姚國平

【摘 ? 要】3D打印課程的開發(fā)應以核心素養(yǎng)為目標，基于學生差異，對信息技術課程進行拓展和延伸。課程實施要從教學環(huán)境、學習方式、課后拓展、多元評價等幾方面落實核心素養(yǎng)，使之成為一門培養(yǎng)學生創(chuàng)新素養(yǎng)、技術素養(yǎng)、人文素養(yǎng)的創(chuàng)新型課程。

【關鍵詞】核心素養(yǎng);3D打印課程

業(yè)內普遍認為，3D打印是創(chuàng)客教育的一部分。但筆者認為，3D打印課程不僅是創(chuàng)客教育的一部分，也是信息技術課程的拓展和延伸，更是一門創(chuàng)新型課程。雖然創(chuàng)客教育方興未艾，但并未形成完善的課程體系，比照國內外創(chuàng)客教育，其數字化項目模塊與信息技術課程中的內容存在較大相似度，如機器人教學、創(chuàng)意編程等。信息技術課程教學為創(chuàng)客教育提供了知識與技術的支撐，而創(chuàng)客教育的創(chuàng)新、創(chuàng)造理念又契合了信息技術教育的核心素養(yǎng)，兩者可謂相得益彰。

一、課程探索：關注核心素養(yǎng)

（一）理論引領，探索課程之本

大衛(wèi)·庫伯在梳理總結了約翰·杜威、庫爾特·勒溫、皮亞杰三人的經驗學習模式的基礎上提出了經驗學習圈理論。他認為經驗學習過程分為四個環(huán)形結構，包含具體經驗、反思性觀察、抽象概念化和主動實踐，任何學習都應遵循此“學習圈”。具體經驗是指讓學習者經歷具體的、全新的體驗;反思性觀察是指學習者經歷體驗后對體驗進行體會、思考;抽象概念化是指學習者理解所觀察體驗的內容并吸收歸納成為合乎邏輯的概念;主動實踐是要求學習者驗證這些概念，并在制定策略、解決問題中加以運用。

經驗學習圈理論對于3D打印課程的開發(fā)和實施有著關鍵的理論引領作用。3D打印課程不是純粹的模仿造物，而是教師基于學生已有經驗創(chuàng)設有趣的、符合學生實際的問題情境，帶領學生全身心投入到學習中去，在察看、思索、探究、感受、使用的過程中，使學生實現(xiàn)從簡單模仿到自主創(chuàng)意設計的轉變。學生在3D打印課程的學習過程中學會學習、體會健康生活、體驗實踐創(chuàng)新，回歸課程之本——核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（二）立足實際，探索課程之源

3D打印課程，并非要將學生培養(yǎng)成能工巧匠，而是為了發(fā)展學生的計算思維、空間思維、設計思維和創(chuàng)新思維，聯(lián)通學生的虛擬世界、實體世界和內心世界，激發(fā)創(chuàng)造力和想象力，提升核心素養(yǎng)。為實現(xiàn)這一培養(yǎng)目標，3D打印課程在內容編排上要注重學生的特點，結合生活實際，堅持學以致用的原則，讓學生在作品的創(chuàng)作過程中體驗造物之樂、生活之美。

（三）關注個體差異，構建課程之形

由于學生在性格、氣質、家庭生活、父母的工作閱歷和教育知識背景等方面存在差異，其學習能力也必然存在個體差異。因此，課程的設計應從三個方面去關注學生的個體差異：第一，課程的各個環(huán)節(jié)要有主題，以便學生帶著問題去體驗，在體驗中解決問題。第二，設計多人協(xié)作的互動環(huán)節(jié)，體驗集思廣益，發(fā)揮互助共享不同思路解決問題的優(yōu)勢，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。第三，利用微課、微視頻、微作業(yè)等技術手段實現(xiàn)分層設計、因材施教，讓不同層次的學生達成各自的預定目標。

只有從培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的目標出發(fā)，密切關注“學習圈”的打造，3D打印才能從活動的原胚上升到“課程”的形態(tài)。

二、課程實踐：落實核心素養(yǎng)

促進核心素養(yǎng)的落實是3D打印課程開發(fā)的目的，有效實施課程是真正落實核心素養(yǎng)的關鍵。

（一）軟硬兼施，保障教學環(huán)境

盡管教師始終是課程實施的核心與主導力量，但學生也是課程開發(fā)與實施的重要成員。只有社會、教師、學生的全面參與和合作，才能最大限度地實現(xiàn)教育資源的最優(yōu)化和教學環(huán)境的最優(yōu)化。

3D打印實驗室是激發(fā)學生學習興趣、創(chuàng)作情感的硬件平臺，也是課程實施的基本保障。在實驗室中，學生可以利用三維設計軟件（3D One）設計開發(fā)模型，并且通過3D打印機打出模型，實現(xiàn)創(chuàng)意由虛擬變?yōu)楝F(xiàn)實的夢想。創(chuàng)意思維的物化實現(xiàn)可以增強學生的三維空間想象能力，提升學生實踐創(chuàng)新的素養(yǎng)。

（二）任務驅動，轉變學習方式

一般來說，學生對3D打印課程是從“有趣”開始的，就此產生學習“興趣”，隨著學習動機的增強，學生會采取積極主動的學習手段，提高自己的學習效率，向“志趣”發(fā)展。因此，教師要依據學生已有的學習經驗、知識結構，利用學生感興趣的物品來創(chuàng)設具有趣味性、探索性、延伸性的教學情境，以任務驅動的教學方法開展探究實踐，助力學生主動樹立學習意識，培養(yǎng)探究精神。

如《把綠色帶回家——花盆》一課，要求學生自由組成任務小組，從花盆擺放位置、造型、原因等幾個方面對師生喜愛花盆類型進行調查、統(tǒng)計并分析，從而得出“圓形、愛心形、花瓣形是最受師生青睞的花盆造型”的結論。學生在紙上設計出花盆的雛形，經過修改定型后在3D One中進行模型制作。模型經過切片設置、3D打印機打印，最終完成花盆的制作（見圖1）。

在任務驅動下，學生的學習方式發(fā)生了轉變：帶著問題與任務，主動去調查、分析師生喜愛的花盆造型，運用已有的知識與經驗提出紙樣設計方案，再通過三維設計、切片打印成功制作出花盆，完成任務。任務驅動下的探究過程，使學生從被動學變?yōu)橹鲃訉W，教師也從教學主導者變成以引導為主的教學輔導者。

（三）學以致用，延展課程實踐

生活是學生生長的土壤。學生的課程學習成果只有經過生活的檢驗，才能全面呈現(xiàn)學習效果，才是真正做到理論與實踐相結合的學習。

如《把綠色帶回家——花盆》一課中，學生完成了花盆制作，并不意味著課程的結束。組織學生前往市場，為自己制作的花盆選購合適的植物，是對課程學以致用的延展實踐。從了解植物的名稱、生長環(huán)境到種植方法，從價格比較到養(yǎng)護成本，學生總結出盆栽植物的特點：美觀、實惠、易養(yǎng)護、易繁殖。學生在教師的指導下進行種植，并把種植好的盆栽帶回家，根據自己房間的特點和花盆特色進行布置。

在“選購—種植—布置”的過程中，學生再度審視了三維花盆設計的優(yōu)劣，掌握了根據花盆選購植物的技巧，了解了綠色植物對環(huán)境的作用，在生活檢驗中獲得了新知識與技能，樹立了健康生活的意識，落實了核心素養(yǎng)，真正體現(xiàn)了“玩轉課程”的力量。

（四）多元多維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

創(chuàng)新是3D項目及創(chuàng)客教育的核心思想，“互聯(lián)網+”背景下的多元多維評價要充分利用網絡資源及互聯(lián)網技術，為激發(fā)學生的創(chuàng)新力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力，提升學生的核心素養(yǎng)提供平臺。

學習3D打印課程一般會經歷三個階段：模仿性階段、思考性階段、創(chuàng)新性階段。模仿性階段，強調教師的演示和學生的模仿體驗。這一階段對于3D打印的初學者來說是必不可少的，也是不可替代的。思考性階段，是指學生對制作的模型做詳細的事前規(guī)劃。這是檢驗學生3D打印學習成果的重要指標，是學習獨立創(chuàng)作的基礎，也是學習過程中最重要的環(huán)節(jié)。創(chuàng)新性階段，是指3D打印學習的后期，學生通過發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，以已有的生活閱歷為基礎，用3D打印知識去解決問題，創(chuàng)作出具有一定功能的創(chuàng)意作品。創(chuàng)新性階段是技術學習和問題解決的有機契合，體現(xiàn)了學以致用的思想。

教師針對課程學習的不同階段，設計3D打印課程的評價維度及指標。這不僅要關注學生在課程學習中的教學常規(guī)、學習態(tài)度、合作互助等過程性評價，更要關注學生作品的創(chuàng)新亮點和應用水平（見表1 ）。

各種互聯(lián)網資源和平臺為學生學習課程、展示作品、分享經驗、相互點評提供技術支持。如學生完成作品后，可以借助青少年三維創(chuàng)意社區(qū)（www.i3DOne.com）進行展示，闡述設計理念和作品亮點，總結學習經驗和教訓。教師及其他學生可以借助平臺對作品發(fā)表觀點、提出建議、評定等級，在共享資源和技能的同時，活躍了學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力，使學生在模仿中思考，在思考中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中成長。

“沒有教育的科學，何來科學的教育？”3D打印課程，為學生構建了一條從模仿作品到思考作品再到創(chuàng)作作品的發(fā)展之路，清晰描繪出從低階思維向高階思維發(fā)展的課程實施路線圖。3D打印，以核心素養(yǎng)培養(yǎng)為目標，由單純的教學變成了多維立體的課程，學生在課程的學習中得以全面發(fā)展。

（浙江省湖州市南潯區(qū)教育教學研究和培訓中心313000）