智慧教育典型案例：授人以漁厚積薄發(fā)-基于“模仿式創(chuàng)新”下的學(xué)校STEM課程3D打印初探

授人以漁，厚積薄發(fā)——基于“模仿式創(chuàng)新” 下的學(xué)校STEM課程3D打印初探云和縣黃源小學(xué)蘇利君一、案例背景現(xiàn)今是一個(gè)提倡素質(zhì)教育的年代，區(qū)別于以往填鴨式的應(yīng)試教育，如今更注重開發(fā)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力，時(shí)下熱詞“創(chuàng)客教育”恰恰結(jié)合了創(chuàng)新教育、體驗(yàn)教育、項(xiàng)目學(xué)習(xí)等思想，符合學(xué)生好奇、愛玩又富有創(chuàng)造力的天性。創(chuàng)客教育具有以學(xué)生為本的教學(xué)理念,能夠促進(jìn)師生、學(xué)生與學(xué)生之間的合作與交流，通過這種合作交流能最大程度地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。歐美國家的很多學(xué)校開設(shè)創(chuàng)客課程，建立創(chuàng)客空間，為學(xué)生的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)提供資源和平臺(tái)。2015年9月,《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（征求意見稿）》,提出有效利用信息技術(shù)推進(jìn)“眾創(chuàng)空間”建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新的教育模式，以此提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。近幾年來，創(chuàng)客教育更是在李克強(qiáng)總理提出的“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”國家戰(zhàn)略背景下也逐步地走進(jìn)中國校園，漸漸走進(jìn)了農(nóng)村課堂。云和縣黃源鄉(xiāng)小學(xué)地處云和縣最偏遠(yuǎn)的地區(qū)，雖然地理限制，但是大山里的孩子在教育教學(xué)資源配置上卻沒有落下，這個(gè)海拔一千多米、稱之為云和的“西藏”小學(xué)擁有兩臺(tái)3D打印機(jī)以及3D打印筆。3D打印作為新興的一門STEM課程，學(xué)校立足“優(yōu)化課堂常態(tài)，將新技術(shù)融入教學(xué)過程，依托技術(shù)重構(gòu)師生角色，提升信息素養(yǎng)和學(xué)生綜合素質(zhì)”的課程開發(fā)理念，在浙江省堅(jiān)持“以技術(shù)支撐和引領(lǐng)教育現(xiàn)代化”為發(fā)展理念的大背景下，以此為契機(jī)，開發(fā)出區(qū)別于之前常規(guī)課堂、利用拓展課優(yōu)化教學(xué)手段，探索混合式、項(xiàng)目式、體驗(yàn)式的3D打印拓展課程。該3D打印拓展課程也是在日益流行的“創(chuàng)客”教育中一項(xiàng)重要的組成部分，它融合了多種學(xué)科，以信息技術(shù)為依托，旨在提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，發(fā)展學(xué)生綜合素質(zhì)，在國內(nèi)由“制造”變成“智造”的大背景中發(fā)揮越來越多的作用，其中滲透的創(chuàng)新思維正是新時(shí)代的學(xué)生亟需具備的。圖一云端的梯田上黃源小學(xué)圖二沉醉其中的學(xué)生二、現(xiàn)狀與分析作為一門以信息技術(shù)課為主要依托的拓展性課程，3D打印的“可成形”、“看得見摸得著”對放飛小學(xué)生創(chuàng)新思維和培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)有著很大的影響。3D打印機(jī)便是將創(chuàng)意通過軟件設(shè)計(jì)出相應(yīng)模型再打印輸出為實(shí)物成品的工具。正是這兩臺(tái)打印機(jī)和3D打印筆，能讓山區(qū)的孩子得以將自己的一些創(chuàng)意變成看得見摸得著的實(shí)物，放飛思維享受著DIY的創(chuàng)意樂趣。創(chuàng)客教育的核心是將創(chuàng)意實(shí)踐化（實(shí)際化）。學(xué)生的創(chuàng)新往往被希望是獨(dú)一無二的，是屬于自身的“率先式創(chuàng)新”?！拔蚁胱鲆粋€(gè)屬于自己的東西”---學(xué)生們也把自己制作的獨(dú)一無二的作品當(dāng)作一種成就，這無可厚非，因?yàn)檫@本身就是學(xué)生自身設(shè)計(jì)的、帶有個(gè)人鮮明特色的作品。然而任何創(chuàng)新都是來源于生活，又高于生活---創(chuàng)新是一種腳踏實(shí)地的創(chuàng)新，而非天馬行空不合實(shí)際。由于山區(qū)地處偏僻，很多時(shí)候外出溝通學(xué)習(xí)不便，孩子接觸的環(huán)境也相對縣城比較封閉單一，但是這個(gè)妨礙不了他們孩子天性的發(fā)揮------對任何事物都有天然的好奇心，有些孩子甚至有著區(qū)別于成人的、敏感獨(dú)特的觀察視角。因此3D打印可以在一定程度上釋放孩子的天性，做一個(gè)小小的“神筆馬良”。然而3D打印作為近幾年新興的技術(shù)，開展的學(xué)校并不多，甚至很多學(xué)校都沒有聽說過有三維打印，即使作為信息技術(shù)科任教師之前也并沒有接觸過，如何熟悉三維打印有關(guān)資料并且熟悉機(jī)器操作？該選用哪種實(shí)用、易上手的設(shè)計(jì)軟件以貼合小學(xué)生的基礎(chǔ)？如何激發(fā)他們的創(chuàng)作靈感和維持創(chuàng)新熱情？究竟只是為了開設(shè)三維打印課而開設(shè)這門課?還是作為一種提升學(xué)生信息素養(yǎng)而做得長遠(yuǎn)的培育目標(biāo)？作為一門以信息技術(shù)課為主要依托的拓展性課程，3D打印的“可成形”、“看得見摸得著”對放飛小學(xué)生創(chuàng)新思維和培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)有著很大的影響。故而學(xué)校在3D打印課程開發(fā)上，注重循序漸進(jìn)式的“授人以漁，厚積薄發(fā)”,基于模仿式創(chuàng)新下的課程設(shè)置。三、實(shí)踐舉措（一）激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，利用3D打印筆拓展課程支撐學(xué)生自主、合作、探究式的拓展性學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。1、3D打印筆的課程開發(fā)3D打印筆是為3D課程中入門最快、最易上手的一種，學(xué)生可以打印出平面的、立體的物件，真正是所見即所得。作為3D打印的入門級課程，深受中低段學(xué)生的歡迎，在課程開發(fā)上，主要采用先模仿，在模仿中熟悉打印筆的進(jìn)出料操作，絲料的疊加技巧，再進(jìn)階到結(jié)合個(gè)人創(chuàng)意的作品設(shè)計(jì)，按照循序漸進(jìn)、由易到難的教學(xué)過程。案例（教學(xué)片段一）：老師：今天我們利用3D打印筆設(shè)計(jì)一個(gè)小盆栽。小盆栽可以是常見的圓柱形，也可以是多面體性。如果要設(shè)計(jì)圓形盆栽，我們可以選取適宜大小的圓柱體模型，在該模型上臨摹出圓形外殼，這樣就非常方便美觀。那如果有同學(xué)想要設(shè)計(jì)多面體形的，比如像這種的，有什么好方法嗎？學(xué)生甲：我可以挑選這個(gè)形狀的物體在上面臨摹。教師：那如果周邊沒有這種形狀的物體可臨摹，怎么辦呢？學(xué)生乙：我可以先在紙上把這個(gè)多面體的每個(gè)面先打出來再將它們拼接起來，這樣不需要模型臨摹我也能打印出這種多面體形花盆。教師：很好，你們挑一種喜歡的方法試試。案例評析：在以上教學(xué)情境中，教師表面上看是讓學(xué)生老老實(shí)實(shí)地去模仿著設(shè)計(jì)一個(gè)常見的花盆，但是并不是手把手地讓學(xué)生統(tǒng)一設(shè)計(jì)一個(gè)一模一樣的花盆，而是在統(tǒng)一中有變化，變化中給了學(xué)生自主權(quán)，并且在模仿常見物品的設(shè)計(jì)中發(fā)展學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。圖三3D課程的開發(fā)圖四“等待”圖五設(shè)計(jì)的部分作品圖六月球燈打印制作（二）優(yōu)化教學(xué)手段，探索混合式、項(xiàng)目式、體驗(yàn)式的課堂教學(xué)模式，主要是變革師生教學(xué)關(guān)系，教師引領(lǐng)學(xué)生自主探究，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。1、3D打印課程開發(fā)創(chuàng)客教育在學(xué)校大部分是以課程的形式存在，故而針對農(nóng)村小學(xué)入門級3D打印課程，課程內(nèi)容以基本的3D打印起步為主，結(jié)合10個(gè)項(xiàng)目式教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生模仿著設(shè)計(jì)十個(gè)生活中常見的物體，在模仿中熟悉3D打印的概念和基礎(chǔ)軟件操作技能、后期的實(shí)物加工技能，而設(shè)計(jì)之路，才剛剛開始。課時(shí)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)說明第一課第一課揭開3D打印的神秘面紗針對農(nóng)村小學(xué)剛接觸3D打印的

學(xué)生，選取十個(gè)貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目式設(shè)計(jì)（PLB），在模仿式創(chuàng)作的情境下逐步熟悉3D打

印的基礎(chǔ)知識(shí)。第二課第二課初識(shí)123DDesign-小恐龍第三課第三課制作一個(gè)簡單的幾何體第四課制作簡單的文字牌第五課第五課文本工具的應(yīng)用-印章第六課第六課幾何體的拼接-書立制作第七課初識(shí)布爾工具--制作一個(gè)簡單的吹風(fēng)機(jī) 架子第八課制作一個(gè)鑰匙牌第九課第九課平面幾何圖形的運(yùn)用之竹蜻蜓第十課制作一個(gè)藝術(shù)花瓶2、浸潤體驗(yàn)，師生共融。通過拓展課的設(shè)置，教師通過問題方式引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，學(xué)生需要整合多種學(xué)科知識(shí)，在模仿設(shè)計(jì)中結(jié)合自己的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為立體的模型，這對培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題中將自己的想法作品化，并使其具備獨(dú)立的創(chuàng)造思維與解決問題的綜合能力，這應(yīng)該是小學(xué)3D打印課程在先模仿再談創(chuàng)新應(yīng)該要遵循的教學(xué)規(guī)律，符合杜威的“從做中學(xué)”，陶行知的“教學(xué)做合一”，循序漸進(jìn)，授人以漁，厚積薄發(fā)。離開了基礎(chǔ)模仿的創(chuàng)新都是無本之木。圖七快樂創(chuàng)造的孩子四、總結(jié)反思 創(chuàng)客源于草根，但是創(chuàng)客教育已經(jīng)走進(jìn)校園，融入課堂，其核心是培養(yǎng)學(xué)生的自主探究解決問題的能力、設(shè)計(jì)思維和動(dòng)手制作能力。 “創(chuàng)客教育是經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)，而不是知識(shí)學(xué)習(xí)，主要是傳授如何做某件事情的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)如何創(chuàng)造的過程，而不是書本上那些用來考試的東西。要鼓勵(lì)孩子自己去想、自己去學(xué)、與他人合作，幫助孩子逐步成長為創(chuàng)客，當(dāng)然最重要的是教他們?nèi)绾纹鸩?。讓他們能做出越來越?fù)雜的發(fā)明創(chuàng)造?！?/p>

國內(nèi)中小學(xué)的創(chuàng)客課程主要依托信息技術(shù)課程和STEAM課程，采用項(xiàng)目教學(xué)法，立足于真實(shí)情景，解決現(xiàn)