基于3D打印技術的幼師玩教具制作課程教學實踐

摘 要：隨著3D打印技術的發展，其在教育領域中的應用越來越受到研究者的關注。筆者借鑒已有的創客教育研究成果，針對學前教育師范生的特點，設計了基于3D打印技術的幼師自制玩教具制作課程，希望通過該課程探索出一條基于創客教育理念的學前教育師范生創新能力培養模式和方法。

關鍵詞：3D打印技術;創客教育;玩教具

基金項目：2019年寧夏幼兒師范高等專科學校重點課題“創客教育理念下學前教育師范生創新能力培養實踐”

1 引言

3D打印技術是一種新型的快速成型技術，其原理是先將實體模型分為若干薄層，每次打印材料生成一個薄層，通過塑料或粉末狀金屬等可粘合材料，層層疊加生成物體[1]。早在2014年，3D打印技術就被《時代》周刊評選為年度最佳發明，該技術社會多個行業和領域帶來深刻影響。3D打印技術在教育領域也備受研究者的關注。新媒體聯盟（NewMedia Consortium， NMC）早在2013年地平線報告中就提出，3D打印是未來四到五年值得關注的新技術，將帶來教學、學習和研究領域的創新[2]。現在來看，該技術極大地推動了創客教育的發展，為教育改革提供了新動力。

2 課程概述

創客教育是一種融合信息技術，秉承“開放創新、探究體驗”教育理念，以“創造中學”為主要學習方式和培養各類創新型人才為目的的新型教育模式[3]。按照創客教育創新、實踐、合作、共享的理念，結合學前教育專業特點，基于3D打印技術的幼師玩教具制作課程采用項目式教學法，教學過程中，教師從教學者轉變為主導者，引導學生去發現和解決問題，助力學生技術攻關和創新應用。學生在探索的過程中，能夠獲得較為完整的知識和技能，其計算思維、創新設計和動手實踐能力也得到培養。

3 課程目標分析

基于布魯姆教育目標分類法，本課程的目標如下：

認知方面，基于項目式教學法，多方面知識得以糅合，學生能夠獲得立體幾何、3D建模、色彩等方面的知識。此外，在調研過程中，學生將學到教育調查的相關知識。

技能方面，學生將掌握3D打印機相關操作技術，模型打磨技術以及模型上色技術。

情感方面，本課程緊密結合學生的專業，講求讓學生體驗創客教育的過程，通過本課程，學生的求知欲望得以增強，學生的主觀能動性得以發揮，他們的創新能力和意識也將得到提升。與此同時，在小組合作學習的過程中，師生之間，生生之間會建立良好的合作關系，提升合作學習意識。

4 課程實施過程

本次課程的項目主題為“發揮3D打印技術優勢，為幼兒園的孩子制作個性化玩教具”，具體的實施過程如圖1所示：

4.1 深入幼兒園開展調研，確定小組任務和目標

根據課程要求，每個小組要對幼兒園中的玩教具進行設計、制作或改進，并且以完成一套或者多件玩教具為學習成果，這就要求學生進入幼兒園進行調查研究。在首次下園中，教師不要求學生帶著問題，只強調讓學生仔細觀察，調查結束后組織各個小組進行頭腦風暴，找到問題。第二次下園則是帶著問題，要求學生通過問卷和訪談進行調查研究。通過兩次調研，有兩個小組基本找到了各自的方向，沒有確立研究方向的小組則需要再次進行頭腦風暴和下園調研。

4.2 合理分配資源，發揮成員特長，積極開展實踐

由于現有的硬件資源比較有限，所以要根據三個小組的任務進行資源分配。比如，第一小組是對幼兒園中的蒙臺梭利教具進行改進，相比3D打印機，他們對木工工具需求更多。第二小組任務為幼兒園設計一套棋牌類玩具，讓兒童更確立規則意識，對3D打印設備更加依賴，所以要根據兩個小組的需求對兩組配套的資源進行調整。在小組成員配備方面采用高低搭配和專業混合的方式，由兩名三年級學生帶兩名二年級學生，每個小組成員都又各自擅長的方向，有的來自學前教育美術教育方向擅長美工，有的來自學前教育科學教育方向擅長自然科學。為了保證活動的持續開展，教師要求每個小組都要制定任務和計劃安排，并每周進行公示，這種監督機制有利于形成小組間競爭和比拼的氣氛，保證活動按時完成，也有利于教師對各個小組進行過程性評價。

4.3 教師適當介入，提高實踐質量

創新的過程也是技術攻關的過程，鑒于學生現有的知識儲備具有一定的局限性，不足以應對一些技術攻關，這就需要教師進行介入。比如，各個小組都需要使用3D打印機進行產品制作，這要求學生會使用這些高新設備，并且具備一些3D建模相關的知識，教師可以進行集中培訓，也可以根據各小組的需求進行個性化指導。在技術的攻關和產品設計和生產過程中，學生會無可避免的出現挫敗感，教師要及時介入，采用啟發式教學法，幫助學生發現問題，引導學生解決問題，否則學生會因挫敗感失去興趣，影響活動進行。

4.4 將過程性評價和總結性評價結合，評估學習成果

本課程的主要目是讓學生體驗創客教育的過程，建立創客意識和思維，是一種體驗教育。而在體驗教育中，相比學習成果，學習過程本身才是最重要的。此外，創客教育活動的評價強調多主體、過程性和發展性。基于此，本次活動以過程性評價為主，總結性評價為輔，從產品、團隊、個人三個方面進行。第一是產品方面，學生設計和制作的玩教具是否合格，這需要幼兒園中的兒童和教師進行檢驗，這是本次活動總結性評價的重要依據。第二是團隊方面，通過各個團隊的計劃安排和工作日志，可以看到該團隊對參與活動的積極性是否高漲，相關技術的攻關和知識的學習是否深入，小組中的成員是否發揮了各自的作用，這為過程性評價提供了主要依據。第三是個人方面，通過活動后的問卷調查可知，大部分學生都對創客教育有了自己的認識，他們的動手實踐能力有了提升，認識到了與人合作交流對未來工作和學習的重要性，他們的知識深度加深，知識廣度得以拓展。

5 反思與重建

在本次課程教學實踐過程中，受現有條件所限，學生們制作玩教具精致程度不高，還遠達不到工業級標準;此外，受專業背景所限，學生對一些高新技術的學習和探索較為吃力;最后，教師作為創客教育的教學設計者、資源管理者、學習進度調控者、學習過程輔助者、實踐質量提高者，明顯會感到力不從心。

在人的一生中，幼年期是創造力滿滿的時期，如果給予適當的引導和教育，幼兒心中創造力的種子勢必會深根發芽，而這些創造力的種子將由幼兒園教師播種。作為未來的幼兒園教師，學前教育師范生的創造力培養應該得到重視，創客教育便是很好的途徑，而3D打印技術必將為學生的創新能力培養提供諸多助力。

參考文獻

[1]王娟，吳永和，段曄.3D打印技術教育應用創新透視[J].現代遠程教育究，2015，（1）： 62-71.

[2]NMC Horizon Report：2013 Higher Education Edition[EB/OL].http：//www.nmc.org/publications/2013-horizon-report-higher-ed.

[3]楊現民，李冀虹.創客教育的價值潛能及爭議[J].現代遠程教育究，2015，（2）：23-34.

作者簡介

夏志鵬（1989-），助教，碩士，研究方向：3D打印技術，虛擬現實。