STEAM教育理念下小學(xué)信息技術(shù)3D打印教學(xué)研究

王仕達(dá)

摘要：近幾年，3D打印技術(shù)日漸成熟，在很多領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，很多學(xué)校都設(shè)置了3D打印課程，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。文章在3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)之上將其與STEAM教育理念有效融合，從而真正實(shí)現(xiàn)小學(xué)3D打印教學(xué)，從這一角度出發(fā)探討如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，進(jìn)而更好地指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

關(guān)鍵詞：STEAM教育理念；信息技術(shù)；3D打印教學(xué)

一、3D打印技術(shù)與STEAM教育理念概述

隨著社會(huì)不斷的發(fā)展，迫切需要更多的創(chuàng)新型人才。為了真正做到這一點(diǎn)，有必要將3D打印技術(shù)引入到學(xué)校教育中去，同時(shí)還要全方位地貫徹STEAM教育理念。3D打印技術(shù)，就是先進(jìn)行三維模型的構(gòu)建，在這一過(guò)程中需要使用的軟件是3D建模軟件，有需要的可以設(shè)置為STL格式，這樣容易實(shí)現(xiàn)導(dǎo)出，在打印軟件中準(zhǔn)確地設(shè)置參數(shù)。同時(shí)，還要結(jié)合實(shí)際情況選擇打印材料，計(jì)算機(jī)在此時(shí)必須要連接打印機(jī)，而最后要進(jìn)行的操作就是將模型實(shí)體打印出來(lái)。信息技術(shù)的發(fā)展使此項(xiàng)技術(shù)日益成熟，同時(shí)3D打印機(jī)的價(jià)格也越來(lái)越低，在這種背景下越來(lái)越多的領(lǐng)域開(kāi)始應(yīng)用3D打印技術(shù)。尤其是教育領(lǐng)域，很多學(xué)校引入了3D打印技術(shù)，這對(duì)學(xué)校教育提供了重要支撐。隨著“3D打印創(chuàng)新教育播種”計(jì)劃的出臺(tái)，在國(guó)家政策的支持下，3D打印教育發(fā)展十分迅速，且取得了顯著的成績(jī)。

STEAM教育融合了多學(xué)科教育。STEAM教育側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的有效構(gòu)建，在解決問(wèn)題時(shí)采用多種技術(shù)手段。學(xué)生通過(guò)這一過(guò)程將有能力解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，讓學(xué)生更具創(chuàng)新精神，這對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高有著積極的意義。

二、3D打印技術(shù)與STEAM教育理念的融合

1. 3D打印技術(shù)與STEAM教育理念融合的必要性

當(dāng)前，社會(huì)對(duì)復(fù)合型人才的需求越來(lái)越大。學(xué)校教育的要求也發(fā)生了改變，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。為了進(jìn)一步培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型人才，學(xué)校要在實(shí)踐中全方位貫徹STEAM教育理念，同時(shí)還要結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況積極引入3D打印技術(shù)，使兩者可以真正融合，這樣會(huì)收到良好的教學(xué)效果。近幾年，STEAM教育理念得到人們的普遍關(guān)注，只有依托于先進(jìn)技術(shù)才能更好的落實(shí)。而3D打印技術(shù)可以很好地勝任這一角色，可以更好地整合科學(xué)、技術(shù)等內(nèi)容。STEAM教育理念以3D打印技術(shù)作為重要支撐，將兩者有效融合，能更好地使學(xué)生擁有完全不同的思維方式，同時(shí)在很大程度上改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生真正喜歡學(xué)習(xí)，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。

2. 3D打印技術(shù)與STEAM教育理念融合的原因

在實(shí)踐中應(yīng)用技術(shù)的過(guò)程，科學(xué)理論扮演著重要的角色。只有在STEAM教育理念的支持下，3D打印技術(shù)才能得到更好的應(yīng)用。一方面，STEAM教育理念強(qiáng)調(diào)整合多學(xué)科知識(shí)，極具吸引力，同時(shí)還表現(xiàn)出顯著的設(shè)計(jì)性，對(duì)于3D打印技術(shù)來(lái)說(shuō)，其也非常有魅力，極具創(chuàng)造力，對(duì)實(shí)踐能力有著比較高的要求；另一方面，3D打印技術(shù)在實(shí)踐中與STEAM教育理念有效融合，可以充分發(fā)揮其作用，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此，將3D打印技術(shù)與STEAM教育理念有效融合，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多學(xué)科知識(shí)的有效整合，還可以讓3D打印更具吸引力。在這種背景下，學(xué)生的藝術(shù)素養(yǎng)將得到顯著提升，幫助學(xué)生進(jìn)一步優(yōu)化3D作品。

三、STEAM教育理念下小學(xué)信息技術(shù)3D打印教學(xué)研究

實(shí)踐與學(xué)習(xí)是密不可分的。通過(guò)實(shí)踐，可以讓學(xué)生積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而學(xué)習(xí)到新的知識(shí)，而通過(guò)學(xué)習(xí)可以更好指導(dǎo)實(shí)踐，兩者是相輔相成的。STEAM教育理念視角下的3D打印教學(xué)即是如此。教師主持3D打印課堂，設(shè)定主題，學(xué)生可以自己思考、擴(kuò)展主題，在這一過(guò)程中也就形成了自己的創(chuàng)造意向，而最后需要做的就是將這些設(shè)想應(yīng)用3D打印技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。創(chuàng)意物化的階段將鍛煉學(xué)生的思維，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)的同時(shí)，也提升了自己的實(shí)踐能力。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的核心就是實(shí)踐。教師在設(shè)置任務(wù)后，學(xué)生圍繞這一任務(wù)展開(kāi)相應(yīng)的行動(dòng)。在這一過(guò)程中，學(xué)生將會(huì)真正地?fù)碛兄R(shí)技能。在3D打印教學(xué)中，學(xué)生可以制定屬于自己的計(jì)劃，后續(xù)就可以細(xì)致地分解，在實(shí)施過(guò)程中則主要應(yīng)用了3D打印技術(shù)，最終進(jìn)行成果展示，讓學(xué)生對(duì)于知識(shí)有著更深入、透徹的理解，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力。

設(shè)計(jì)思維側(cè)重于創(chuàng)意思考，實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的有效解決。而創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)的主要途徑就是3D打印，學(xué)生只有真正的具有創(chuàng)意，才能在此基礎(chǔ)上更好地進(jìn)行3D建模，其中最為關(guān)鍵的部分就是創(chuàng)意物化。對(duì)創(chuàng)意物化的過(guò)程進(jìn)行分析可知，其中最為關(guān)鍵的就是設(shè)計(jì)思維，需要學(xué)生對(duì)問(wèn)題有著自己的理解，細(xì)致地分解問(wèn)題，而問(wèn)題的解決則主要應(yīng)用了3D打印技術(shù)。

3D打印教學(xué)不僅可以鍛煉學(xué)生的思維能力，還可以讓學(xué)生真正獨(dú)立地解決問(wèn)題。將3D打印技術(shù)與STEAM教育理念全方位融合，在很大程度上可以提升學(xué)生的創(chuàng)造力，讓學(xué)生有效整合知識(shí)，進(jìn)而提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。與此同時(shí)，對(duì)教師有著更高的要求，需要教師加強(qiáng)學(xué)習(xí)3D打印專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)還需要廣泛涉獵其他知識(shí)，在設(shè)計(jì)3D打印課程時(shí)，嘗試落實(shí)STEAM教育理念，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合型人才的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘麗霞，胡欽太，胡小勇. 3D打印技術(shù)的教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用研究：案例與趨勢(shì)[J].數(shù)字教育，2016（6）.

[2]吳永和，李彤彤.機(jī)器智能視域下的機(jī)器人教育發(fā)展現(xiàn)狀、實(shí)踐、反思與展望[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018（4）.

[3]肖如.面向STEAM教育的高中APP Inventor創(chuàng)新實(shí)踐課程研究[D].成都：四川師范大學(xué)，2017.