浅析核心素养视角下3D打印教学中的“智慧”

赵鉴岚

[摘  要：随着新课改的深入发展，学校对学生学科核心素养的培养也越来越重视。3D打印学习作为信息技术课程的延伸，秉承“训练思维，提升创意”的理念，从“智慧学、智慧思、智慧练、智慧练”的四方面开展教学，很好地培养学生信息意识，帮助学生更好地适应社会节奏，为将来走向社会奠定良好的基础。基于此，笔者从自身教学实践出发，结合智慧学习模式对3D拓展教学中核心素养的培养进行探究。

关键词：核心素养;3D打印;智慧学习]

一、谈“3D打印学习”与“核心素养”的培养

信息技术学科的核心素养包括信息意识、计算思维、数字化实践能力和信息社会责任四方面。在初中信息技术教学中，教师不仅要帮助学生掌握基本的信息技术知识和操作技能，同时要帮助学生培养信息技术核心素养。

3D打印教学作为信息技术学科的拓展课程，不仅仅是一门学科、一种技术，更对开阔学生视野，激发兴趣，培养学生主体意识，参与意识，为综合素质的提升提供舞台。建模使用的123D Design图形设计软件界面简洁、功能强大，不需要复杂的专业知识，用最简单直接的拖拽3D模型并进行编辑的方式进行建模，使得教学更立体形象，为中小学生提供了自由畅想3D设计平台。

3D打印学习给学生的学习方式带来了新的思考，让抽象的教学概念更加容易理解，可以激发学生对科学、数学和工程设计创意的兴趣，带来了实践与理论、知识与思维、现实与未来3个方面的相互结合。具体表现为①3D打印让学生的想象更容易变成现实，培养学生的创新意识，鼓励学生的创新实践;②学习运用简洁建模软件，发展学生立体空间思维;③通过3D打印实体的触觉过程，为学生建立一种新型的学习通道;④选择贴近生活的建模主题，培养学生解决实际生活问题的能力。由于可见，3D打印的学习过程与学生核心素养的培养紧密相关。

二、论3D打印教学对学生思维的训练

1.一题多问，培养思维的创新性

创新能力，是一种能够利用现有的知识和物质，在特定的环境中，为满足社会需求，而改进或创造新的事物，并能获得一定有益效果的一种行为能力。3D打印让学生的想象更容易变成现实，在教学中注重培养学生的创新意识，鼓励学生的创新实践。一个优秀的3D作品的诞生与制作者创新能力密不可分，除了一定的技术支持，创新才是带领3D社团教学开展更高效的因素，针对同一个模型多方面提问，深入思考进行系列头脑风暴，更利于设计思维的拓展。

2.一型多解，提升思维的发散性

发散思维是指根据已有信息，从不同角度、不同方向思考问题，从多方面寻找多样性答案的一种思维方式。3D建模教学具有灵活多变的特点，为了克服思维定势，教师在教学中提倡学生用不同的思路和方法解决同类模型的问题，以提高学生思维的发散性。教师引导学生一型多解是培养他们发散性思维的一种好方法，在教学中的适当拓展，可以让学生有豁然开朗的感觉，激发他们学习3D打印的兴趣。

3.一法多用，关注思维的化歸性

化归思维是在研究和解决有关问题时采用某种手段将问题通过变换使之转化，将复杂问题通过变换转化为简单问题。化归的基本功能是，生疏化为熟悉，复杂化为简单，抽象化为直观，含糊化为明朗。3D建模过程中的基本步骤是相通的，我们应该多注意“通法”的教学，是同一个方法就可能完成的，这就要求学生在熟练掌握123D design软件各工具功能的前提下，触类旁通，正所谓“教是为了不教”，从而培养学生的化归思维。

三、析核心素养视角下衍生的“智慧”策略

1.智慧学，借“任务单”引领知识

在3D打印教学中常常会出现学生的学习呈“点”状，碎片化的学习无法将知识点与操作方法系统、合理的整合起来，而“任务单”强调任务驱动、问题导向，意在让学生在解决问题的追求中达成学习目标。在3D教学中设计好“学习任务单”不仅能有效实现学生的自主学习，还能帮助教师组织全新的智慧课堂，有效提高课堂效率。

以《第三课 设计一个骰子》为例，为完成骰子制作，在设计学习任务单时由“生活趣事”、“问题延伸”、“学习目标”、“快捷链接”、“合作探究”、“小试牛刀”和“拓展创意”七个部份组成。学习任务单设计以生活为导入，引导问题的提出，明确目标，分解问题的形成，最后深入拓展创作。

①“生活趣事+问题延伸”的形式让学生可以充分体会生活小故事的魅力，引起学生对这些问题的共鸣，从而产生解决问题的兴趣，让学更具生活价值，更具实用性和挑战性。

②“学习目标”的设置让学生的“学”有的放矢，而“快捷链接”的设置则平衡了学生之间的差异，为本课学生任务的顺利开展垫定基础。

③“合作探究+小试牛刀”模块充分考虑了学生接受知识的过程，以“合作+自主”的形式将总任务进行细化分解，逐步加深探究，综合融入了自学、合作等混合学习模式。

④“拓展创意”的设置使得有限的课堂知识得到最大的延伸，承载着学生的创造力与实践力，也为分层学习的实施提供空间。因此，此版块题目的设置因具备具有延伸性、综合性和代表性，既要能满足学生的灵活创造需求，又要一定程度的主题限定。

2.智慧思，绘“思维导图”完善建模

思维导图是一种能将思维可视化的工具，具有操作简单、存储方便、交流快捷的特点，现已逐渐成为课堂教学中新的有效手段之一。3D打印教学作为理论与技术特性兼具的学科，立足于社团教学自身的一些特点，将思维导图应用于3D建模过程中对师生都能起到一定的促进作用，让零乱的思考更具整体智慧。

“合作探究”阶段的思维导图主要用于创作初期对作品思路的整理与预设，便于组内合作的开展和智慧思考。“小试牛刀”阶段使用思维导图可以智慧地归纳创作过程中遇到的问题，并通过多种途径寻找解决方案，完善流程。现将《设计一个骰子》的两个不同阶段的思维导图整理后展示如下。

3.智慧创，用“头脑风暴”激发灵感

头脑风暴法简而言之是通过解放学生的思维，培养学生的独立性与创造性，让学生的头脑高速运转，突破平时思想的束缚，进而能对一个问题给出新颖、独特、有创造性的方案。应用到3D教学中即借用头脑风暴法的基本特点，在必要的信息传授和思维方法指导下，引导学生自己收集信息，通过积极思索形成自己的见解，然后在课堂上分组自由地交流讨论，听取他人见解，努力形成思维碰撞，最终对所提出的问题得到较智慧的认识。

头脑风暴法在“拓展创意”阶段使用较为频繁，能有效激励组内发言，将组员的创意想法进行最大程度的吸收。这对于3D这门创作性课程来说，显得犹为重要。图中ABCD选项的任意搭配组合都将幻化出创意十足的骰子，且还存在未知E的加盟，使得智慧下的创造无限延伸。

4.智慧练，观“微视频”解析技巧

3D打印学习是一门注重实践操作性训练的学科，这就需要学生不仅要掌握良好理论构建的基础知识，更要注重培养学生的实践操作能力。操作练习是3D打印教学中学生对学习的探究过程。听讲百遍不如一练，3D打印课程中一半以上的时间是学生自主操作时间，只有通过操作练习才能不断发现问题并寻找出解决的途径。因此借助“微视频”来解析常用工具的操作技巧，通过观看视频，可按需进行基础性学习或深入拓展学习，为自主创作提供直观的辅助。

短小精悍是微视频的特点，微视频整个时长一般都控制在2-5分钟内，能利用一个视频讲清楚一个技巧点。同时，教师在使用微視频进行教学时要注意把握时机。教师可以利用微视频导入新课，开展先学后教的学习模式。遇到难以理解操作的技巧点时，可结合微视频进行讲解。对学优生或后进生则可通过微视频自主选择拓展学习或是巩固学习。“微视频”的对于自主学习的培养作用不容忽视。

四、结束语

在信息社会，掌握良好的信息技术能力对学习和工作都有极大的帮助，而养成智慧的学习方式更有助于学生综合素养的提高。在3D打印教学过程中教师在不同教学阶段巧取智慧培养学生实践创新能力，借“学习任务单”引导智慧学、绘“思维导图”实现智慧思、用“头脑风暴”激发智慧创，观“微视频”实现智慧练，以“学+思+创+练”四步循环学习方式对学生进行思维训练，强化了学生的实践创新能力，更对学生信息技术核心素养的培养发挥着重要作用。

参考文献

[1]刘午阳.也谈信息技术课堂里学生核心素养的培育[J].劳动保障世界;2017（17）.

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[3]唐烨伟，庞敬文等.信息技术环境下智慧课堂构建方法及案例研究[J].中国电化教育，2014（11）：23-29.

绍兴市元培中学