孔靜潔

摘要：隨著中外教育界的交流溝通，越來越多的國外先進教育理論被我國教育界吸收運用，其中逆向思維學(xué)習(xí)的過程模型就是由國外引入的一種較為新型的學(xué)習(xí)方式，此種學(xué)習(xí)方式變學(xué)生的被動接受為主動設(shè)計，改變了過去教師在教授新知識時直接講授的方式，而是讓學(xué)生自主嘗試設(shè)計，在嘗試設(shè)計中探索知識，增強動手能力。本文論述了逆向思維學(xué)習(xí)過程模型在3D打印教學(xué)中的可行性及具體應(yīng)用，明確了該模型對3D打印教學(xué)的促進作用。

關(guān)鍵詞：逆向思維學(xué)習(xí)過程模型；六步半；實踐；創(chuàng)新

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2017）23-0043-03

● 引言

3D打印是以3D數(shù)字建模為基礎(chǔ)，以可高溫溶解的可黏合材料為原料，通過逐層打印構(gòu)造物體的快速成型技術(shù)。3D打印憑借著材料的多樣性，目前已應(yīng)用到了珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域，同時也讓教育行業(yè)的引入成為可能。據(jù)了解，在美國等發(fā)達國家的很多中小學(xué)甚至幼兒園都早已開設(shè)了3D打印課程，對青少年進行3D打印創(chuàng)新意識、技術(shù)手段的培養(yǎng)，3D打印已成為“美國智造”的有力手段。3D打印技術(shù)可以讓抽象的教學(xué)概念更加容易理解，可以使學(xué)生在現(xiàn)實中抓住靈感驗證想法并證明理論、直觀生動的構(gòu)建空間及創(chuàng)造能力，打破創(chuàng)新之路上的障礙，提升學(xué)習(xí)的樂趣。在我國，隨著“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”號角的吹響，作為創(chuàng)客運動標志性成果的3D打印課程也備受學(xué)校青睞，隨著3D打印技術(shù)走進尋常課堂，如何上好一堂3D打印課是教師關(guān)注的重中之重。下面，筆者結(jié)合3D打印技術(shù)特征，探討逆向思維學(xué)習(xí)過程模型在3D打印教學(xué)中的應(yīng)用。

● 逆向思維學(xué)習(xí)過程模型在3D打印教學(xué)中的可行性分析

3D打印課程是以3D設(shè)計為基礎(chǔ)的一門綜合性課程，為什么說它是綜合性課程呢？因為一個完美的設(shè)計需要以數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程知識為依據(jù)，也需要融入藝術(shù)感，所以3D打印課程是以多學(xué)科相結(jié)合為基礎(chǔ)的綜合性學(xué)科，是對當(dāng)下流行的STEAM教學(xué)理念最好的詮釋。那么，面對這樣一門綜合性的學(xué)科如果還沿用傳統(tǒng)的“學(xué)—做”教學(xué)模式的話，學(xué)生可能會成為知識的掌握者、產(chǎn)品的制作者，卻不可能成為很好的設(shè)計者，這是與3D打印課程基礎(chǔ)理念相違背的。因此，如何展開教學(xué)讓學(xué)生不僅成為制造者，同時也成為設(shè)計者，這是3D打印教學(xué)的難點。在近幾年的3D打印課程教學(xué)中，筆者經(jīng)過反復(fù)地探索與實踐，終于找到了較為適合3D打印課程教學(xué)的“做—學(xué)”模型，也就是基于設(shè)計的逆向思維學(xué)習(xí)過程模型（BackWard Thinking）。

● 逆向思維學(xué)習(xí)過程模型定義

逆向思維學(xué)習(xí)過程模型是由美國加州理工大學(xué)的著名學(xué)者多林·尼爾森（Doreen Nelson）教授最早提出的基于設(shè)計的操作模型，傳統(tǒng)的教學(xué)是順向思維模式，往往重視知識而忽略實踐能力。多林·尼爾森提出的“逆向思維學(xué)習(xí)過程”強調(diào)把“先做”的理念融入教學(xué)，變被動接受為主動獲取，通過設(shè)計、實踐，再設(shè)計、再實踐的迭代過程，不斷挑戰(zhàn)任務(wù)同時獲取“知”，在達到學(xué)習(xí)目的的同時也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維和實踐能力。

多林·尼爾森通過在教育實踐中的不斷探索，總結(jié)出逆向思維模型主要分為六個完整的步驟和一個半步，其具體內(nèi)容如下圖所示。

● 逆向思維學(xué)習(xí)過程模型在3D打印課程教學(xué)中的應(yīng)用

多林·尼爾森的逆向思維模型的六步半較為詳細地闡述了具體的實施策略。傳統(tǒng)教學(xué)的過程是先講授再實踐。而運用逆向思維學(xué)習(xí)過程模型進行教學(xué)，其教學(xué)是一個分析、實踐、總結(jié)、調(diào)整以及修正的迭代的教學(xué)過程，學(xué)生是在實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，最終解決問題的。下面，筆者以“3D打印”課程中《制作圖章》一課為例介紹逆向思維模型在教學(xué)中的應(yīng)用，具體實施步驟如下。

1.建構(gòu)原型

以基礎(chǔ)原型作為參照，教師先通過展示與課堂內(nèi)容相關(guān)的原型作為課堂導(dǎo)入，并對原型搭配相應(yīng)的分析與解說。例如，在教學(xué)《制作圖章》一課中，筆者以現(xiàn)實生活中的圖章作為導(dǎo)入，讓學(xué)生觀察圖章的組成結(jié)構(gòu)特征，構(gòu)建圖章的初步原型。

2.任務(wù)分解

這一環(huán)節(jié)是基于上一環(huán)節(jié)完成知識原型建構(gòu)后，試圖將理論轉(zhuǎn)化為實踐，從而內(nèi)化處理方式的過程。在此過程中，學(xué)生可以通過討論的方式分解出關(guān)鍵任務(wù)，也可以通過個人經(jīng)驗分解任務(wù)。例如，筆者布置了“制作圖章”的任務(wù)，學(xué)生已基本建構(gòu)出了“圖章”的原型，了解了圖章主要由印章體、連接柱、把手三部分組成，從而就能明確在制作圖章時要分別完成制作印章體、制作連接柱、制作把手三個任務(wù)。

3.探索實踐

探索實踐是“試完成”任務(wù)的環(huán)節(jié)。學(xué)生在“試完成”過程中發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題。這個過程完成得好與壞直接決定了整堂課的成與敗，每個學(xué)生的個性、學(xué)習(xí)能力、知識基礎(chǔ)都存在差異，如何能高效地探索、高效地實踐“組織方式”很重要，教師循循善誘的“點撥”也很重要，在此過程中可采取的組織形式有小組合作制、一幫一合作制等。教師在點撥時可以以知識遷移的方式給學(xué)生參考性的建議。例如，在教學(xué)《制作圖章》一課中的難點“文字工具的使用與鏡像”時，筆者先讓學(xué)生自主嘗試與發(fā)現(xiàn)問題，并記錄下自己存在的問題。學(xué)生在制作印章體時，如果不會使用文字工具，可以先完成“連接柱”與“把手”的制作，再嘗試制作印章體，記錄嘗試制作印章體過程中存在的困難。

4.分享完善

分享和完善是一個不斷學(xué)習(xí)、不斷總結(jié)的過程，學(xué)生在分享的過程中一般分為兩派，一派是“how to”派，另一派是“why not”派?！癶ow to”派的學(xué)生分享的是方法，“why not”派的學(xué)生分享的是問題。教師此時扮演的角色是組織者，組織兩派分享經(jīng)驗與問題，并組織學(xué)生回答問題，點撥他們解決問題。例如，在教學(xué)《制作印章》一課時，學(xué)生進行匯報并展示各自的“制作印章”情況，筆者要求“制作印章”完成情況較好的學(xué)生分享經(jīng)驗，完成情況稍差的學(xué)生提出問題，以先進帶動后進的形式組織學(xué)生一一來解答問題。對于共性問題，教師分享經(jīng)驗，這樣知識點的學(xué)習(xí)就在一個民主、寬松的學(xué)習(xí)氛圍中進行了。

5.調(diào)整優(yōu)化

調(diào)整和優(yōu)化是整個環(huán)節(jié)的高潮，也是學(xué)生創(chuàng)造能力發(fā)揮的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果把前面的“探索實踐”環(huán)節(jié)比作是“經(jīng)濟基礎(chǔ)”的話，那么“調(diào)整優(yōu)化”環(huán)節(jié)就是“上層建筑”。學(xué)生在聽取了其他同學(xué)的匯報后，會有很多心得、想法，此時是再加工再創(chuàng)造的最好契機。教師可以組織學(xué)生進行作品自查，對不當(dāng)之處進行調(diào)整，取他人之長改己之短，并在完善的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新與優(yōu)化。

6.展示評價

展示評價主要分為作品展示、評價與反思兩個過程。教師先展示優(yōu)秀作品，學(xué)生進行自評與他評，主要包括評價與反思作品的長處與有待改進的地方，以及反思、總結(jié)解決疑難問題等。展示與評價不僅分享了制作的結(jié)果與過程，更重要的是分享了創(chuàng)新精神，提升了自身的學(xué)習(xí)能力與實踐能力。

● 在3D打印課程教學(xué)中運用逆向思維學(xué)習(xí)過程模型注意事項

逆向思維學(xué)習(xí)過程模型雖然比較成熟，但在實際應(yīng)用過程中也會出現(xiàn)一些問題。例如，在進行3D打印教學(xué)時，整個環(huán)節(jié)以學(xué)生的“做”為主線，但在實際教學(xué)中怎么把握好“做”的度也很重要。學(xué)生的“做”與教師的“教”是互相依存、對立統(tǒng)一、密不可分的整體。教師不能因為重視“做”而忽視了“教”的重要，應(yīng)該在組織教學(xué)時重視學(xué)生對各種現(xiàn)象的理解，傾聽學(xué)生想法的由來，引導(dǎo)他們調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法。

● 總結(jié)

實踐證明，逆向思維學(xué)習(xí)過程模型顛倒了已有的先學(xué)后做模式，強調(diào)“先行而后知”，與當(dāng)下風(fēng)靡的創(chuàng)客教育理念不謀而合，這也為當(dāng)下的教學(xué)革新研究與實踐創(chuàng)新提供了一種參照和啟示。作為一名新時代的信息技術(shù)教師，要在技術(shù)和思想上“與時俱進”，要敢于從傳統(tǒng)教育的藩籬中走出來，探索教學(xué)新模式，在學(xué)習(xí)與教學(xué)實踐中不斷培養(yǎng)和提升自身的能力素質(zhì)。endprint