、用“頭腦風(fēng)暴”激發(fā)智慧創(chuàng)，觀“微視頻”實(shí)現(xiàn)智慧練，以“學(xué)+思+創(chuàng)+練”四步循環(huán)學(xué)習(xí)方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練，強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，更對(duì)學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)發(fā)揮著重要作用。

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紹興市元培中學(xué)