鄭 賢

(廣東省廣州市海珠區(qū)實驗小學(xué)，廣東 廣州 510245)

基于STEAM的小學(xué)《3D打印》課程設(shè)計與教學(xué)實踐研究

鄭 賢

(廣東省廣州市海珠區(qū)實驗小學(xué)，廣東 廣州 510245)

培養(yǎng)創(chuàng)新人才成為現(xiàn)代教育研究的重中之重，而基于STEAM的課程和教學(xué)則是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效途徑。該文基于STEAM教育思想，設(shè)計了3D打印課程，該課程既能傳授現(xiàn)代科技新知，又能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。最后，在設(shè)計基礎(chǔ)上開展了針對小學(xué)生學(xué)習(xí)的3D打印課程設(shè)計與實踐探索，探索了通過3D打印課程培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的方法，對于課程教學(xué)的設(shè)計具有一定的啟發(fā)意義。

STEAM；教學(xué)創(chuàng)新；3D打印課程；設(shè)計；實踐

一、引言

21世紀(jì)的教育，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的新型人才，推動社會發(fā)展和進(jìn)步為使命。2015年，李克強(qiáng)總理在政府工作報告中提出“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”，更把“創(chuàng)新”提升到了一個前所未有的高度。近年來，為了進(jìn)一步探索教學(xué)創(chuàng)新，一些國家嘗試將3D打印技術(shù)應(yīng)用于STEAM課程中，以推動技術(shù)對創(chuàng)新教學(xué)的發(fā)展，使得技術(shù)與藝術(shù)人文教育和工程教育融合成學(xué)校文化的一部分。

雖然3D打印技術(shù)適應(yīng)信息化時代發(fā)展的需求，在國內(nèi)也較為新穎，但是目前設(shè)計成熟并適合小學(xué)生學(xué)習(xí)的3D打印課程卻是極度缺乏。面對新技術(shù)和教育新理念的變革浪潮，在基于STEAM教育思想的教育教學(xué)實踐中，教育工作者需要不斷反思，不斷創(chuàng)新教育教學(xué)新思想、新經(jīng)驗，提高教學(xué)質(zhì)量[1]。

二、STEAM教育理念

20世紀(jì)80年代，STEM課程在美國逐漸發(fā)展，其本身是為了提高美國學(xué)生對理工科知識的興趣而建立的課程。STEM教育通過整合Science(科學(xué))、Technology(技術(shù))、Engineering(工程)、Mathematics(數(shù)學(xué))領(lǐng)域內(nèi)容指引教學(xué)和學(xué)習(xí)的途徑和方法，它并不是將這四門課程知識的簡單疊加，而是要將多學(xué)科內(nèi)容的交叉融合形成有機(jī)整體，倡導(dǎo)問題解決驅(qū)動的跨學(xué)科教育，旨在培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力、團(tuán)隊合作能力、設(shè)計能力和實踐創(chuàng)新能力[2]。STEM教育的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教育理念和思維方式，引導(dǎo)人們重新探索新型的教學(xué)方式。隨著課程的改革以及STEM教育實踐研究的開展，藝術(shù)(Arts)類課程也添加到STEM課程中[3]，形成以STEAM課程為主要特色的STEAM教育，并逐漸在美國、韓國、英國等國家受到關(guān)注[4]。

在國內(nèi)，2015年新媒體聯(lián)盟《地平線報告》(K12版)，將STEAM列為未來1-2年技術(shù)驅(qū)動K12教育的重要趨勢[5]。傅騫等認(rèn)為，STEM教育是一種教學(xué)策略，通過借助基于設(shè)計的學(xué)習(xí)、基于項目的學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者解決實際問題的能力[6]。任友群等人提出，STEAM教育是以項目學(xué)習(xí)、問題學(xué)習(xí)為主的學(xué)習(xí)方式，它在STEM教育基礎(chǔ)上進(jìn)行了延伸和拓展，形成一種新的教育模式，是技術(shù)與工程教育和藝術(shù)人文教育的融合，旨在推動技術(shù)驅(qū)動的教學(xué)創(chuàng)新[7]。余勝泉等認(rèn)為，STEAM教育以多學(xué)科整合的教學(xué)方式，注重過程和實踐，以真實問題為向?qū)?，?qiáng)調(diào)知識與能力并重，倡導(dǎo)“做”中“學(xué)”；強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)，注重知識的跨學(xué)科遷徙及其與學(xué)習(xí)者之間的關(guān)聯(lián)[8]。STEAM教育的這些理念和思想融入到信息技術(shù)課程和教學(xué)中，有利于通過技術(shù)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、3D打印課程

作者以中望3Done打印技術(shù)為依托，設(shè)計了適合小學(xué)生學(xué)習(xí)的3Done打印課程。該課程采用項目學(xué)習(xí)的形式，以STEAM教育思想為導(dǎo)向，以做中學(xué)為策略，并以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、貼近學(xué)生生活為出發(fā)點，進(jìn)行課程的設(shè)計與實踐。

(一)3D打印與3D打印課程(3D Printing)

3D打印也叫“三維打印”，基于所創(chuàng)建的原型樣品或者實體模型，運(yùn)用塑料、樹脂、粉末狀金屬或其他材料，通過逐層打印實現(xiàn)快速成型[9]。3D打印技術(shù)為科技的創(chuàng)新提供了一個新的平臺，被喻為第三次工業(yè)革命的核心技術(shù)之一。3D打印課程是以3D打印技術(shù)為主的課程，是以“傻瓜型”三維設(shè)計軟件為基礎(chǔ)的課程。為了促進(jìn)我國中小學(xué)的創(chuàng)新教育，結(jié)合時下影響意義深遠(yuǎn)的3D打印技術(shù)，國內(nèi)有關(guān)公司，根據(jù)8-18歲孩子的教育特點，開發(fā)出適用于中小學(xué)的3D打印設(shè)計軟件——3Done，并配套3D打印教學(xué)課程資源。通過3D打印實體的觸覺過程，建立新型的簡易3D建模學(xué)習(xí)通道，快速搭建起某種類型的簡易模型，最終利用3D打印機(jī)將設(shè)計實體化。

(二)3Done打印軟件的特點

趣味性學(xué)習(xí)是3Done打印軟件的核心關(guān)鍵。3Done打印軟件界面簡潔，功能強(qiáng)大，易于上手，非常符合中小學(xué)的開放思維創(chuàng)意操作，讓學(xué)生能夠簡單、輕松、快捷地表達(dá)創(chuàng)意想法，能讓沒有任何基礎(chǔ)的學(xué)生在短短的十分鐘通過“搭積木”堆砌、拖拉等操作方式，掌握最基礎(chǔ)的3D繪畫設(shè)計，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)3D打印的興趣與熱情。

促進(jìn)學(xué)科融合是3Done打印軟件的創(chuàng)新特色。運(yùn)用3Done打印軟件進(jìn)行創(chuàng)意操作，所涉及的學(xué)科學(xué)習(xí)有信息技術(shù)、綜合實踐、美術(shù)、科學(xué)、通用技術(shù)等，由此也促進(jìn)了特色課程的產(chǎn)生，如校本教材、創(chuàng)客空間(設(shè)計、制作、展示)、特色教室、學(xué)習(xí)資源的開發(fā)等。在3Done打印軟件的創(chuàng)意學(xué)習(xí)中，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識與技能，學(xué)科的融合，更有利于充分調(diào)動學(xué)生探究能力、創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維以及邏輯思維的發(fā)展。

(三)3Done打印軟件的教學(xué)模式

3Done打印軟件賦予了教學(xué)互聯(lián)網(wǎng)社區(qū)的性質(zhì)，幫助教師設(shè)計更加豐富多彩的講課方案，是“互聯(lián)網(wǎng)+”對傳統(tǒng)教育的最大推動。目前，在3Done創(chuàng)意社區(qū)中，學(xué)生可以在自己的社區(qū)賬戶中將隨手設(shè)計的圖紙上傳，并且展示到個人空間中。教師可以查看學(xué)生作品的進(jìn)展，欣賞學(xué)生設(shè)計的作品，鼓勵學(xué)生之間進(jìn)行評論和點贊，提高師生之間、生生之間的交互。此外3Done所具有簡單易用的程序環(huán)境，支持專業(yè)級的涂鴉式平面草圖繪制，可進(jìn)行豐富實用的3D實體設(shè)計，提供多種多樣的顯示控制，并能通過內(nèi)嵌于軟件的社區(qū)網(wǎng)站下載3D打印模型。3Done強(qiáng)大的功能與簡單易用的程序環(huán)境相結(jié)合，使得學(xué)生更易上手，創(chuàng)意更容易實現(xiàn)，更有助于對學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

四、3D打印課程的教學(xué)設(shè)計與實踐

(一)3D打印課程教學(xué)的基本思想

1.做中學(xué)

美國著名教育家杜威認(rèn)為，“做中學(xué)”即從生活經(jīng)驗中積累知識、從實際活動中進(jìn)行學(xué)習(xí)，在情景化的教學(xué)場所中，讓學(xué)生通過親身體驗，在不斷地觀察、實驗、探究、創(chuàng)作中解決真實問題[10]。3D打印課程思想，也正符合杜威的“教育即經(jīng)驗”“教育生活”“教育即生長”三個核心命題[11]。3D打印課程教學(xué)也正是讓學(xué)生在現(xiàn)實生活中發(fā)現(xiàn)問題，在實際操作中完成知識的學(xué)習(xí)和技能的掌握，從而達(dá)成最終的教育目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.項目學(xué)習(xí)

項目學(xué)習(xí)(PBL)是一套系統(tǒng)的教學(xué)方法，它是以解決真實、負(fù)責(zé)的問題為目的，對項目任務(wù)進(jìn)行精心設(shè)計、探究、實施的過程，在這個過程中，學(xué)生能夠進(jìn)行設(shè)想、驗證、完善、創(chuàng)造出某種東西，從而培養(yǎng)創(chuàng)新能力和動手操作能力[12]。在3D打印課程的學(xué)習(xí)中，運(yùn)用項目學(xué)習(xí)是指在現(xiàn)實生活中借助豐富的資源進(jìn)行探究活動，主動完成項目的實施和完善，應(yīng)用3D打印技術(shù)將制作的作品向他人展示，并解決其他一系列相關(guān)問題的一種新型探究型學(xué)習(xí)模式。

3.設(shè)計思維

設(shè)計思維是以解決方案為導(dǎo)向的思維形式，它不是從某個問題入手，而是從目標(biāo)或者是要達(dá)成的成果著手，探究問題的解決方案，是一種獨特的“在行動中進(jìn)行創(chuàng)意思考”的方式。3D打印學(xué)習(xí)所倡導(dǎo)的就是設(shè)計思維。通過發(fā)現(xiàn)生活中的問題，以解決問題作為要達(dá)成的成果，獨立思考，合作分享，利用3D打印技術(shù)進(jìn)行技術(shù)解決，3D打印為問題的解決方案提供了有效的實施措施。

(二)基于STEAM思想的《3D打印》課程教學(xué)目標(biāo)

新媒體聯(lián)盟《地平線報告》(2015基礎(chǔ)教育版)將3D打印列為未來2-3年技術(shù)驅(qū)動K12教育的重要趨勢[13]。在小學(xué)階段，信息技術(shù)課程是一門綜合學(xué)科，教學(xué)內(nèi)容不再局限在作品創(chuàng)作的具體操作步驟，而是將編寫程序、科學(xué)、技術(shù)、各種軟環(huán)境的分析比較、作品美感和數(shù)學(xué)問題有機(jī)融合到信息技術(shù)課程體系當(dāng)中，這也正符合STEAM注重學(xué)生設(shè)計能力、批判性思維和問題解決能力的教育理念和思想。3D打印課程教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在課程中，不斷激發(fā)學(xué)生的想象力，讓學(xué)生體驗作品從無到有的產(chǎn)生過程，感受創(chuàng)意變成真實事物的設(shè)計、開發(fā)過程。與傳統(tǒng)教育中“以知識傳授為主”的課程相比，3D打印課程的教學(xué)顯得格外生動形象，它讓學(xué)生通過自己的感覺器官親自接觸具體的事物，“做中學(xué)”，使抽象的概念具體化、形象化。由于3D打印將創(chuàng)意變成真實，有助于提高學(xué)生的參與能力和動手能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性和創(chuàng)造力[14]。將3D打印技術(shù)嵌入STEAM課程使知識可視化，催生創(chuàng)客式的教學(xué)新樣態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的科技素養(yǎng)和數(shù)字素養(yǎng)，從而為教育科技創(chuàng)新提供平臺，實現(xiàn)平面教育到立體教育的轉(zhuǎn)變[15]。

許多專家試圖探索信息技術(shù)課程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，希望將其變成一門成熟的學(xué)科，但是在信息化社會不斷發(fā)展的背景下，信息技術(shù)又必須保持不斷求新、不斷求變的方式。這似乎是一個互相矛盾的問題，其實不然，在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域匯總，教師更多的是教授學(xué)生一種科學(xué)化、創(chuàng)新化的思維方式，了解運(yùn)用不同技術(shù)手段解決問題的區(qū)別和聯(lián)系[16]。因此，不斷變化發(fā)展的信息技術(shù)課程是一個學(xué)科發(fā)展的需求，基于STEAM教育思想的3D打印課程的設(shè)計也符合信息化社會發(fā)展的要求。

(三)3D打印課程的教學(xué)設(shè)計與實踐

1.教學(xué)設(shè)計思路與實施

《3D打印》課程教學(xué)以“我的樂園我做主”為主線，通過讓學(xué)生運(yùn)用3Done打印軟件，設(shè)計游樂園的城堡、海盜船、摩天輪、大風(fēng)車、旋轉(zhuǎn)椅等等的游樂設(shè)施，把3Done打印軟件所要掌握的命令工具融合到設(shè)計樂園的活動中，給學(xué)生提供情景化的學(xué)習(xí)場所，以真實問題出發(fā)，在解決問題的過程中掌握3Done打印知識，從而提高學(xué)生問題探究能力、解決問題能力、創(chuàng)新思維能力。下面以3Done打印課程中的第2課《設(shè)計3D神筆——基本實體與顏色渲染》為例，介紹3Done教學(xué)設(shè)計的思路和實施。

(1)創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

課程設(shè)計了三位虛擬人物魔法公主(充當(dāng)教師角色)、龍龍和貝貝(充當(dāng)學(xué)生角色)的卡通造型，并且課程自始至終是從這三位虛擬人物進(jìn)入3Done世界后的相互對話來展開整個學(xué)習(xí)活動。豐富的情景，再配上引人入勝的故事情節(jié)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)就如進(jìn)入神奇的世界?？ㄍㄈ宋锏脑O(shè)計能抓住學(xué)生的眼球，凸顯出STEAM教育的Art部分，培養(yǎng)學(xué)生的審美意識。

如第2課的開篇語，龍龍和貝貝說：“魔法公主，我們有一個夢想，想設(shè)計一個樂園。 ”

魔法公主說：“那就用3Done軟件設(shè)計吧，這如同‘搭建積木’一樣形象、快捷。你們看，我這里就有一個3D樂園的模型。”

龍龍和貝貝說：“嘩，好漂亮！我們也想學(xué)習(xí)設(shè)計，這樣我們就可以‘我的樂園我做主’”。

魔法公主：“好！在學(xué)習(xí)前，我先‘送’你們一支3D神筆，有了它，你們就可以實現(xiàn)創(chuàng)意設(shè)想了?！?/p>

“筆”在3Done設(shè)計里是由圓柱體和圓錐體組成的，通過設(shè)計一支筆，就很自然引出3Done命令工具“基本實體”中的“圓柱體”和“圓錐體”的新知學(xué)習(xí)。在圓錐體和圓柱體的創(chuàng)建中，學(xué)生對于怎樣才能創(chuàng)建出有美感的、體積大小合適的物體要進(jìn)行衡量，這樣的過程能夠激發(fā)學(xué)生的工程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)思維和藝術(shù)素養(yǎng)。

(2)新知學(xué)習(xí)，方式多樣

3Done課程教學(xué)設(shè)計的教學(xué)理念是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實踐操作能力、問題解決能力、自我學(xué)習(xí)能力、審美意識和數(shù)學(xué)思維為目標(biāo)。所以新知學(xué)習(xí)的形式多樣，有自學(xué)教材、微課導(dǎo)學(xué)、合作學(xué)習(xí)等。本課的新知主要是學(xué)習(xí)：命令工具“基本實體”中的“圓柱體”和“圓錐體”；命令工具“材質(zhì)渲染”“浮動菜單”中的“移動”。

a.自學(xué)教材：繪制、并給筆上顏色、復(fù)制筆

繪制3D筆。由于命令工具“基本實體”中的“圓柱體”和“圓錐體”、命令工具“材質(zhì)渲染”以及復(fù)制功能的學(xué)習(xí)較為容易，所以采取的學(xué)習(xí)方式是教師引導(dǎo)，學(xué)生自學(xué)教材。同理，運(yùn)用繪制筆桿的方法，學(xué)生很容易就能繪制出筆尖。隨著情境的進(jìn)一步創(chuàng)設(shè)，自然過渡到新知命令工具“材質(zhì)渲染”的學(xué)習(xí)。

貝貝說：“魔法公主，這就是3D神筆？從外表看很普通哦?！?/p>

魔法公主說：“3D神筆奇妙在此！它看似普通，其實內(nèi)有乾坤。教你一招：變！變！變！變出一支漂亮的3D神筆。”

這樣，學(xué)生帶著濃厚的興趣，通過教師點撥和自學(xué)課本也掌握了給筆桿上顏色的新知。

情境引入，繼續(xù)激發(fā)孩子的興趣，學(xué)習(xí)新知復(fù)制功能。

龍龍說：“謝謝魔法公主！這支3D神筆確實很漂亮。我還想要不同顏色的3D神筆去繪制五彩繽紛的3D世界，可以嗎？”

魔法公主說：“當(dāng)然可以。3D神筆奇妙在此！教你一招：變！變！變！變出色彩多樣的3D神筆?！?/p>

在情境、故事的不斷深入下，學(xué)生帶著極大地興奮不斷探索，從而掌握一個又一個新知。

最后，綜合運(yùn)用所學(xué)新知，學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，給筆渲染不同的顏色。

b.利用微課學(xué)習(xí)，給筆帶上漂亮的筆帽

新知的學(xué)習(xí)，教師除了引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)課本外，對于難度較大的新知，還有配套學(xué)習(xí)資源，如微視頻、教學(xué)視頻等等。

如學(xué)習(xí)“浮動菜單”中的“移動”命令，給筆帶上漂亮的筆帽，因其操作步驟稍多，且涉及到要在多個窗口中進(jìn)行圖形的移動切換，所以通過微視頻，以微課的方式引導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)習(xí)。

首先以情境學(xué)習(xí)為引領(lǐng)，導(dǎo)入新知學(xué)習(xí)：美化3D筆——戴上筆套。

貝貝說：“如此豐富、漂亮的3D神筆，我要好好愛護(hù)它，我想給它戴上筆套。”

魔法公主說：“你如此愛護(hù)3D神筆，那我就‘送’你可愛的筆套吧?！?/p>

直觀、明了、生動的微視頻，并配上簡明扼要的語音與文字解說，且對于如果在學(xué)習(xí)過程中未能掌握“浮動菜單”中“移動”命令使用的學(xué)生來說，還可以重復(fù)播放視頻再學(xué)習(xí)，以收到較好的學(xué)習(xí)效果。

c.鞏固學(xué)習(xí)，形式多種

要運(yùn)用所學(xué)的知識進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，關(guān)鍵是對新知的熟練掌握與運(yùn)用。在課程設(shè)計中，通過采取多種的學(xué)習(xí)形式，如看一看、做一做、練一練、試一試、小技巧等，使學(xué)生的新知學(xué)習(xí)得到進(jìn)一步的鞏固，也為學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)和綜合運(yùn)用打下了堅實基礎(chǔ)。

d.綜合運(yùn)用，創(chuàng)新設(shè)計

充滿趣味性、故事性的教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生沉浸在3Done打印世界的創(chuàng)作中。學(xué)生在學(xué)完了新知后，迫不及待地綜合運(yùn)用所學(xué)過的知識進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，并創(chuàng)作了很多新穎的作品。

2.課程實踐與效果

筆者在2015學(xué)年下學(xué)期在所在學(xué)校四年級信息技術(shù)課堂中實施了具有濃厚的“在玩中學(xué)，在學(xué)中玩”的3Done打印課程。經(jīng)過一個學(xué)期的實踐，取得了不錯的效果。

(1)激發(fā)了學(xué)生極大的興趣

3Done打印課程《我的樂園我做主》的教材內(nèi)容是學(xué)生喜聞樂見的，操作的軟件又如“砌積木”般所見即所得，給學(xué)生帶來前所未有的全新學(xué)習(xí)體驗。直觀、立體、真實的模型，通過3D打印技術(shù)馬上能一一呈現(xiàn)眼前，極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣和求學(xué)、求知、求真的欲望。

3Done打印軟件的學(xué)習(xí)課程讓學(xué)生樂此不疲，每節(jié)課的下課，就是學(xué)生對下節(jié)課的熱切期待以及對自己所設(shè)計模型的交流?！袄蠋?，下節(jié)課學(xué)習(xí)什么內(nèi)容?”“老師，下節(jié)課能把這節(jié)課設(shè)計的模型打印出來嗎？”“老師，您覺得我設(shè)計的3D神筆怎么樣？”“老師，請你看一看我設(shè)計的城堡是不是很有特色？”等等。

(2)豐富了學(xué)生的想象力

具體形象思維是小學(xué)生思維的特點。生活中的物體都是立體的，觀察這些幾何體，分析其幾何形狀，并要注意對比和想象。例如設(shè)計游樂園的城堡，有各種造型，從三視圖的角度觀察城堡的組成，再利用3Done打印軟件來完成“建?！薄斑\(yùn)算”，形成所需的模型。學(xué)生通常是先根據(jù)教材、微視頻或者老師的示范操作進(jìn)行模仿學(xué)習(xí)，從而掌握新知，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行自由創(chuàng)意。

(3)發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)造力

立體模型激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造興趣，學(xué)生在建模過程中，從平面到立體的轉(zhuǎn)變，不斷地讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)物體的神奇變化，通過建模中的放樣、圓角等命令讓物體發(fā)生變化，通過運(yùn)算讓實體進(jìn)行組合、去除等，在虛擬的立體世界里培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力，在操作過程中不斷發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力。

在本課程的教學(xué)中，時刻體現(xiàn)著STEAM教育思想。學(xué)生通過使用3D打印技術(shù)感受新技術(shù)的強(qiáng)大，提高技術(shù)素養(yǎng)；通過設(shè)計游樂園的城堡，觀察城堡的三視圖，分析其幾何體組成，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)；利用3D打印軟件完成“建?！焙汀斑\(yùn)算”，形成需要的模型，發(fā)展學(xué)生的工程素養(yǎng)；卡通人物的創(chuàng)設(shè)以及整體場景的布置，體現(xiàn)學(xué)生的藝術(shù)素養(yǎng)?？傊虒W(xué)設(shè)計中都貫穿STEAM教育思想，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的問題解決能力、批判性思維和設(shè)計能力，這也與3Done課程教學(xué)設(shè)計的教學(xué)理念不謀而合。

五、結(jié)語

隨著新的控制技術(shù)、信息技術(shù)和材料技術(shù)的廣泛應(yīng)用，3D打印技術(shù)也逐漸推向更高的層面。本研究將3Done打印引入課堂教學(xué)中，充分體現(xiàn)了STEAM教育的思想，激發(fā)了學(xué)生的想象力，將學(xué)生的創(chuàng)意有了變?yōu)楝F(xiàn)實的可能，激發(fā)了學(xué)生DIY的興趣，使學(xué)習(xí)更加生動有趣，將藝術(shù)的美感與作品的創(chuàng)作融合在一起，為學(xué)生的學(xué)習(xí)開辟了新的空間，培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力，從設(shè)計到打印，更是大大激發(fā)了學(xué)生實踐的積極性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力、設(shè)計能力和思維能力。實踐證明：3Done打印設(shè)計的課堂有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、藝術(shù)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。但是3D打印對學(xué)生的影響不僅僅在于能讓學(xué)生學(xué)習(xí)建模軟件，3D打印機(jī)和建模只是一個工具軟件或者一臺機(jī)器，想要充分發(fā)揮3D打印技術(shù)在教育領(lǐng)域中的積極作用，在課程教學(xué)的設(shè)計方面，我們需要更多地思考如何在課堂教學(xué)中把學(xué)生培養(yǎng)成為有思想、有創(chuàng)造力的設(shè)計者與思考者，讓學(xué)生擁有一個觀察、探索、實踐和不斷完善的完整過程，為學(xué)生開辟一種全新的思維通道。

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責(zé)任編輯：宋靈青

Research on “3D Printing” Course Design and Teaching Practice Based on STEAM

Zheng Xian
(Haizhu Shiyan Elementary School, Guangzhou Guangdong 510631)

With the in-depth educational reform, the cultivation of innovative talents plays more and more important role in education.This paper introduces the “3D Printing” course design and teaching practice based on STEAM, aiming at teaching knowledge of modern information technologies and cultivating the innovative thinking of students. On the basis of design, the author carries out 3D printing course teaching to explore the ways to help pupils learn the new technology and creative thinking. The author hopes that this research will provide some inspiration and reference to teachers who devoted to innovation education.

STEAM; Teaching Innovation; 3D Printing Course; Design; Teaching Practice

G434

：A

1006—9860(2016)08—0082—05

鄭賢：中小學(xué)高級教師，研究方向為小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)與教師專業(yè)發(fā)展(920243163@qq.com)。

2016年5月26日