3D打印進課堂：如何協調教育和技術？

曾路

摘 要：近年來，3D打印成為教育領域的“新時尚”，一大批中小學校紛紛購買3D打印機開設創客空間或創客教育實驗班，探索3D打印結合下的創客教育，尤其是在語文、歷史、地理、通用技術等學科中，3D打印的應用較為廣泛。但隨著3D打印越來越多地進入課堂，新的挑戰也隨之而來。大多數學校僅僅把3D打印當成一種工具，最短的學校上了3周的課，把廠家附帶的模型打印出來以后就不知道下面的課該怎么上了。也有的學校雖然有專門的興趣社團，也配備專門的信息技術老師，但因為技術語言與學科教研語言之間的互聯互通沒有徹底貫穿，也沒能通過課堂實現3D打印與學科知識的有效銜接。

關鍵詞：3D打印；教育；技術

一、技術是手段，不管多么先進；教育才是根本，不能本末倒置

在引進了3D打印的學校中，有些學校忽略了學科教學的本質。比如，有些學校以通用技術課作為3D打印課程的主陣地，一會兒打印變形金剛，一會兒打印埃菲爾鐵塔。這當然是一件好事，可以充分利用學生對于新生事物的好奇心進行啟蒙與引導，但老師對于如何把3D打印與語文、數學學科相結合，就顯得有點力不從心了。

過去，一支粉筆一塊黑板，一群學生一位老師，就是課堂的全部。現在，信息技術已經成為課堂教學必不可少的要素。繼智能機器人、無人機之后，3D打印機也迅速走進課堂，成為各級學校教育信息化建設的新“標配”。但是，技術只是教學的手段，不能變成教學的目的。再先進的技術、再高級的軟件，也無法替代教研的規劃、教法的設計，無法取代用了心的教師的言傳身教，無法取代一線老師多年在教學一線對于學科課程的深度把握。3D打印進課堂，一定要考慮學科特點，從學科的本質入手來靈活地使用技術，而不是從技術本身入手來開展學科教學。

二、從學科入手，以知識點為內容節點，通過3D打印串聯，構筑立體課堂

重慶渝高中學的劉文韜老師，在講解高中語文課文《歸園田居》時，將學生分組，有的設計“方宅、草屋”，有的打印“榆柳、桃李”，有的則考慮“曖曖遠人村，依依墟里煙”和“戶庭無塵雜，虛室有余閑”的布局。然后，在一曲流傳了幾百年的古曲《漁樵問答》中，組織學生進行討論，結合知識點引導學生領會課文要義、感悟作者的思想。

考慮到課堂時間有限，劉文韜老師將打印的過程安排在了課后，這樣既不占用課堂時間，也絲毫沒有減弱學生們對于自己制作的產品的興趣，好多學生因為是自己付出勞動和思想構思、創作出來的作品，所以尤為珍惜。同時通過小組討論，對詩句更是倒背如流，一點也沒有以前那種死記硬背的感覺。

可能有人會說，這些歷史、地理有形的學科還好跟3D打印結合，那英語學科呢？其實，在這方面，有些學校已經在嘗試了，而且效果很好。福建莆田一中的英語老師，在一節英語視聽課上，先是播放電影《2012》的原聲，讓學生們聽對白。緊接著，從中外觀眾對電影《2012》中所預示的“世界末日”的相信程度驚人的對比，引出世界古代史中知識點中歐洲一些小國“亡國滅種”的慘痛經歷，說明外國觀眾大多數相信2012的原因。再讓學生搜索“沉沒于大西冰底的龐貝古城”，并用3D打印機進行局部“古城還原”，最后讓學生用1-2句英語描述一下自己這節課的感受，并附上所有小組同學的姓名，同樣用3D打印機刻在課堂作品上。

通過這些課例，學生不僅沒有通常英語視聽課上只看情節不聽對白的“不走心”的現象，反而都想通過最終的英文小結顯示自己的特長，再加上歷史知識點的導入，這樣就在潤物細無聲中提高了學生對知識是多緯度的概念的認知，有興趣的學生在課后會翻出歷史課本甚至找一些地理書籍來求證。這樣的多學科融合的課堂應該說就很鮮活了。

三、多學科融合的3D打印創客教育，需要多方面的共同努

3D打印具有可視化、立體化、靈活性等特征，為課堂教學提供了良好的技術支撐和豐富的效果選擇。但是，“新技術”不等于“新教育”，更不等同于“創新教育”。要想讓3D打印為傳統教學錦上添花，一定要分清主次，課堂教學和學科知識是土壤，是基礎；然后再從以下幾個方面加以協調，才能有所增益。

（一）課程結構的更新

跨越學科之間的界限，開展面向真實生活的主題教學，讓3D打印從教師的教學工具，變成學生學習的興趣啟蒙工具。比如，重慶廣益中學的黃祖清和廖義員2位老師將歷史學科變成為歷史、考古、美術、社會實踐的統一體。學生從教室走進磁器口古鎮，走進重慶博物館，結合本地特色歷史、人文，用3D打印機重現自己眼中的歷史，立體呈現我眼中的故鄉——“黃桷椏老街”。3D打印機幫助學生留下觀察世界的記憶，收獲學習知識的成果和快樂。

（二）教學流程的調整

因為3D打印本身過程較為漫長，可以嘗試打破40或45分鐘的固定課時安排，根據學科和課型特點靈活設置長短課或大小課，開展混合式教學。課堂上老師瞄準需要精講的知識點，發揮講授式教學的優勢，幫助學生形成基本的認知結構，促進知識的內化。而課后結合3D打印則應采用研究性學習的教學方式，鼓勵學生利用3D打印開展自主學習和合作學習，更深層次地理解知識，實現知識的有效遷移。

（三）教研內容的創新

教研內容的創新是3D打印進課堂取得成功的關鍵。教研，同樣是一門思維的藝術，不同的學科、不同的知識點背后隱藏著內在的關聯。比如通過“護航黃巖島”的這一虛擬課程的設計，讓學生“指揮”艦隊從寧波港出發，給定出發月份，距離、航速等條件，讓初次接觸物理課的同學迅速理解勻速直線運動的概念，同時又融合進海里與公里的換算，航速“節”的概念。在同學們迅速給出答案時，提醒同學們7月份是季風多發季節，還有洋流運動得考慮進去……通過這樣一節課的教研設計，地理學科的很多知識被深深地印在學生腦海里。很多時候，正是對看似簡單答案的不斷追問，才能讓學生對知識有更深層次的理解。3D打印不能僅僅停留在技術的新穎上，它的未來應當是在發揮信息技術優勢的基礎上，通過學科知識點重組和教法的創新，開創的一種技術為教育服務的全新課堂方式。

四、讓技術為教育服務，迎接創新教育的美好時代

自十八大以來，習總書記對科技和創新的重視程度有目共睹。這次的“科技三會”將再次吹響科技強國的新號角。6月25-27日，第一期多學科融合3D打印創新課程培訓在中科院廣州電子研究所進行，培訓以3D打印與中小學學科教學結合為主題，培養中小學學科帶頭人為目標，以提升學生的創新實踐能力為方向，約有來自全國13所學校的20多位一線學科老師參加。作為國家3D打印重要科研單位之一，中科院廣州電子研究所李耀棠所長表示：“通過與廣大中小學校合作共建‘中科院3D打印創新實驗室，發現不管是過程結合，還是成果呈現，都離不開內容的創新，只有讓技術更好地為教育服務，構筑創新校園才能成為現實”。

五、結語

雖然3D打印機的普及還會遇到很多困難，但隨著技術的不斷進步，很多我們現在擔心的問題都會逐步解決解。讓我們在實踐中探索這種新興學習技術，借此推動教學模式和教學結構的改革。

參考文獻：

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www.narkii.com/news/news_98239.shtml.

（作者單位：西華師范大學教育學院）