小學創客教育研究的3D打印技術視角

朱艾然

【摘要】文章結合三年多的3D打印創客教育經歷，以小學創客教育為點，從創客項目選擇、課程定位、課程實施等方面闡述了如何推進創客教育。研究認為，創客教育是一種全新的教育模式，實踐中會遇到許多的問題，在現有的條件下讓落后地區的學生也能享受優質的先進教育理念還任重道遠。

【關鍵詞】小學;3D打印;創客教育;STEAM

教育部《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見》中提出：“有條件的地區要積極探索新技術手段在教學過程中的日常應用，有效利用信息技術推進眾創空間建設，探索創客教育、STEAM教育等新教育模式，使學生具有較強的信息意識與創新意識。”自教育部教育裝備研究與發展中心把創客教育作為加強創新創造教育研究的中心工作以來，在全社會的推動下，國內開始了轟轟烈烈的創客教育，比較突出的是浙江溫州、上海、北京、深圳等地。我省也高度重視創客教育，先行地區如深圳2015年開始提出了三年內建設100所學校創客教育基地的規劃并已經逐步落實中;珠海著手建立20所青少年創客教育課室與基地;其他如廣州、江門、清遠、汕頭等地都已經開展了創客教育及研究。但在韶關，創客教育及相關研究起步較晚，在筆者開始創客研究時期，參與研究的學校、教師也很少。因此，如何緊跟時代步伐，以點帶面，開展屬于我們自己的創客教育，探索符合我們實際的創客教育刻不容緩。

筆者于2016年3月開始在執信小學規劃籌建校園創客教育中心，當時課程教學內容、課程組織、管理、實驗室軟硬件建設等等都是從零開始，因此在實踐研究中遇到了比較突出的問題，例如如何找準創客教育內容切入點，有沒有少投入，或在現行條件下如何開展創客教育，課程如何定位，課程與教學如何規劃、實施，如何提升教師適應教與學，等等。

一、3D打印創客教育項目選擇

在項目選擇上，我們分析了創客教育的常見項目，如表1。

考慮到小學生心智問題，綜合投入成本、現有學校實際情況，我們選定以3D打印作為小學創客教育研究的切入點。3D打印以軟件建模為主要學習內容，學校只需要在原電腦室安裝建模軟件即可進行教學。在條件允許下，可以購置一到兩臺3D打印機讓學生能更直觀體驗3D打印的魅力。再有條件還可以建立專門的3D打印創客教室。具體建設實現思路如圖1所示。

二、3D打印創客教育課程定位

依據教育方針、國家課程實施計劃，根據學校的實際情況，我們把3D打印創客教育課程定位于如下：以培養學生科學精神及創新能力為最終目標;以STEAM理念為指導的創新融合課程;強調用中學、學中用的問題解決創新教育，在實踐中培養創新能力;以創客社團為支點，推進全校創客教育研究。

三、3D打印創客實驗室的建設

3D打印創客室由軟件與硬件組成，經過過多方論證以及嚴格的篩選，我們確定了本次3D打印創客教育研究的軟硬件。軟件：采用3D One三維創意設計軟件。特點：軟件界面簡潔，功能強大，易上手，提供免費的青少年三維創意社區、創客認證等平臺和服務;同時，3D One還是中小學計算機軟件大賽3D創意設計指定軟件。硬件：采用國光儀器3D打印機。特點：價格便宜，精度高，速度快，故障率低，而且易于維護;帶熱床，環境要求不高;并且提供售后及使用培訓。

四、3D打印創客實驗室的實踐

1.以STEAM為抓手，編寫課程

基于布盧姆新教育目標分類學等理論，從學生認知、知識構建、過程優化等方面，結合國家2025的創新教育要求，以STEAM教育理念為設計思路，開發了符合學生實際的實驗教材并進行課程實施。

2.以“互聯網+”為平臺，搭建環境

在教學實踐中，我們還借力互聯網，搭建了“互聯網+”的3D打印創客教育平臺。一是建立湞江學校3D打印創客群，邀請參與學習的學生與家長，讓學習從學校延伸到課外、家庭。家長參與到學生的學習中，更有利于學生的學習。二是建立學習網絡社區，在青少年三維創意社區設立了創客學校，學生可以一鍵發布作品到社區，并且利用社區進行學習、借鑒與交流。另外，作品會給予一定的虛擬幣，虛擬幣可以兌換實物獎品，極大地提高了學生的積極性。教師也可以利用網絡平臺進行作品管理。

3.以校企合作為推手，開創新局

開展創客教育，在我們地區還屬于比較新的一個教育模式，在區域內無法獲得或者借鑒成功經驗。因此，為保障研究的順利開展，借助企業為教育服務也是我們這次研究的一次非常重要的嘗試。一是聯合打印機生產廠家國光儀器，在執信小學以及韶關市第十三中學為我們免費進行了3次3D打印專題培訓。不但針對教改教師，而且對我區其他教師也進行了培訓，從而開闊了教師的視野，提升了教師的專業水平。二是聯合韶關市青少年宮、韶關市科教科普中心，舉辦了學生以及我區的教師3D打印創客大賽。利用青少年宮、科教科普中心平臺讓師生走出去，參與到社會實踐中，讓師生的培養更接地氣。通過大賽，我區信息技術教師對3D打印創客教育有了全面而深刻的認識，同時也對我們研究的成果進行了較好的檢驗。三是聯合青少年三維創意社區（3D One軟件社區平臺）舉辦湞江區3D打印創客教師培訓。借助平臺，我區各學科教師參與到培訓，共有35名教師順利完成培訓，并且獲得“3D打印創客導師”榮譽稱號。

實踐證明，開展這樣的校企合作，能讓我們的創客教育更順利開展，學生、教師更能從中受益。借助企業資源，我們只用較少費用就實現了學生競賽、教師培訓等大型的活動策劃組織。同時，企業也借助活動擴大了自身的影響。如此合作共贏，開啟了我區教育培訓的新篇章。

五、3D打印創客教育研究設想

由于創客教育是一個比較新的教育方向，相關的理論、指導意見等不多，因此需要加強理論學習與研究。3D打印是一個比較新的技術熱點，參與課題的教師對這些技術都是邊摸索邊學習邊教，難免出現一些問題，需要進一步改進教學教法，如3D打印耗時太長，無法所見即所得，學生建模與輸出有一定差距;未來需要加大投入，建設完善的3D打印創客實驗室;教學開發資源仍然有所欠缺，需要更進一步整理等。三年的研究經歷讓筆者認識到創客教育是一種全新的教育模式，但在現有的條件下讓落后地區的學生也能享受優質的先進教育理念還任重道遠。雖然在創客教育的推進中我們遇到很多困難，但總的來說收獲滿滿，基本達到了預期的目標，有成績，也有遺憾。在未來的工作中，我們將繼續保持這樣的熱情，進一步推進創客教育，讓孩子們都能享受這場21世紀的科技盛宴。

【參考文獻】

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