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3D打印与STEAM教育、创客教育的关系

发布时间:2020-01-10

来源:上海聪巢信息科技有限公司

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  “STEAM”的前身是“STEM”,即科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics),之后又加入了艺术(Art)。


  STEAM教育将技术与工程、艺术、数学结合,旨在打破常规的学科界限,通过综合应用解决实际问题,培养综合性的人才。3D打印技术是科学发展的产物,3D建模的过程需要信息技术的支持,打印出来的作品往往用于解决工程类的问题。3D设计的过程中,还要注意作品的美观与艺术性。3D建模的过程能够帮助学生建立起数学立体几何的空间概念,是实践STEAM教育的一个有效途径。


  “创客”一词来源于英文单词“Maker”,是指出于兴趣与爱好,努力把各种创意转变为现实的人。我们小时候都曾经用橡皮泥、纸片、木块等制作各种玩具。随着3D打印的出现,创客们可以把自己的创意,通过3D建模并打印成实际产品,进行调试更新和创新应用。在3D打印课程中,学生需要提出自己的创意设计,在计算机上学习使用3D建模软件,让学生在发现问题、探索问题、解决问题的过程中,将创作灵感转化为作品,真正实现“做中学”的教育理念。学生从知识的消费者转变为知识的创作者,教师从知识的传播者成为学生的创客伙伴,学校也从知识传授的中心转变为实践应用和创造中心。


  3D打印在教育领域的开展现状

  目前,3D打印已经引起了国内外教育界的高度重视,自笔者2014年初第一次使用3D打印机以来,短短三年的时间,国内不少中小学都已经购置了3D打印机,并建有相应的创新实验室。北京、上海、深圳等发达地区的学校,还自主开发了不少3D打印校本课程,青岛市在2015年底提出了3年内所有中小学校全部开设“3D打印课”的目标……国内一些重大的学生信息技术竞赛活动,比如全国中小学电脑制作活动、全国中小学信息技术创新与实践活动等,均把3D创意设计、3D创新作品等列入比赛项目。此外,3D打印技术还能帮助其他学科教师,设计、定制、打印出所需要的教具或模型。


  实施3D打印课程的建议

  首先,根据笔者的经验,一个3D打印作品从灵感出现到打印完成,往往需要4—6个课时,建议在实施3D打印课程时以项目活动的形式开展,将项目实施与应用信息技术解决实际问题的过程融合起来;学生组成小组,从实际需求出发,提出创意设计,上网搜索资料,理解模型构成,学习软件使用,不断调试修改,形成个性化作品,并最终打印成型,分享交流。


  其次,在项目活动的实施过程中,教师应当关注各个环节,捕捉其中的教育元素,关注学生在作品创意时天马行空的讨论,对现代科技发展的感悟,对三维空间的认知,以及设计与艺术之美。培养学生批判性思维和用信息技术解决实际问题的能力,帮助学生养成自主、合作、探究、分享的精神,培养具有信息素养、创新思维、艺术设计能力的跨学科综合性人才。


  最后,在3D打印课程实施过程中,教师要以学生为主体,尽量杜绝教师提供样例、学生依葫芦画瓢的现象,要注重激发学生的创新意识、创造思维、创意设计,尊重学生创意,帮助学生实现创意,从而培养出符合数字时代要求的学生创客。


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