融入STEAM教育理念的3D打印課程對小學高年級學生創新能力的培養

夏丹

摘 要：在教育改革不斷深入實施的過程中，學生創新能力的培養得到了越來越多人的重視，而在小學生創新能力培養的過程中，以steam為基礎的課程和教學極為重要。眾所周知，學生通過學習3D打印課程不僅可以學習到新型的科技知識，而且還能夠拓展其創新能力。所以，筆者在本文結合自身的教學經驗，簡要分析了在3D打印課堂中應用steam為基礎的教學思想對培養中小學生創新能力具有怎樣的影響，旨在為日后教學提供參考性價值。

關鍵字：3D打印課程；中小學教育；創新能力；

就目前的形勢來看，設計和應用3D打印課程均未完善，如果出于對3D打印課程眾多優點的考慮，在開展教學的過程中如何有效的結合好steam教育思想和3D打印課程成為了重點內容。而培養中小學生創新能力又是一個急需要被重視的問題，所以為人師表必須要進行教育方式的更新，注重培養學生的綜合素質能力，促進其全面發展。基于此，筆者在本文分析了3D打印技術的發展現狀，并探討了如何使它的創新能力在教學中得以展現，進而促進中小學生創新能力的培養。

1 誘發興趣，培養積極性

至今為止，3D打印技術已經有了30多年的歷史，不過到現在為止才得到了公眾的廣泛關注和認可。3D打印技術對于中小學生這種入門教育來講，其技術本身并不是重點，而是在這個過程中有助于學生想象力和創新能力的培養。如何應用該技術將學生的學習興趣激發出來，并促進其積極性的提高，一直是教育工作者的研究問題。

“科學問題本就源于自然，源于某一現象的問題”，比如我們在學習《種子的萌發》這一知識點的時候，其中分析種子的萌發過程屬于科學問題，而3D打印技術的應用方法則是需要探討的問題。所以，在進行該知識點的講解時，可以有效結合好技術和科學，教師通過對3D打印技術的應用，將植物的每個細胞組織結構還原，并引導學生認真觀察和研究，學生們通過3D打印技術，能夠觀察到種子萌發的整個過程，進而激發出他們對該技術的興趣。另外，還可以將他們的興趣利用起來，年齡小的學生表現的要更為突出，他們對新穎的東西會集中更多的注意力。另外，還可以將他們的興趣利用起來，使他們能夠自主探討創新型事物，進而挖掘出其潛力，促進其創新能力的提升。

2 繼續吸引，培養主動性

很多的事實可以證明一些在傳統教育中表現不好的學生，主要是因為在教材上所學的課程理論性太強導致他們對其無法產生興趣，死記一些抽象概念也許可以讓學生通過了考試不過考試過后就很快忘記了。為了改變這樣的一種現象，老師可以使用3D打印課程來讓枯燥的課程變得生動起來，3D打印技術是一種同時擁有視覺和觸覺的學習方式，將steam教育理念應用于3D打印技術對于繼續培養學生學習的主動性是很有必要的，因為這樣比較生動形象的教學方式不僅可以激發他們的興趣，還可以使他們積極主動的參與其中。

例如，我們以歷史教材上《 青銅器與甲骨文》這一課為例，在這節課中學到“司母戊鼎”這一個青銅器的時候，在進行這個古物的探討時，要注意將多方面的知識結合起來，因為steam的教學并不是簡單地將科學與技術以及工程組合起來，而是要把學生學習到的零碎的知識與機械過程轉變成一個探究世界相互聯系的不同側面的過程。通過不同方面的探究，來用3D打印來還原古代的文物和重要事件的器具即司母戊鼎這一青銅器來幫助學生理解歷史真相，使得學生可以較為真實的觀察這樣一種文物，了解當時的青銅技術。在這樣的觸覺學習中，學生不再是在傳統課堂中的黑板或顯示器上簡單地觀察一些文字或者是圖形，而是通過他們的觸覺抓住核心概念的三維模型，這樣能夠使得他們吸收和消化知識并使學生不再遺忘所學的課程。即使平時容易被其他事物左右情緒的中小學生也會被這樣比較真實的模型所吸引，進而培養他們的學習積極性。并且只有在這樣的主動學習的過程中，才能夠激發出他們的學習潛力從而找出他們的創新性思維以及創新能力。

3 實例操作，培養綜合性

在目前的市場上已經有很多簡單易用的3D設計軟件都是可以引入我們的課堂教學，例如以“Autodesk”公司出品的一系列設計軟件都可以很容易讓中小學生上手開始做模型設計。通過一些實際的操作，鍛煉學生們的動手實踐能力，將他們親手設計出來的東西再通過3D打印技術呈現出來，不僅可以提高他們的積極性和興趣，還可以培養他們在操作中的創新能力。

例如，我們以地理課上學習的《大洲和大洋》這一個課時為例，這個課時的教學目標是了解這些大洋大洲的分布特點以及能夠在世界地圖上說出七大洲和四大洋的名稱、位置、輪廓和分布特征，并且培養學生閱讀圖文和空間想象能力。在這堂課的學習中，老師可以引導學生們通過觀察地球儀來觀察這樣一些特點，找出類似于相連的大洲及其分界線（亞-非）；被三個大洋圍繞的大洲？（北美、亞洲）；被三個大洋圍繞的大洲？（北美、亞洲）這樣的一些標志性的大洲和大洋，并且教導學生科學性的觀察這些特點，在經過多方面觀察之后，引導學生先簡單的畫出輪廓，再經過補充將這種簡單的輪廓進行描色，最后再用3D打印打出獨特的面貌，通過在3D打印課程之中緊密結合steam的教學理念，來研究這些大洋大洲的特殊的地形和人文知識，可謂是直觀而生動。這樣的教學方式可以以其獨有的特色將學生帶入其中，通過他們的親手實踐來培養出他們的綜合性水平能力并挖掘他們的潛能進而培養出他們的創新能力。

4 結語

總而言之，身為教師必須要清楚的知道，在新時期的教學活動中，不能再使用枯燥的傳統教學方式方法，而是要借鑒和創新多樣化教學方法，使學生能夠具備創新能力，進而促進其綜合素質發展。當然，在這個過程中教師必須要知道，孩子們通過3D打印技術可以游走在物理世界和數學化世界，對其中存在的文化差異加以探索。進而完成創作。其實，將steam教學理念應用于3D打印課程之中，主要是為了學生能夠接觸到更多的新科技，并且通過自身的探索和研究，將存在的問題一一解決。促進學生的文化認識且激發學生想象一個更美好的未來并最終去創建它，而為了能夠創建它，那么首要的便是利用3D打印課程培養出他們的創新能力。這種技術具有非常重要的意義，因此在日常教學的過程中應該加大應用力度。

參考文獻

[1]李青，王青.3D打印：一種新興的學習技術[J].遠程教育雜志，2013（04）：29-35.

[2]湯越明，金海燕，李瑞萍.基于設計的研究在小學科學教學中的應用[J].現代教育技術，2010（08）：41-43.

[3]胡畔，蔣家傅，陳子超.我國中小學STEAM教育發展的現實問題與路徑選擇[J].現代教育技術. 2016（08）

[4]傅騫，劉鵬飛.從驗證到創造——中小學STEM教育應用模式研究[J].中國電化教育. 2016（04）