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【導(dǎo)言】隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，3D設(shè)計(jì)（即三維設(shè)計(jì)）3D打印技術(shù)日趨成熟，讓越來(lái)越多熱衷于將創(chuàng)意變?yōu)閷?shí)際行動(dòng)的青少年踏上“創(chuàng)客”之路；與此同時(shí)，相對(duì)應(yīng)的中小學(xué)課堂教學(xué)模式也發(fā)生改變。筆者作為3D打印設(shè)計(jì)課程的推動(dòng)者之一，根據(jù)日常的課堂教學(xué)在本文主要對(duì)創(chuàng)客教育的內(nèi)涵作出歸納，并探討了3D設(shè)計(jì)與3D打印兩者間的相互關(guān)系，及其對(duì)創(chuàng)客教育、在校創(chuàng)新課堂教學(xué)的促進(jìn)意義。歡迎各位老師與我一起交流討論。

3D打印設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)

在創(chuàng)客文化席卷全球的潮流下，創(chuàng)新教育融合信息技術(shù)的發(fā)展成果，開拓了創(chuàng)新課堂的新模式。同時(shí)，當(dāng)前信息技術(shù)的主流代表——3D打印與3D設(shè)計(jì)（三維設(shè)計(jì)）——作為創(chuàng)新教育中的重要工具，給學(xué)習(xí)和教學(xué)帶來(lái)了深刻的影響。如何科學(xué)合理地將3D打印與3D設(shè)計(jì)和學(xué)科課程整合，以促進(jìn)學(xué)習(xí)效果的最優(yōu)化，是當(dāng)前教育技術(shù)研究的重點(diǎn)之一。

作為在一線從事3D打印設(shè)計(jì)課程的教學(xué)工作者，我明顯感覺到，實(shí)施創(chuàng)新課堂教學(xué)模式一個(gè)最重要的途徑，就是要從培養(yǎng)創(chuàng)新精神入手，以提高創(chuàng)新能力為核心，帶動(dòng)學(xué)生整體素質(zhì)的自主構(gòu)建和協(xié)調(diào)發(fā)展。創(chuàng)新課堂教學(xué)的過(guò)程，是一個(gè)充分發(fā)揮受教育者的主體性、主動(dòng)性，使受教育者在期間不斷認(rèn)識(shí)、追求探索和完善自身的過(guò)程。因此，在教學(xué)過(guò)程中要致力于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力，而學(xué)習(xí)3D設(shè)計(jì)與3D打印實(shí)體的過(guò)程，可以建立新型的學(xué)習(xí)通道，驗(yàn)證想法，激發(fā)無(wú)窮創(chuàng)造力。

一、認(rèn)識(shí)創(chuàng)新教育，避免陷入3D打印的兩大誤區(qū)

創(chuàng)新教育就是以培養(yǎng)人們創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向的教育。在創(chuàng)新教育中，我認(rèn)為有兩個(gè)錯(cuò)誤的觀念尤其要值得我們注意：

第一，我們的教師容易照本宣科?！敖逃蟹?，但無(wú)定法”，這里前一個(gè)法就是指教育中的規(guī)律和原則，教育教學(xué)活動(dòng)必須堅(jiān)持和遵循教育規(guī)律和原則。但是，這個(gè)“規(guī)律和原則”并不是指過(guò)去多年來(lái)一直沿用的照本宣讀的教學(xué)習(xí)慣，而是指教育要順應(yīng)孩子們的自然天性，符合學(xué)科的特點(diǎn)。然而在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課、物理課、生物課等課堂上，多數(shù)教師一味單向地灌輸枯燥的知識(shí)，誤以為創(chuàng)造優(yōu)秀成績(jī)的教學(xué)方式是受到多年來(lái)教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。可是教師本可以通過(guò)更合適的教學(xué)方式提升孩子們的知識(shí)水平。因?yàn)槔砘戎R(shí)本身就比較抽象，而教師的依書直說(shuō)更讓課程沉悶不堪，加速孩子們的厭惡感。同理，若3D設(shè)計(jì)打印技術(shù)只是通過(guò)教師在課本上的復(fù)述來(lái)介紹給孩子們，他們很有可能對(duì)這項(xiàng)技術(shù)不為所動(dòng)，錯(cuò)過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)并利用這一高新技術(shù)造福人類的機(jī)會(huì)。

第二，教師容易孤立且放大化地看待3D打印機(jī)。因?yàn)槿硕純A向于記住具體化的事物，很多教師在剛剛接觸3D打印時(shí)，腦海中浮現(xiàn)的就是3D打印機(jī)，所以教師們很容易孤立且放大化地看待3D打印機(jī)本身功能和作用，而忽略了打印機(jī)前端：3D設(shè)計(jì)。當(dāng)前3D領(lǐng)域中最活躍的當(dāng)數(shù)3D打印機(jī)廠商，他們以推廣3D打印技術(shù)的名義，展示他們使用3D打印機(jī)做出來(lái)的模型。然而，設(shè)備廠商的模型基本上都是從國(guó)外的網(wǎng)站上直接下載用于打印的，他們?cè)谡故境善返臅r(shí)候往往會(huì)忽視模型設(shè)計(jì)階段的重要性，在一定程度上誤讓消費(fèi)者認(rèn)為3D打印機(jī)無(wú)所不能。因此目前有的學(xué)校對(duì)3D打印技術(shù)的關(guān)注，大多集中在3D打印機(jī)。打印的過(guò)程也很酷，但卻了忽略對(duì)打印內(nèi)容創(chuàng)建過(guò)程的關(guān)注，3D設(shè)計(jì)創(chuàng)造3D數(shù)據(jù)模型這一前端重要領(lǐng)域。沒有3D建模設(shè)計(jì)文件，再?gòu)?qiáng)的3D打印機(jī)也如巧婦難為無(wú)米之炊。

所以說(shuō)，走出3D打印兩大誤區(qū)，是正確將3D打印技術(shù)引進(jìn)創(chuàng)新教育課堂的前提。

二、融合學(xué)生興趣，打造創(chuàng)新實(shí)踐的個(gè)性舞臺(tái)

偉大的科學(xué)家愛因斯坦曾說(shuō)： “興趣是最好的老師”。 古往今來(lái)，對(duì)于取得優(yōu)異成就的人物來(lái)說(shuō)，濃厚的興趣總是起到了關(guān)鍵的作用。正是由于他們熱愛自己的事業(yè)，他們就更加刻苦鉆研，鍥而不舍最終獲得成功。對(duì)于孩子們來(lái)說(shuō)，“興趣”在認(rèn)識(shí)活動(dòng)中必不可少的情緒表現(xiàn)，他們對(duì)某一事物感興趣，就會(huì)愿意更深入、更廣泛地認(rèn)識(shí)對(duì)他們有意義的這個(gè)事物。而激起孩子們興趣的，則是他們從未接觸過(guò)的新科技。所要教授的這些新科技其實(shí)是創(chuàng)新教育的表層內(nèi)容，更重要的意義是，新事物吸引了孩子們的興趣，讓他們能夠在積極的心態(tài)中汲取更多知識(shí)，甚至促使他們自主學(xué)習(xí)，自由探索。

孩子們對(duì)3D打印樂此不疲

既然興趣對(duì)于教育來(lái)說(shuō)如此關(guān)鍵，那么如何用新科技來(lái)喚起孩子們的興趣這個(gè)問題自然值得思考。在數(shù)學(xué)、美術(shù)、科學(xué)、綜合實(shí)踐等很多其他操作實(shí)踐較強(qiáng)的學(xué)科中，由于其課堂上的局限性導(dǎo)致教學(xué)變得格外枯燥無(wú)味。孩子們不少新奇的想法，受客觀條件所限，大多只能通過(guò)說(shuō)、畫、寫等傳統(tǒng)方式來(lái)表達(dá)。但孩子們的各種創(chuàng)新想法是否有效可行，是否科學(xué)合理，往往缺乏有效驗(yàn)證途徑。孩子們就不知道自己的想法究竟能不能與實(shí)際接軌，也就無(wú)法提高創(chuàng)新的質(zhì)量。與實(shí)際接軌如此重要是因?yàn)?，?chuàng)新的想法歸根到底要為現(xiàn)實(shí)所服務(wù)才更有意義。而類似3DOne這種符合中小學(xué)學(xué)生特點(diǎn)的3D設(shè)計(jì)軟件，則能將孩子們天馬行空的構(gòu)思、創(chuàng)意，通過(guò)建模設(shè)計(jì)出來(lái)，最后進(jìn)行3D打印成實(shí)品。想象力與動(dòng)手能力相結(jié)合，極大鍛煉孩子們的創(chuàng)新思維，恰恰能填補(bǔ)傳統(tǒng)教育帶來(lái)的缺陷，能在課堂外學(xué)到課堂內(nèi)接觸不到的認(rèn)知體驗(yàn)。

三、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，促進(jìn)3D技術(shù)與教學(xué)融合

小學(xué)生學(xué)習(xí)3DOne三維設(shè)計(jì)軟件

我們?cè)诮虒W(xué)中發(fā)現(xiàn)，3D創(chuàng)新教育所倡導(dǎo)的教學(xué)模式，包括3D創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是指以中小學(xué)3D設(shè)計(jì)軟件與其他3D打印機(jī)及網(wǎng)絡(luò)多媒體硬件為主體建立起的3D創(chuàng)新課堂，把互聯(lián)網(wǎng)線上的交互和3D設(shè)計(jì)課堂教學(xué)的應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。對(duì)于傳統(tǒng)的課堂教育，不是簡(jiǎn)單的“替代”，而是更深層次的“嬗變”。那么孩子們?yōu)槭裁磳?duì)這種3D打印設(shè)計(jì)課程如此青睞？首先因?yàn)閺囊l(fā)孩子們好奇心到培養(yǎng)孩子們的興趣，或是激發(fā)孩子們的求知與探索精神，3D打印設(shè)計(jì)課程所帶來(lái)的魅力是符合孩子們愛玩的天性。

我在多節(jié)3D打印課程教學(xué)中深刻體會(huì)到一點(diǎn)，非常重要的是，孩子們?cè)谕娴倪^(guò)程中，可以潛移默化地提升了各方面的能力。3D立體空間認(rèn)知對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、抽象思維能力等方面具有重要意義。我們?cè)谘芯窟^(guò)程中調(diào)查發(fā)現(xiàn)： 3D打印設(shè)計(jì)課程，對(duì)青少年提高空間認(rèn)知能力有明顯的幫助。因此，我們建議在研究3D技術(shù)的同時(shí)，其中包括3D實(shí)體打印技術(shù)與3D建模軟件的運(yùn)用，更應(yīng)致力于3D技術(shù)與教學(xué)融合的探索與實(shí)踐，其中包括學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)；簡(jiǎn)易建模軟件的學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生立體空間思維；通過(guò)3D打印實(shí)體的觸覺過(guò)程，建立新型的學(xué)習(xí)通道；引導(dǎo)學(xué)生觀察生活，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、解決實(shí)際問題的能力。

多位老師同時(shí)問我一個(gè)問題：為何在創(chuàng)新教育中要更注重3D建模設(shè)計(jì)這一過(guò)程呢？其實(shí)在3D創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室最重要的環(huán)節(jié)，是3D打印的前端設(shè)計(jì)建模過(guò)程，也就是3D設(shè)計(jì)的模型文件。沒有連接計(jì)算機(jī)及設(shè)計(jì)文件的3D打印機(jī)，是沒有用處的。同時(shí)，由于接受教育的對(duì)象是中小學(xué)學(xué)生，所以我們對(duì)3D設(shè)計(jì)軟件的要求，必須是簡(jiǎn)單操作、具備趣味性，這樣才能激發(fā)孩子們學(xué)習(xí)動(dòng)力。而3D打印設(shè)計(jì)創(chuàng)意課堂，則為孩子們帶來(lái)趣味十足的標(biāo)準(zhǔn)課件，例如生物課的分子模型，化學(xué)課的球棍模型，地理課的版圖，數(shù)學(xué)課的幾何模型……孩子們希望就算沒有任何基礎(chǔ)，也可通過(guò)簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)操作，完成繪畫設(shè)計(jì)，最后3D打印出來(lái)。

在教學(xué)中，我深刻認(rèn)識(shí)到，青少年3D打印與3D設(shè)計(jì)的創(chuàng)意課程是創(chuàng)新教育中一種重要形式，也是最根本的基礎(chǔ)教育。同時(shí)由于3D打印僅僅是一種教學(xué)載體，我們應(yīng)當(dāng)更加關(guān)注3D設(shè)計(jì)打印所能提升孩子們的各種綜合能力。希望通過(guò)3D打印與3D設(shè)計(jì)，孩子們能不甘落后地沖在科技發(fā)展的前沿，直觀地感受新科技新技術(shù)帶來(lái)的新變化，進(jìn)而勇當(dāng)科技潮流的開拓者。

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