基于PBL+DBL融合的“3D打印技術(shù)”教學(xué)模式研究與實(shí)踐

司玲，孟建文

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅武威 733000）

每個(gè)學(xué)生都具備創(chuàng)造的能力，傳統(tǒng)的教學(xué)課堂主要側(cè)重教師將知識(shí)傳遞給學(xué)生，學(xué)生只是被動(dòng)的信息接收者，學(xué)習(xí)方式主要以記憶為主，所學(xué)知識(shí)通常無法與現(xiàn)實(shí)相聯(lián)系，也無法運(yùn)用到生活中，學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，發(fā)散思維難以養(yǎng)成，久而久之，甚至失去獨(dú)立思考的能力。傳統(tǒng)教學(xué)中考試成績是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的唯一途徑。創(chuàng)客課程則是學(xué)生必須明確自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，從情景中尋找解決問題的方法。創(chuàng)客教育注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，學(xué)生必須親手操作才能達(dá)到課程目標(biāo)，通過組員合作的形式，鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、互相幫助。

1 文獻(xiàn)綜述

孫元麗（2018）研究發(fā)現(xiàn),利用3D 建模與3D 打印與數(shù)學(xué)結(jié)合的教學(xué)方法能夠有效地幫助學(xué)生更好的理解教學(xué)知識(shí)點(diǎn),并且能提高學(xué)習(xí)興趣。潘士杰（2017）從STEM 的視角下研究了中小學(xué)3D 打印課程開發(fā)現(xiàn)狀，經(jīng)過優(yōu)化最終形成完整的3D 打印區(qū)域課程開發(fā)設(shè)計(jì)。左園園（2017）在BT 模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一個(gè)適合培養(yǎng)小學(xué)生創(chuàng)造性思維的3D 打印教學(xué)設(shè)計(jì)框架。程政（2017）介紹了PBL 模式的3D 打印課程教學(xué)設(shè)計(jì)的框架,PBL 模式的3D 打印課程教學(xué)設(shè)計(jì)的流程以及教學(xué)實(shí)踐，并從學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)3D 打印課程的意愿、3D打印技術(shù)的期望、3D 打印課程開展方式、3D 打印課程內(nèi)容、作品設(shè)計(jì)、學(xué)生能力提升和課程效果七個(gè)方面對實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行了調(diào)查分析總結(jié)。周浩（2016）針對兒童創(chuàng)新教育設(shè)計(jì)了一套3D 打印創(chuàng)新課程體系框架,——“STED”，并進(jìn)行授課實(shí)踐,取得了良好的效果。最后根據(jù)學(xué)生、家長和教師的反饋,對該次設(shè)計(jì)進(jìn)行了評估和總結(jié)。

2 基本概念

2.1 PBL（項(xiàng)目型學(xué)習(xí)）

PBL 起初由歐美教育機(jī)構(gòu)發(fā)展出來的，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，促進(jìn)學(xué)生之間積極的互動(dòng)與溝通，提升學(xué)生自主獨(dú)立學(xué)習(xí)和解決問題的能力，受到學(xué)界的高度重視。如果能夠合理利用PBL 教學(xué)法，可訓(xùn)練學(xué)生分析、解決問題的能力。不僅可以培養(yǎng)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，學(xué)生也可以將在學(xué)習(xí)中習(xí)得的知識(shí)技巧拓展到生活中，達(dá)到知識(shí)的升華和創(chuàng)新。PBL 目前已經(jīng)被運(yùn)用到科學(xué)、藝術(shù)、醫(yī)學(xué)、建筑、管理、教育等多個(gè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的教學(xué)方式不再適用于一些科技含量的課程，也不適用于當(dāng)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)。綜合國內(nèi)外學(xué)者的定義，PBL是以項(xiàng)目為導(dǎo)向，學(xué)生以小組的形式來搜集資料、解決問題、最終呈現(xiàn)完整作品或報(bào)告，重視學(xué)生探索知識(shí)過程的學(xué)習(xí)方式，教師是教學(xué)環(huán)境氛圍營造的設(shè)計(jì)者，是學(xué)生的輔助者。

2.2 DBL（設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)）

DBL 是由美國多林尼爾森提出并實(shí)踐推廣，取得了較好的成效。目前國內(nèi)對DBL 的研究處于初步探索應(yīng)用階段，缺乏系統(tǒng)研究成果。該模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生在設(shè)計(jì)動(dòng)手做的過程中學(xué)會(huì)知識(shí)的應(yīng)用。類似于杜威“做中學(xué)”的教學(xué)理論，主張學(xué)生從做的過程中學(xué)習(xí)，在多次的經(jīng)驗(yàn)中積累知識(shí)。在參與設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生需要主動(dòng)學(xué)習(xí)并運(yùn)用許多知識(shí)。學(xué)生在合作探究時(shí)，好勝心會(huì)引導(dǎo)他們在主動(dòng)探索、實(shí)踐、反思、交流、提高的過程中獲得知識(shí)。

2.3 “3D 打印技術(shù)”教學(xué)模式——PBL+DBL

2.3.1 模式介紹

該教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，活動(dòng)流程以創(chuàng)客學(xué)習(xí)的四個(gè)基本階段（開始階段、項(xiàng)目探索階段、原型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)階段、整合反饋階段）為原型，每一階段輔以教師活動(dòng)及支持策略，分別體現(xiàn)創(chuàng)客教育的“創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、實(shí)踐、分享”等核心特征。

2.3.2 模式應(yīng)用

以當(dāng)下流行的“3D 打印應(yīng)用技術(shù)”創(chuàng)客課程的基礎(chǔ)上，按照主題學(xué)習(xí)、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、原型實(shí)現(xiàn)與完善、整合反饋四個(gè)階段，設(shè)計(jì)具體教學(xué)活動(dòng)。

（1）開始階段。在3D 打印技術(shù)課程中實(shí)施PBL+DBL 教學(xué)模式時(shí)，將課程內(nèi)容分解成幾個(gè)項(xiàng)目，教師選擇一個(gè)主題如3D 房屋進(jìn)行講演示范，然后創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生對3D 打印的好奇心及創(chuàng)意想法。

（2）項(xiàng)目探索階段。教師根據(jù)班級人數(shù)、性別、知識(shí)基礎(chǔ)、興趣愛好、學(xué)習(xí)能力等將學(xué)生分為幾個(gè)合作小組，利用頭腦風(fēng)暴法了解學(xué)生的創(chuàng)意，由各小組成員自由討論確定最終的項(xiàng)目名稱并制訂項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃。

（3）原型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)階段。教師在這一階段提供眾創(chuàng)空間，3D 打印機(jī)等輔助資源，小組成員互相合作根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)原型產(chǎn)品，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行產(chǎn)品打印，并測評產(chǎn)品的功效性能，不斷地重復(fù)此過程可優(yōu)化項(xiàng)目產(chǎn)品。

（4）整合反饋階段。教師組織學(xué)生進(jìn)行交流評價(jià)，各小組將打印的產(chǎn)品成果進(jìn)行展示，由其他小組進(jìn)行點(diǎn)評，此過程學(xué)生要進(jìn)行總結(jié)反思，互相學(xué)習(xí)，為下一次的項(xiàng)目任務(wù)做好準(zhǔn)備。2.3.3 PBL+DBL 教學(xué)模式的優(yōu)勢

在PBL+DBL 的教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生是教學(xué)情境中的主體，教學(xué)的任務(wù)不再是教師單向地傳授知識(shí)，課堂不再以教材為主，隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普及，學(xué)生可以獲取各類資源，要求教師在較強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力和對課堂的把控組織能力，在作業(yè)方面不追求統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)答案。教師要能夠設(shè)計(jì)出學(xué)生感興趣的項(xiàng)目，注意營造課堂上共享合作的氣氛，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并建構(gòu)自己的知識(shí)體系。

3 結(jié)語

PBL+DBL 的教學(xué)模式是根據(jù)“3D 打印技術(shù)”這一類的創(chuàng)客課程的特點(diǎn)及大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)提出的，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。教師要花大量心思在備課上，為學(xué)生挑選合適的項(xiàng)目； 組織學(xué)生進(jìn)行高效率的課堂動(dòng)手實(shí)踐；對學(xué)生采用過程性評價(jià)，注重訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。