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【摘要】隨著核心素養(yǎng)概念的提出，尤其是中國核心素養(yǎng)的提出，越來越多的基于核心素養(yǎng)的拓展性課程相繼被開發(fā)，其中不乏創(chuàng)新類的拓展性課程。筆者學(xué)校開設(shè)了以3D One 軟件為載體的 3D打印拓展課程，3D打印課程既是創(chuàng)新型課程，又是信息技術(shù)課程的拓展和延伸。其教學(xué)目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、人文素養(yǎng)等核心素養(yǎng)。本文是基于本校學(xué)生的特點(diǎn)在3D打印拓展課程開發(fā)與實(shí)施過程中的一些體會(huì)和思考。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)  課程  3D打印

3D打印課在業(yè)內(nèi)普遍被認(rèn)為是創(chuàng)客教育的一部分，但筆者認(rèn)為3D打印課不僅僅是創(chuàng)客教育的一部分，它也是信息技術(shù)課程的拓展和延伸。創(chuàng)客教育雖然還沒有完善的課程體系，但縱觀國內(nèi)外創(chuàng)客課程，其中的數(shù)字化項(xiàng)目與信息技術(shù)課程中的內(nèi)容有很大相似性，尤其是中高年級(jí)所涉及的機(jī)器人、創(chuàng)意編程等。可以說信息技術(shù)課程為學(xué)生數(shù)字化創(chuàng)客教育提供了知識(shí)與技術(shù)支撐，而創(chuàng)客教育所推崇的創(chuàng)新、創(chuàng)造也正是當(dāng)下信息技術(shù)課程所倡導(dǎo)的核心素養(yǎng)培養(yǎng)是一致的。

一、課程探索，關(guān)注核心素養(yǎng)

（一）理論引領(lǐng)，探索課程之本

經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)圈理論是大衛(wèi)·庫伯(David kolb)在總結(jié)了約翰·杜威(John.Dewey)、庫爾特·勒溫(Kurt Lewin)和皮亞杰經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)模式的基礎(chǔ)之上提出的。他認(rèn)為經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程是由四個(gè)適應(yīng)性學(xué)習(xí)階段構(gòu)成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，包括具體經(jīng)驗(yàn)（Concrete Experience），反思性觀察（Reflective Observation），抽象概念化（Abstract Conceptualization），主動(dòng)實(shí)踐（Active Experimentation）。具體經(jīng)驗(yàn)是讓學(xué)習(xí)者完全投入一種新的體驗(yàn)；反思性觀察是學(xué)習(xí)者在停下的時(shí)候?qū)σ呀?jīng)歷的體驗(yàn)加以思考；抽象概念化是學(xué)習(xí)者必須達(dá)到能理解所觀察的內(nèi)容的程度并且吸收它們使之成為合乎邏輯的概念；到了主動(dòng)實(shí)踐階段，學(xué)習(xí)者要驗(yàn)證這些概念并將它們運(yùn)用到制定策略、解決問題之中去(Sugarman，1985)。此理論指出，任何學(xué)習(xí)過程都應(yīng)遵循“學(xué)習(xí)圈”，經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)圈理論對(duì)于3D打印課程的開發(fā)和實(shí)施有著關(guān)鍵的理論引領(lǐng)作用。3D打印課不是純粹的模仿造物，而是需要學(xué)生感受生活、體驗(yàn)生活，筆者在實(shí)踐中根據(jù)學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)有趣的、符合學(xué)生實(shí)際的問題情境，帶動(dòng)學(xué)生加深認(rèn)識(shí)，使學(xué)生完全投入到學(xué)習(xí)中去，在察看、思索、探究、感受、使用的過程中，使學(xué)生從簡單的模仿到自主創(chuàng)意設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、體會(huì)健康生活、體驗(yàn)實(shí)踐創(chuàng)新，回歸課程之本—核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（二）立足實(shí)際，探索課程之源

3D打印課的目的并非想把孩子們培養(yǎng)成技術(shù)高手、設(shè)計(jì)人才，而只是想讓孩子們通過學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)，并在學(xué)習(xí)過程中運(yùn)用這一技術(shù)，來促進(jìn)他們計(jì)算思維、空間思維、設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新思維的發(fā)展，從而形成虛擬世界、實(shí)體世界以及學(xué)生內(nèi)心世界的聯(lián)通，激發(fā)孩子們的創(chuàng)造力和想象力，提升核心素養(yǎng)。

因此，在課程內(nèi)容的編排上要注重學(xué)生的特點(diǎn)，遵循源于生活、源于學(xué)習(xí)的原則，設(shè)計(jì)適合學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生在3D作品設(shè)計(jì)創(chuàng)作的過程中，理解3D打印產(chǎn)品的實(shí)際作用，并將其融入到自己的實(shí)際生活之中。

（三）注重差異，探索課程之形

庫伯認(rèn)為，由于每個(gè)人的內(nèi)在性格、氣質(zhì)的“差異性”，以及生活、工作閱歷、教育知識(shí)背景的“差異性”，從而導(dǎo)致每個(gè)學(xué)習(xí)者的“學(xué)習(xí)風(fēng)格”的“不一致”。

因此，課程的設(shè)計(jì)應(yīng)注重學(xué)生的差異性。首先，在課程中每個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)有主題，讓學(xué)生帶著問題去體驗(yàn)，在體驗(yàn)中解決問題；其次，開發(fā)多人協(xié)作的互動(dòng)環(huán)節(jié)，互助共享不同的問題解決思路，優(yōu)化學(xué)生作品；第三，注重學(xué)生差異，分層設(shè)計(jì)、分層教學(xué)，善于利用微課、微視頻、微作業(yè)等微技術(shù)，促進(jìn)不同層次的學(xué)生達(dá)成目標(biāo)。

玩轉(zhuǎn)3D教學(xué)已從活動(dòng)原胚初步上升到了“課程”的形態(tài)，密切關(guān)注到了學(xué)生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)和“學(xué)習(xí)圈”打造。

二、課程實(shí)踐，落實(shí)核心素養(yǎng)

課程的開發(fā)為的就是促進(jìn)核心素養(yǎng)的落實(shí)，而核心素養(yǎng)的真正落實(shí)關(guān)鍵在于課程的有效實(shí)施。

（一）軟硬兼施，保障教學(xué)環(huán)境

1. 軟件助行

教師始終是拓展課程實(shí)施的核心與主導(dǎo)力量，離開了教師的參與和支持，拓展課程實(shí)施不可能取得成功。另一方面從拓展課程開發(fā)主體來說，教師、學(xué)生都是拓展課程開發(fā)與實(shí)施的成員。只有社會(huì)、教師、學(xué)生的全面參與和合作，才能最大限度地實(shí)現(xiàn)教育資源的最優(yōu)化和教學(xué)環(huán)境的最優(yōu)化。

2.硬件助夢

3D打印實(shí)驗(yàn)室是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)作情感的源頭，同時(shí)也是課程實(shí)施的基本保障。在實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生可以利用三維設(shè)計(jì)軟件（3DOne）設(shè)計(jì)開發(fā)模型，并且通過3D打印機(jī)打出模型，實(shí)現(xiàn)將創(chuàng)意由虛擬變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的夢想。創(chuàng)意思維的物化實(shí)現(xiàn)可以大大加強(qiáng)學(xué)生的三維空間想象，也提升了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新的素養(yǎng)。

（二）實(shí)踐求知，探究教學(xué)策略

1.創(chuàng)設(shè)情境，提高學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

學(xué)習(xí)興趣有一個(gè)發(fā)生、發(fā)展的過程，一般來說是從“有趣”開始，產(chǎn)生“興趣”，然后向“志趣”發(fā)展的。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)3D打印課程非常有趣時(shí)，他們就會(huì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)就會(huì)增強(qiáng)，并采取積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)手段，提高自己的學(xué)習(xí)效率。在教學(xué)過程中有效利用學(xué)生感興趣的學(xué)習(xí)用品、生活用品，并從他們的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)結(jié)構(gòu)出發(fā)，依課創(chuàng)設(shè)具有趣味性、探索性、延伸性教學(xué)情境，將有助于激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)和探究精神。

2.任務(wù)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)變學(xué)教方式

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法將以往以傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動(dòng)式的教學(xué)理念；將再現(xiàn)式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴綄W(xué)習(xí)，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，每一位學(xué)生都能根據(jù)自己對(duì)當(dāng)前問題的理解，運(yùn)用共有的知識(shí)和自己特有的經(jīng)驗(yàn)提出方案、解決問題。在這個(gè)過程中，學(xué)生從被動(dòng)學(xué)變主動(dòng)學(xué)，教師角色也出現(xiàn)了重大轉(zhuǎn)變：從教學(xué)主導(dǎo)者變以引導(dǎo)為主的教學(xué)輔導(dǎo)者。

如筆者在“閱讀的小伴侶—書簽”一課教學(xué)時(shí)，要求學(xué)生從師生中調(diào)查獲取閱讀時(shí)所需的小伴侶，且通過分析統(tǒng)計(jì)得出閱讀時(shí)最需要的是什么，而后再設(shè)計(jì)書簽。在本主題任務(wù)中，學(xué)教方式發(fā)生了轉(zhuǎn)變，學(xué)生通過任務(wù)主動(dòng)去學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)書簽的方法，最后成功設(shè)計(jì)書簽完成任務(wù)。

（三）智能課堂，全面呈現(xiàn)精準(zhǔn)

大數(shù)據(jù)時(shí)代，借助在線教育管理云平臺(tái)（http://school.i3done.com/）使我們的課堂教學(xué)更智能化、更能兼顧學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，合理利用平臺(tái)提供備課管理、學(xué)生管理、作品管理、作業(yè)管理、資源管理、成果展示等功能，為老師提供全面智能化教學(xué)管理手段。

1.課程發(fā)布

靈活設(shè)置課程內(nèi)容，提供豐富的課程資源，可以選擇多種類型的課程，以適應(yīng)不同學(xué)生的需求。

2.作業(yè)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)同任務(wù)不同要求的作業(yè)并要求在線提交，有利于老師及時(shí)把握各層次學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和狀態(tài)，以便進(jìn)一步跟進(jìn)。

3.在線評(píng)價(jià)。以往的作業(yè)評(píng)價(jià)只是簡單的好、不好，對(duì)或者錯(cuò)，缺乏評(píng)價(jià)的藝術(shù)性。在線評(píng)價(jià)，不僅能有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，而且還能讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身的不足，促進(jìn)學(xué)生改進(jìn)提升。

4.學(xué)情分析

通過采集學(xué)生在學(xué)習(xí)行為過程中產(chǎn)生的各類信息，形成反映學(xué)習(xí)情況的數(shù)據(jù)源，利用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)源進(jìn)行測量、分析與比較，以此為我們提供精準(zhǔn)的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。

（四）完善評(píng)價(jià)，多元正面評(píng)價(jià)

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下要充分利用網(wǎng)絡(luò)資源及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)和評(píng)價(jià)，借助青少年三維創(chuàng)意社區(qū)（www.tianjininindustrypump.com）作為學(xué)生作品展示和評(píng)價(jià)的平臺(tái)，學(xué)生完成作品的同時(shí)有展示自我的空間和平臺(tái)，還可以和平臺(tái)中的師生進(jìn)行交流和溝通，資源和技能共享的同時(shí)幫助學(xué)生創(chuàng)意思維的培養(yǎng)。下表為課程的評(píng)價(jià)維度及指標(biāo)：

表1：評(píng)價(jià)維度及指標(biāo)表

三、反思提升，玩轉(zhuǎn)3D打印

3D打印的學(xué)習(xí)對(duì)于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造潛力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，營造全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，均具有重要意義。學(xué)生學(xué)習(xí)3D打印的過程可以分三個(gè)階段：模仿中思考、思考中創(chuàng)新、創(chuàng)新中成長。

（一）最低層操作—模仿性實(shí)踐

強(qiáng)調(diào)老師的演示和學(xué)生的模仿體驗(yàn)，它注重的是模仿的結(jié)果，而不是操作的過程。這種模仿性操作對(duì)于3D打印的初學(xué)者來說是必不可少，也是不可替代的，它在3D打印學(xué)習(xí)過程中屬于最低層的操作。

（二）第二層操作—思考性實(shí)踐

即在3D在制作過程中讓孩子善思考樂思考，把要制作的模型做詳細(xì)的事前規(guī)劃。思考性實(shí)踐是檢驗(yàn)學(xué)生3D打印學(xué)習(xí)成果的重要性指標(biāo)，是學(xué)習(xí)獨(dú)立創(chuàng)作的基礎(chǔ)，也是3D打印學(xué)習(xí)過程中最重要的環(huán)節(jié)。

（三）最高層操作—?jiǎng)?chuàng)新性實(shí)踐

創(chuàng)新是3D項(xiàng)目及至創(chuàng)客教育的核心思想，3D打印學(xué)習(xí)的后期，我們需要學(xué)生以已有的生活閱歷為基礎(chǔ)創(chuàng)作出具有一定功能的創(chuàng)意作品，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、并用已有3D打印知識(shí)去解決問題。創(chuàng)新性實(shí)踐將技術(shù)學(xué)習(xí)和問題解決有機(jī)契合，體現(xiàn)了學(xué)以致用的思想。

“沒有教育的科學(xué)，何來科學(xué)的教育”。玩轉(zhuǎn)3D打印課程，為我們的學(xué)生構(gòu)建了一條從模仿作品到思考作品再到創(chuàng)作作品，從低階思維轉(zhuǎn)向高階思維訓(xùn)練的清晰課程實(shí)施路線圖，由單純的教學(xué)變成了多維立體的課程，讓學(xué)生在課程的學(xué)習(xí)中有提升、有收獲，這也是課程開發(fā)的終極價(jià)值所在——核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 王美、王良輝、劉中曉、陳淵淵. 基于3D打印技術(shù)的特色課程研究——以“3D打印創(chuàng)意工作室”課程為例[J].現(xiàn)代教育技術(shù).2015(08)