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(dòng)社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步為使命。2015年，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)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(gè)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(guó)家嘗試將3D打印技術(shù)應(yīng)用于STEAM課程中，以推動(dòng)技術(shù)對(duì)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(shí)代發(fā)展的需求，在國(guó)內(nèi)也較為新穎，但是目前設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)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(yàn)，提高教學(xué)質(zhì)量。
二、STEAM教育理念
20世紀(jì)80年代，STEM課程在美國(guó)逐漸發(fā)展，其本身是為了提高美國(guó)學(xué)生對(duì)理工科知識(shí)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(shí)的簡(jiǎn)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(dòng)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(duì)合作能力、設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。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(shí)踐研究的開展，藝術(shù)(Arts)類課程也添加到STEM課程中，形成以STEAM課程為主要特色的STEAM教育，并逐漸在美國(guó)、韓國(guó)、英國(guó)等國(guó)家受到關(guān)注。在國(guó)內(nèi)，2015年新媒體聯(lián)盟《地平線報(bào)告》
(K12版)，將STEAM列為未來1-2年技術(shù)驅(qū)動(dòng)K12教育的重要趨勢(shì)。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(jì)的學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)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(shí)際問題的能力。任友群等人提出，STEAM教育是以項(xiàng)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(dòng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)創(chuàng)新。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(shí)踐，以真實(shí)問題為向?qū)В瑥?qiáng)調(diào)知識(shí)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(shí)的跨學(xué)科遷徙及其與學(xué)習(xí)者之間的關(guān)聯(lián)。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3Don打印技術(shù)為依托，設(shè)計(jì)了適合小學(xué)生學(xué)習(xí)的3Done打印課程。該課程采用項(xiàng)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(diǎn)，進(jìn)行課程的設(shè)計(jì)與實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)快速成型。3D打印技術(shù)為科技的創(chuàng)新提供了一個(gè)新的平臺(tái)，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(jì)軟件為基礎(chǔ)的課程。為了促進(jìn)我國(guó)中小學(xué)的創(chuàng)新教育，結(jié)合時(shí)下影響意義深遠(yuǎn)的3D打印技術(shù)，國(guó)內(nèi)有關(guān)公司，根據(jù)8-18歲孩子的教育特點(diǎn)，開發(fā)出適用于中小學(xué)的3D打印設(shè)計(jì)軟件——3Don，并配套3D打印教學(xué)課程資源。通過3D打印實(shí)體的觸覺過程，建立新型的簡(jiǎn)易3D建模學(xué)習(xí)通道，快速搭建起某種類型的簡(jiǎn)易模型，最終利用3D打印機(jī)將設(shè)計(jì)實(shí)體化。
(二)3Don打印軟件的特點(diǎn)
趣味性學(xué)習(xí)是3Don打印軟件的核心關(guān)鍵。3Don打印軟件界面簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jì)，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3Don打印軟件的創(chuàng)新特色。運(yùn)用3Don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(shí)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(jì)、制作、展示)、特色教室、學(xué)習(xí)資源的開發(fā)等。在3Don打印軟件的創(chuàng)意學(xué)習(xí)中，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)與技能，學(xué)科的融合，更有利于充分調(diào)動(dòng)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)3Don打印軟件的教學(xué)模式
3Don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(jì)更加豐富多彩的講課方案，是“互聯(lián)網(wǎng)+”對(duì)傳統(tǒng)教育的最大推動(dòng)。目前，在3Don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(jì)的圖紙上傳，并且展示到個(gè)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(jì)的作品，鼓勵(lì)學(xué)生之間進(jìn)行評(píng)論和點(diǎn)贊，提高師生之間、生生之間的交互。此外3Don所具有簡(jiǎn)單易用的程序環(huán)境，支持專業(yè)級(jí)的涂鴉式平面草圖繪制，可進(jìn)行豐富實(shí)用的3D實(shí)體設(shè)計(jì)，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。3Don強(qiáng)大的功能與簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)，更有助于對(duì)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(jì)與實(shí)踐
(一)3D打印課程教學(xué)的基本思想
1.做中學(xué)
美國(guó)著名教育家杜威認(rèn)為，“做中學(xué)”即從生活經(jīng)驗(yàn)中積累知識(shí)、從實(shí)際活動(dòng)中進(jìn)行學(xué)習(xí)，在情景化的教學(xué)場(chǎng)所中，讓學(xué)生通過親身體驗(yàn)，在不斷地觀察、實(shí)驗(yàn)、探究、創(chuàng)作中解決真實(shí)問
題。3D打印課程思想，也正符合杜威的“教育即經(jīng)驗(yàn)”“教育生活”“教育即生長(zhǎng)”三個(gè)核心命題
。3D打印課程教學(xué)也正是讓學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)問題，在實(shí)際操作中完成知識(shí)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(xiàng)目學(xué)習(xí)
項(xiàng)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(shí)、負(fù)責(zé)的問題為目的，對(duì)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)、探究、實(shí)施的過程，在這個(gè)過程中，學(xué)生能夠進(jìn)行設(shè)想、驗(yàn)證、完善、創(chuàng)造出某種東西，從而培養(yǎng)創(chuàng)新能力和動(dòng)手操作能力。在3D打印
課程的學(xué)習(xí)中，運(yùn)用項(xiàng)目學(xué)習(xí)是指在現(xiàn)實(shí)生活中借助豐富的資源進(jìn)行探究活動(dòng)，主動(dòng)完成項(xiàng)目的實(shí)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(jì)思維
設(shè)計(jì)思維是以解決方案為導(dǎo)向的思維形式，它不是從某個(gè)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(dú)特的“在行動(dòng)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(jì)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(dú)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(shí)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(bào)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(dòng)K12教育的重要趨勢(shì)。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(jì)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(yàn)作品從無到有的產(chǎn)生過程，感受創(chuàng)意變成真實(shí)事物的設(shè)計(jì)、開發(fā)過程。與傳統(tǒng)教育中“以知識(shí)傳授為主”的課程相比，3D打印課程的教學(xué)顯得格外生動(dòng)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(shí)，有助于提高學(xué)生的參與能力和動(dòng)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。將3D打印技術(shù)嵌入STEAM課程使知識(shí)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(tái)，實(shí)現(xiàn)平面教育到立體教育的轉(zhuǎn)變。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(huì)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(gè)互相矛盾的問題，其實(shí)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。因此，不斷變化發(fā)展的信息技術(shù)課程是一個(gè)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(jì)也符合信息化社會(huì)發(fā)展的要求。
(三)3D打印課程的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐
1.教學(xué)設(shè)計(jì)思路與實(shí)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3Don打印軟件，設(shè)計(jì)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3Don打印軟件所要掌握的命令工具融合到設(shè)計(jì)樂園的活動(dòng)中，給學(xué)生提供情景化的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，以真實(shí)問題出發(fā)，在解決問題的過程中掌握3Don打印知識(shí)，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3Don打印課程中的第2課《設(shè)計(jì)3D神筆——基本實(shí)體與顏色渲染》為例，介紹3Don教學(xué)設(shè)計(jì)的思路和實(shí)施。
(1)創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣
課程設(shè)計(jì)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(duì)話來展開整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)。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。卡通人物的設(shè)計(jì)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(shí)。如第2課的開篇語，龍龍和貝貝說：“魔法公主，我們有一個(gè)夢(mèng)想，想設(shè)計(jì)一個(gè)樂園。 ”魔法公主說：“那就用3Done軟件設(shè)計(jì)吧，這如同‘搭建積木’一樣形象、快捷。你們看，我這里就有一個(gè)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(jì)，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(shí)現(xiàn)創(chuàng)意設(shè)想了。”“筆”在3Don設(shè)計(jì)里是由圓柱體和圓錐體組成的，通過設(shè)計(jì)一支筆，就很自然引出3Don命令工具“基本實(shí)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(duì)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
3Don課程教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)理念是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐操作能力、問題解決能力、自我學(xué)習(xí)能力、審美意識(shí)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(shí)體”中的“圓柱體”和“圓錐體”；命令工具“材質(zhì)渲染”“浮動(dòng)菜單”中的“移動(dòng)”。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(shí)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。”
魔法公主說：“3D神筆奇妙在此！它看似普
通，其實(shí)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(diǎn)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(shí)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。”
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(gè)又一個(gè)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(duì)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(dòng)菜單”中的“移動(dòng)”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(gè)窗口中進(jìn)行圖形的移動(dòng)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。”
直觀、明了、生動(dòng)的微視頻，并配上簡(jiǎn)明扼要的語音與文字解說，且對(duì)于如果在學(xué)習(xí)過程中未能掌握“浮動(dòng)菜單”中“移動(dòng)”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(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是對(duì)新知的熟練掌握與運(yùn)用。在課程設(shè)計(jì)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
d.綜合運(yùn)用，創(chuàng)新設(shè)計(jì)
充滿趣味性、故事性的教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生沉浸在3Don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(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并創(chuàng)作了很多新穎的作品。
2.課程實(shí)踐與效果
筆者在2015學(xué)年下學(xué)期在所在學(xué)校四年級(jí)信息技術(shù)課堂中實(shí)施了具有濃厚的“在玩中學(xué)，在學(xué)中玩”的3Don打印課程。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，取得了不錯(cuò)的效果。
(1)激發(fā)了學(xué)生極大的興趣
3Don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(yàn)。直觀、立體、真實(shí)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。3Don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(duì)下節(jié)課的熱切期待以及對(duì)自己所設(shè)計(jì)模型的交流。“老師，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(jì)的模型打印出來嗎？”“老師，您覺得我設(shè)計(jì)的3D神筆怎么樣？”“老師，請(qǐng)你看一看我設(shè)計(jì)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(diǎn)。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(duì)比和想象。例如設(shè)計(jì)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3Don打印軟件來完成“建模”“運(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(shí)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(dòng)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(shí)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(jì)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“建模”和“運(yùn)算”，形成需要的模型，發(fā)展學(xué)生工
程素養(yǎng)；卡通人物的創(chuàng)設(shè)以及整體場(chǎng)景的布置，體現(xiàn)學(xué)生的藝術(shù)素養(yǎng)。總之，教學(xué)設(shè)計(jì)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(jì)能力，這也與3Done課程教學(xué)設(shè)計(jì)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3Don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(shí)的可能，激發(fā)了學(xué)生DIY的興趣，使學(xué)習(xí)更加生動(dòng)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(shí)踐操作能力，從設(shè)計(jì)到打印，更是大大激發(fā)了學(xué)生實(shí)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(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和思維
能力。實(shí)踐證明：3Don打印設(shè)計(jì)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(duì)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(gè)工具軟件或者一臺(tái)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(jì)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(jì)者與思考者，讓學(xué)生擁有一個(gè)觀察、探索、實(shí)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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