基于3D打印的小學翻轉(zhuǎn)課堂教學應(yīng)用研究

摘 ?要： 信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，多元化的學習方式備受重視。創(chuàng)客教育體現(xiàn)了多學科融合的特點，作為創(chuàng)客教育內(nèi)容之一的3D打印教學越來越得到中小學校的重視。本研究借助翻轉(zhuǎn)課堂教育模式開展3D打印教學研究，以期待為我們的教學帶來新的變化。

關(guān)鍵詞： 創(chuàng)客教育;3D打印;翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號： TP319 ? ?文獻標識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.08.026

本文著錄格式：嚴雪松. 基于3D打印的小學翻轉(zhuǎn)課堂教學應(yīng)用研究[J]. 軟件，2019，40（8）：108110

【Abstract】： Pluralistic learning styles attracts great attention with the fast development of information technology. Creator education embodies the characteristics of multi-disciplinary integration， as one of the contents of creator education， the teaching of 3D printing has been paid more and more attention by primary and secondary schools. This research carries out the teaching research of 3D printing with the help of flipping classroom education mode， looking forward to bringing new changes to our teaching.

【Key words】： Creator education; 3D printing; Flipping classroom

0 ?引言

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的單學科知識學習方式有所改變。在國際上，美國首先提出當今時代的教育目標之一是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才，即科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學（Mathematics）四門學科的綜合型人才。2015年，李克強總理訪問柴火創(chuàng)客空間后，創(chuàng)客活動在國內(nèi)迅速升溫。3D打印作為創(chuàng)客教育中的重要內(nèi)容之一，被全國各地的中小學引入教學活動中。但是以傳統(tǒng)的信息技術(shù)課堂教學模式開展3D打印教學，導(dǎo)致教師成為課堂的主角，學生的學習積極性不高，教學內(nèi)容枯燥單調(diào)，教材變成了產(chǎn)品說明書。為了改變這種傳統(tǒng)的講練結(jié)合的教學現(xiàn)狀，將翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式引入創(chuàng)客教育中，通過長期的教學實踐，收獲了良好的教學成效。

1 ?翻轉(zhuǎn)課堂教學內(nèi)涵

翻轉(zhuǎn)課堂被廣泛認識并接受歸功于可汗學院的創(chuàng)始人薩爾曼·汗，采用以學生為中心、借助信息技術(shù)和數(shù)字化資源作為支撐，將傳統(tǒng)課堂上教學、課后作業(yè)鞏固的模式翻轉(zhuǎn)為課前自主學習、提出疑惑，課上協(xié)作探究、教師解疑和課后反思的模式[1]。翻轉(zhuǎn)課堂注重的是“先學后教，以學定教”。在這種模式下，學習變成了一種主動行為，提高了學生的自主探究能力，通過學生的自學反饋，教師設(shè)計課堂教學內(nèi)容，更加有針對性的解決學生在學習過程中遇到的問題，使得學習目標變得更加明確[2]。

2 ?在3D打印課程中采用翻轉(zhuǎn)課堂的可行性

2.1 ?互聯(lián)網(wǎng)為翻轉(zhuǎn)課堂提供了便利條件

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息與知識的傳播速度和范圍產(chǎn)生了裂變式的變革。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的普及，隨處可用的wifi網(wǎng)絡(luò)，不斷提升的寬帶速度，為移動學習、網(wǎng)絡(luò)學習提供了便利的條件。根據(jù)《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》數(shù)據(jù)顯示，我國2017年的網(wǎng)民規(guī)模已經(jīng)達到了7.51億，其中10-39歲的群體占了72.1%的比例，越來越多的青少年的加入，似的我國網(wǎng)民年齡結(jié)構(gòu)逐漸年輕化[3]。近些年來，平板移動學習、電子書包等各種形式逐漸登陸中小學基礎(chǔ)教育課堂，讓教學活動中師生交互變得更加豐富多彩。

2.2 ?師生信息技術(shù)能力

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式能夠高效實施，起到首要關(guān)鍵作用的是課前階段的教學微視頻。目前，互聯(lián)網(wǎng)上有很多制作視頻的軟件和平臺，既可以滿足教師制作線下視頻和發(fā)布線上視頻。隨著信息技術(shù)教師專業(yè)能力的提升，能夠熟練的應(yīng)用這些工具制作教學視頻[4]。同時，被譽為“數(shù)字土著”的學生，結(jié)合在信息技術(shù)課堂上學習的方法，能夠在互聯(lián)網(wǎng)上熟練的搜集學習材料。

2.3 ?硬件基礎(chǔ)為學習保駕護航

當前社會，計算機、手機已經(jīng)成為家庭中的必備工具，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、移動網(wǎng)絡(luò)無處不在。圖書館、書店為學生提供了各類文本、圖片和視頻等學習材料。3D打印機成本逐漸降低，隨著桌面級3D打印機的推出，越來越多的地區(qū)、學校采購了設(shè)備，開展了大范圍的教學活動。硬件基礎(chǔ)對大多數(shù)學生來說已不成問題，缺少的是教師對教學內(nèi)容的設(shè)計、教學目標的制定。

3 ?翻轉(zhuǎn)課堂教學的應(yīng)用

3.1 ?課前設(shè)計

互聯(lián)網(wǎng)的普及為翻轉(zhuǎn)課堂的實施提供了便利的條件，但是考慮到教學的對象是小學5、6年級的學生，部分家長擔心網(wǎng)絡(luò)上的不良因素影響孩子的學習，無法調(diào)節(jié)限制程度。本文采用互聯(lián)網(wǎng)和移動存儲設(shè)備相結(jié)合的方法，為學生提供課前自學素材。

從學生的實際情況出發(fā)，好奇心能夠促使學生主動學習，適當?shù)莫剟钅軌蚣顚W生不斷進取。在3D打印課程中，每節(jié)課選擇優(yōu)秀作品為學生打印模型，并作為獎勵贈送給學生，滿足學生的自豪感的同時，無形中給學生設(shè)計了一種競爭機制，鼓勵學生主動學習[5]。在此基礎(chǔ)上，教師明確每節(jié)課的教學目標，根據(jù)目標制作微視頻課程等學習素材。學生在收到學習任務(wù)后，借助各種資源、素材展開學習，并且可以借助QQ學習群和同學討論遇到的問題。教師從中了解學生的學習進度、疑難問題，進而調(diào)整教學設(shè)計和課堂學習材料。從教學實踐來看，課前為學生準備了微課、文本教材、網(wǎng)絡(luò)在線課程三類學習材料，大部分學生選擇直接觀看微課學習，也有一些學生會結(jié)合文本教材和網(wǎng)絡(luò)在線課程豐富自己的學習內(nèi)容，完善自己的知識體系。

3.2 ?課中設(shè)計

在翻轉(zhuǎn)課堂中期，課堂教學的任務(wù)是組織學生協(xié)作探究[6-7]、展示交流、內(nèi)化提升。這就要求教師在學生前期的自主學習過程中做好跟蹤調(diào)查、學情總結(jié)。由于在此次翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐中，部分學生采用了移動存儲設(shè)備獲取課前學習材料，無法對這些學生的學習情況進行及時的了解。因此，這些學生在課前需要上交學習情況反饋，教師結(jié)合QQ學習群中出現(xiàn)的問題，有針對性的調(diào)整課堂教學設(shè)計，組織學生參與課上討論、探究、交流、解決問題，實現(xiàn)了學生在學習中的主體地位。

在這樣的翻轉(zhuǎn)課堂中，教師有足夠的時間和空間組織學生參與協(xié)作探究的學習活動中，讓整個課堂教學變得更加豐富多彩，無限放大學生在學習過程中遇到的問題，讓整個學習過程變得更加流暢。3D打印教學在這樣的環(huán)境下，有助于學生發(fā)散思維、創(chuàng)意設(shè)計自己的作品[8]。

3.3 ?課后設(shè)計

課后是教師和學生反思提升總結(jié)的階段，經(jīng)過了課前的自主學習和課中的協(xié)作交流，學生將抽象的知識轉(zhuǎn)化為具體的3D模型。教師根據(jù)學生自學過程中表現(xiàn)出來的問題，合理設(shè)計課堂教學設(shè)計，消除學習障礙，從而自身獲得提高。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式注重學生的學習過程，學生不僅僅是知識的接受者，他們在學習過程中不斷使用信息技術(shù)，做到學以致用。課堂翻轉(zhuǎn)后，學生有了足夠的時間互相交流、互相展示，在這個過程中，教師能夠更好的掌握學生的個體差異，開展因材施教的個別化教學，放大學生的優(yōu)勢，彌補學生的不足[9-11]。

4 ?翻轉(zhuǎn)課堂在小學信息技術(shù)課堂教學中需要注意的問題

4.1 ?課前學習材料做到短、精、準

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式中，課前學習材料的準備是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，一個良好的開端才能保證一個完整而有效的教學過程。教師在準備課前學習材料的過程中，首先要考慮到不同班級學生之間的差異，明確學習目標，布置難度適中的任務(wù)，讓學生能夠在學習過程中盡可能多的暴露問題，這才能有效的指導(dǎo)教師進行下一步的課中教學設(shè)計。以微課為例，視頻時間控制在十分鐘以內(nèi)，能夠避免學生的視覺疲勞。微課中明確指出學習目標，讓學生學習目的更加明確，對于每個目標的具體內(nèi)容，應(yīng)該設(shè)計階段性的過程性評價內(nèi)容，能夠讓學生實時得到學習反饋。微課形式不需要太華麗，這樣不僅會增加教師的工作負擔，也會喧賓奪主，轉(zhuǎn)移學生的學習注意力。

4.2 ?合理設(shè)計課中教學活動

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式與傳統(tǒng)教學模式不同的是前者能夠讓學生的學習變得更加主動，讓學生在課堂上有足夠的時間和空間展示自我，讓教師能夠更多的了解學生之間的差異性。然而在3D打印翻轉(zhuǎn)課堂的教學實踐前期，由于課中教學活動設(shè)計的不合理，導(dǎo)致整個教學活動成為了一節(jié)復(fù)習課，教師羅列出學生課前學習中表現(xiàn)出來的問題并逐一提出解決方法，忽略了學生之間交流協(xié)作的過程，忽略了師生之間情感的滲透和教育。通過長期的觀察和研究發(fā)現(xiàn)，由于小學生身心發(fā)展特點的限定，他們并不能做到真正意義上的自主學習，但是教師可以通過任務(wù)驅(qū)動的形式對學生進行良性的引導(dǎo)，組建學習小組，給組內(nèi)學生提供充足的討論與學習空間，既可以縮短教師的個別指導(dǎo)時間，又能夠讓學習變的更有意義。

5 ?結(jié)束語

在我國，翻轉(zhuǎn)課堂成功的案例已經(jīng)越來越多，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂的教育理念體現(xiàn)了未來教育的發(fā)展趨勢。結(jié)合自身的教育環(huán)境和條件，在課程改革的指導(dǎo)下，探索設(shè)計適用、可行的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式。讓學生在學習過程中展示個性、體現(xiàn)價值，我們將把翻轉(zhuǎn)課堂教學深入研究，期待為我們的教學帶來新的變化。

參考文獻

[1] 鄭艷敏. 國內(nèi)外翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐案例分析[J]. 中小學信息技術(shù)教育， 2014， （4）： 46.

[2] 鐘孟娜. 小學信息技術(shù)教學中翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的應(yīng)用[J]. 中小學電教月刊， 2014， 26（11）： 85-86.

[3] CNNIC： 2017年第40次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展狀況統(tǒng)計報告解讀[OL]. [2019-06-27]. http：//www.199it.com/archives/619827.html

[4] 汪曉東. 翻轉(zhuǎn)你的課堂[EB/OL]. http：//bbs.jxteacher.com/ thread-10681963-1-3.html.

[5] 張金磊， 王穎， 張寶輝. 翻轉(zhuǎn)課堂教學模式研究[J]. 遠程教育雜志， 2012， （4）： 46-51.

[6] 陳晨， 隋雪莉. 計算機基礎(chǔ)分層教學和任務(wù)驅(qū)動教學方法的探究[J]. 軟件， 2015， 36（8）： 41-43.

[7] 何雋， 孔繁偉. 三維仿真動畫角色綁定與動畫技巧探究[J]. 軟件， 2018， 39（4）： 92-96.

[8] 蔣經(jīng)緯， 龍俊琪， 梅文. 一種針對開源3D打印機的故障檢測系統(tǒng)[J]. 軟件， 2018， 39（7）： 157-160.

[9] 周洪茜， 劉丹. 基于思維導(dǎo)圖的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式研究[J]. 軟件， 2018， 39（4）： 63-67.

[10] 焦賽美. 基于混合學習的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式研究——以“Photoshop 平面設(shè)計”課程為例[J]. 軟件， 2018， 39（4）： 222-225.

[11] 祝智庭. 智慧教育新發(fā)展： 從翻轉(zhuǎn)課堂到智慧課堂及智慧學習空間[J]. 開放教育研究， （1）： 18-26， 49.