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摘要：随着创客教育的兴起，中小学学校都在探索创新教育的途径。本文以苏州某小学的创客教育课程——3D打印为例，来介绍目前中小学的创客教育落地情况，为基础教育阶段培养创新人才提供了一定的参考。
关键词：3D打印技术；创客教育；教学设计
本文引用格式：赵淋淋.当3D打印技术遇上创客教育——以江苏省苏州市K小学为例[J].教育现代化,2019,6(26):146-148.
一研究背景
最近几年，我国在创新教育方面投入很多，一直在探索创新教育的途径，试图解决“钱学森之问”—为什么我们的学校总是培养不出杰出的人才？这一教育难题。创客教育的出现，似乎让人们看到了教育改革的曙光。从国际大背景来看，创客教育是工业4.0和第三次工业革所引发生的需要；从国内背景看，创客教育的出现是为了满足国家对应试教育愈演愈烈的忧虑与人民追求优质教育的需求。创客教育是创客文化与教育的结合，基于学生兴趣，以项目学习的方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。
美国2015年颁布的《新媒体联盟地平线报告》(2015基础教育版)中提到，美国将大力开展3D打印课程，同时指出，3D打印是未来2-3年内教育领域将会采纳的技术。在我国，国家教育部在2017年10月颁布的《中下学综合实践活动课程纲要》中提到：鼓励学生了解3D打印技术，学习三维建模的方法和使用3D打印机的方法等3D打印的相关内容。2017年出版的《普通高中信息技术课程标准》明确指出三维设计与创意（即3D打印）正式成为学生的学习内容之一。可见，3D打印技术在创新教育中扮演非常重要的角色，在中小学基础教育中开展3D打印教育非常有必要了。当3D打印技术遇上创客教育，那么有意思的创新教育活动就产生了。2017年6月中国教育科学研究院发布《中国STEM教育白皮书》（精华版），介绍了中国STEM教育2029创新行动计划。创客教育已经成为了我国的教育政策和发展的方向。
江苏省是中国经济比较发达的省份，也是教育比较发达的地区，尤其重视对中小学的信息化教育、创新教育。K小学位于将江苏省苏州市的一所小学，是第一批中国STEM教育种子学校之一，学校有面积非常大的创客空间实验室、一流的创客设备、成体系的创客课程和教材、先进的创客教师团队以及丰富的创客教学、学习资源，形成了以创客教育为特色的示范学校。笔者是K小学的一名创客老师，主要负责3D打印、少儿编程等课程的教学工作，具有一定的创客教学经验。
二 3D打印技术介绍
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，目前是全球最尖端的几项技术之一，该技术甚至被认为是引领第三次科技革命的新技术。3D打印技术最初是应用的工业中，该技术与创客教育的结合是未来创新教育的发展趋势。3D打印技术(three-dimensional printing），学术名称为快速成型技术，也叫增材制造技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。基本原理是分层制造、逐层叠加。把一个通过设计或扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层的打印出来并按照原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型，类似于高等数学中的积分。3D打印分为工业打印和桌面打印，桌面打印因其便捷性的优点被用户所接受，经常被用到中小学的教育教学中，如图1所示。
3D打印的流程大体分为：建模-切片-打印。（具体过程如上图所示）建模的软件有很多，比如有3D MAX、玛雅、Sketchup、Autodesk123Design等等。
建模是3D打印的核心环节，所以建模软件的选择很重要。适合于小学生使用的建模软件最理想的就是Autodesk旗下的123Design建模软件。因为它具有使用免费、操作简单的优点。它是一款免费的三维CAD绘图必备软件。Autodesk 123D Design中文版可轻松将照片变成3D模型并制作成实物。Autodesk 123D Design不需要专业知识，任何人都可以轻松使用123D系列产品，可为用户免费创建3D免费模型。123D Design建模软件界面由菜单栏、工具栏、视图栏和工作平面四个部分组成。下面笔者以K小学的一节3D打印课程为例进行介绍。
三 教案设计—《小小肥皂盒》
（一）教学目标
1.知识与技能：能够熟练利用123Design建模软件的草图、拉伸、移动命令。
2.过程与方法：通过设计、建模掌握三维事物的特点。
3.情感态度与价值观：通过设计具有个性化的肥皂盒，提高学生的学习兴趣。
（二）教学重难点
1.教学重点：设计具有个性化的肥皂盒并通过3D建模软件展示出自己的想法。
2.教学难点：123Design建模软件的灵活使用。
（三）教学时长和教学地点
教学时长为一节课，即40分钟；教学地点为K小学五楼的“小牛人”创客基地——3D打印教室。
（四）学情分析
教学对象是小学五年级学生，教学时长为一节课即40分钟。根据皮亚杰的认知发展理论可知，小学五年级学生属于具体运算阶段，儿童的认知结构由前运算阶段的表象图式演化为运算图式。这个阶段学生思维的特点是:具有守恒性、脱自我中心性和可逆性。皮亚杰认为，该时期的心理操作着眼于抽象概念，属于运算性(逻辑性)的，但思维活动需要具体内容的支持。五年级的小学生可以对物体的三维视图有一定的描绘和认知,可以进行建模设计。本节课的教学内容处于本学期的中间阶段，在学习本节课的内容之前，学生已经学习过建模软件123Design的基本操作了，通过以前的课程学生已经做过简单的三维造型了，所以本节课的学习对学生来说不是太难。本节课教学内容源于生活中常见的问题，以解决问题为目标，一节课围绕一个微项目展开进行。学生对这样的生活情境比较熟悉，利用自己掌握的知识创新性地解决实际问题。
（五）教学过程——《小小肥皂盒》
见表1。
（六）学生作品展示
在本节课中，学生的参与性很高，看似不起眼的肥皂盒其实蕴含着学生的创意想法、创新设计及所学知识的灵活运用。学校自从建立“小牛人”创客基地以来，学生一直以来对3D建模、打印的学习保持很高的积极性，通过自己设计、打印个性化的作品，非常有成就感，尤其是当自己的作品应用到自己的生活中去的时候。3D打印课程的教学不仅仅是教会学生运用该软件，重要的是培养学生的三维立体思维、抽象思维、工匠精神以及解决问题的能力，为日后的学习打下坚实的基础。
四 结束语
创客教育是一种全新的教育方式，具有跨学科、体验性、综合性、协作性等特点。随着教育信息化水平的不断提高，开源机器人、桌面级3D打印技术、少儿编程等成为了中小学开展创客教育的基本形式。在小学阶段的教学过程中，开展创客教育、创新教育任重而道远，除了教授知识以外，还要注重培养学生的创新能力和问题解决能力，促进学生综合素质的发展，培育创新型人才。
参考文献
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[6]王娟,吴永和.“互联网+”时代STEAM教育应用的反思与创新路径[J].远程教育杂志,2016,35(02):90-97.
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