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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（即三維設(shè)計）3D打印技術(shù)日趨成熟，讓越來越多熱衷于將創(chuàng)意變?yōu)閷嶋H行動的青少年踏上“創(chuàng)客”之路；與此同時，相對應(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)計課程的推動者之一，根據(jù)日常的課堂教學(xué)在本文主要對創(chuàng)客教育的內(nèi)涵作出歸納，并探討了3D設(shè)計與3D打印兩者間的相互關(guān)系，及其對創(chuàng)客教育、在校創(chuàng)新課堂教學(xué)的促進意義。歡迎各位老師與我一起交流討論。

3D打印設(shè)計課程教學(xué)現(xiàn)場

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，當前信息技術(shù)的主流代表——3D打印與3D設(shè)計（三維設(shè)計）——作為創(chuàng)新教育中的重要工具，給學(xué)習(xí)和教學(xué)帶來了深刻的影響。如何科學(xué)合理地將3D打印與3D設(shè)計和學(xué)科課程整合，以促進學(xué)習(xí)效果的最優(yōu)化，是當前教育技術(shù)研究的重點之一。

作為在一線從事3D打印設(shè)計課程的教學(xué)工作者，我明顯感覺到，實施創(chuàng)新課堂教學(xué)模式一個最重要的途徑，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)的過程，是一個充分發(fā)揮受教育者的主體性、主動性，使受教育者在期間不斷認識、追求探索和完善自身的過程。因此，在教學(xué)過程中要致力于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力及實踐能力，而學(xué)習(xí)3D設(shè)計與3D打印實體的過程，可以建立新型的學(xué)習(xí)通道，驗證想法，激發(fā)無窮創(chuàng)造力。

一、認識創(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)新能力為基本價值取向的教育。在創(chuàng)新教育中，我認為有兩個錯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。“教有法，但無定法”，這里前一個法就是指教育中的規(guī)律和原則，教育教學(xué)活動必須堅持和遵循教育規(guī)律和原則。但是，這個“規(guī)律和原則”并不是指過去多年來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。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，誤以為創(chuàng)造優(yōu)秀成績的教學(xué)方式是受到多年來教學(xué)中的經(jīng)驗指導(dǎo)?？墒墙處煴究梢酝ㄟ^更合適的教學(xué)方式提升孩子們的知識水平。因為理化生等知識本身就比較抽象，而教師的依書直說更讓課程沉悶不堪，加速孩子們的厭惡感。同理，若3D設(shè)計打印技術(shù)只是通過教師在課本上的復(fù)述來介紹給孩子們，他們很有可能對這項技術(shù)不為所動，錯過主動學(xué)習(xí)并利用這一高新技術(shù)造福人類的機會。

第二，教師容易孤立且放大化地看待3D打印機。因為人都傾向于記住具體化的事物，很多教師在剛剛接觸3D打印時，腦海中浮現(xiàn)的就是3D打印機，所以教師們很容易孤立且放大化地看待3D打印機本身功能和作用，而忽略了打印機前端：3D設(shè)計。當前3D領(lǐng)域中最活躍的當數(shù)3D打印機廠商，他們以推廣3D打印技術(shù)的名義，展示他們使用3D打印機做出來的模型。然而，設(shè)備廠商的模型基本上都是從國外的網(wǎng)站上直接下載用于打印的，他們在展示成品的時候往往會忽視模型設(shè)計階段的重要性，在一定程度上誤讓消費者認為3D打印機無所不能。因此目前有的學(xué)校對3D打印技術(shù)的關(guān)注，大多集中在3D打印機。打印的過程也很酷，但卻了忽略對打印內(nèi)容創(chuàng)建過程的關(guān)注，3D設(shè)計創(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)計文件，再強的3D打印機也如巧婦難為無米之炊。

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

二、融合學(xué)生興趣，打造創(chuàng)新實踐的個性舞臺

偉大的科學(xué)家愛因斯坦曾說： “興趣是最好的老師”。 古往今來，對于取得優(yōu)異成就的人物來說，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。對于孩子們來說，“興趣”在認識活動中必不可少的情緒表現(xiàn)，他們對某一事物感興趣，就會愿意更深入、更廣泛地認識對他們有意義的這個事物。而激起孩子們興趣的，則是他們從未接觸過的新科技。所要教授的這些新科技其實是創(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，甚至促使他們自主學(xué)習(xí)，自由探索。

孩子們對3D打印樂此不疲

既然興趣對于教育來說如此關(guān)鍵，那么如何用新科技來喚起孩子們的興趣這個問題自然值得思考。在數(shù)學(xué)、美術(shù)、科學(xué)、綜合實踐等很多其他操作實踐較強的學(xué)科中，由于其課堂上的局限性導(dǎo)致教學(xué)變得格外枯燥無味。孩子們不少新奇的想法，受客觀條件所限，大多只能通過說、畫、寫等傳統(tǒng)方式來表達。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，往往缺乏有效驗證途徑。孩子們就不知道自己的想法究竟能不能與實際接軌，也就無法提高創(chuàng)新的質(zhì)量。與實際接軌如此重要是因為，創(chuàng)新的想法歸根到底要為現(xiàn)實所服務(wù)才更有意義。而類似3DOne這種符合中小學(xué)學(xué)生特點的3D設(shè)計軟件，則能將孩子們天馬行空的構(gòu)思、創(chuàng)意，通過建模設(shè)計出來，最后進行3D打印成實品。想象力與動手能力相結(jié)合，極大鍛煉孩子們的創(chuàng)新思維，恰恰能填補傳統(tǒng)教育帶來的缺陷，能在課堂外學(xué)到課堂內(nèi)接觸不到的認知體驗。

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

小學(xué)生學(xué)習(xí)3DOne三維設(shè)計軟件

我們在教學(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)新實驗室是指以中小學(xué)3D設(shè)計軟件與其他3D打印機及網(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)計課堂教學(xué)的應(yīng)用結(jié)合起來。對于傳統(tǒng)的課堂教育，不是簡單的“替代”，而是更深層次的“嬗變”。那么孩子們?yōu)槭裁磳@種3D打印設(shè)計課程如此青睞？首先因為從引發(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)計課程所帶來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)中深刻體會到一點，非常重要的是，孩子們在玩的過程中，可以潛移默化地提升了各方面的能力。3D立體空間認知對培養(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。我們在研究過程中調(diào)查發(fā)現(xiàn)： 3D打印設(shè)計課程，對青少年提高空間認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，其中包括3D實體打印技術(shù)與3D建模軟件的運用，更應(yīng)致力于3D技術(shù)與教學(xué)融合的探索與實踐，其中包括學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)；簡易建模軟件的學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生立體空間思維；通過3D打印實體的觸覺過程，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)、解決實際問題的能力。

多位老師同時問我一個問題：為何在創(chuàng)新教育中要更注重3D建模設(shè)計這一過程呢？其實在3D創(chuàng)新實驗室最重要的環(huán)節(jié)，是3D打印的前端設(shè)計建模過程，也就是3D設(shè)計的模型文件。沒有連接計算機及設(shè)計文件的3D打印機，是沒有用處的。同時，由于接受教育的對象是中小學(xué)學(xué)生，所以我們對3D設(shè)計軟件的要求，必須是簡單操作、具備趣味性，這樣才能激發(fā)孩子們學(xué)習(xí)動力。而3D打印設(shè)計創(chuàng)意課堂，則為孩子們帶來趣味十足的標準課件，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)，也可通過簡單的學(xué)習(xí)操作，完成繪畫設(shè)計，最后3D打印出來。

在教學(xué)中，我深刻認識到，青少年3D打印與3D設(shè)計的創(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。同時由于3D打印僅僅是一種教學(xué)載體，我們應(yīng)當更加關(guān)注3D設(shè)計打印所能提升孩子們的各種綜合能力。希望通過3D打印與3D設(shè)計，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)帶來的新變化，進而勇當科技潮流的開拓者。

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創(chuàng)客實驗室：www.sdwhjm.com