融入當地少數民族文化元素的3D打印高中創客課程實施

郝正達　姜和麗

【摘 要】本文主要對學校通用技術課程模塊教學中，融入當地少數民族文化元素的3D打印高中創客課程的實施及教學實踐進行敘述，從課程實施目的、課程的開發、課程的實施、課程實施的成效與不足幾個方面總結兩年來課程的實施與實踐過程中取得的經驗，希望這些經驗能為大家提供一些實踐經驗借鑒。

【關鍵詞】3D打印;少數民族文化;創客課程開發

1.3D打印高中創客課程實施目的

近年來隨著省市級青少年3D打印與創意設計大賽的舉辦，3D打印技術正逐漸在我市各縣區的城區中小學中得到普及，一些鄉村少年宮也配備了3D打印機，開設3D創意設計課程。3D打印和三維設計被越來越多的初中和小學生所喜愛。一批有實力和有特色的中小學校正在培養未來的3D打印與三維設計人才。怎樣讓這些有基礎的小學生、初中學生繼續保持學習3D打印與設計的興趣，將所掌握的技術進一步精通和提高，之后繼續成長為3D打印和設計人才，滿足學生對技術學習的更高需求，同時改變學校通用技術課堂教學現狀，使課程教學能夠達到國家課程開設的目的。結合學校課程教學的需要，在通用技術課程中開設《3D打印與創意設計》模塊課，在模塊課程開發中融入當地少數民族文化元素，引導學生在學習新技術的同時，傳承、開發、創新民族文化，培養對當地民族文化的認同感。

2.課程的實施與實踐

2.1組建課程開發小組。課程開發小組以課程實施人員和課題研究成員為主。組長為學校分管教學的副校長，主要負責把關課程開發的總體方向和思想指導，同時協調解決課程開發實施過程中的問題，在這個過程中學校校長也給予了多次指導和要求。副組長是學校教學部門領導，分別是教務主任、教研主任和教研組長（課題負責人）。同時還聘請了課程專家——學校學術委員會的學科資深教師、高校對口專業教授以及學科教研員對課程開發進行指導。

2.2分析課程開發的可行性。課程開發組成員利用教研活動時間，組織了多次研討會議，對課程開發的可行性進行了分析。主要圍繞課程開發的需求、開發目的及價值、師資條件、課程實施的硬件條件保障、學校教改政策支持、社會發展需求等方面進行。通過分析進一步明確了課程開發的必要性，堅定了課題組繼續研究的信心。

2.3擬定課程教學目標。課程教學目標是我們開發本創客課程，希望學生通過學習能夠達到的最低學科素養。通過學習使學生了解3D打印技術的發展和用途，3D打印機的結構、分類和工作原理以及正確的使用操作，并在融入了本地民族文化元素的項目案例實操中學會使用三維設計軟件——中望3Done。在此基礎上引導學生利用本地少數民族文化資源，進行文旅作品的創作設計，并打印出實際作品，實現民族文化的創新與傳承。最終實現《普通高中通用技術課程標準（2017年版）》中關于通用技術課程學習的五大核心素養——技術意識、工程思維、創新設計、圖樣表達、物化能力。

2.4編制課程實施方案。在課程開發小組組長、副組長以及學校校長的指導下，課題組編制了學校《通用技術課程模塊教學實施方案》，其中對《3D打印與創意設計》課程實施進行了詳細表述。課程實施方案主體框架主要包含：課程實施領導機構及職責、課程實施對象、課程實施課時安排、課程模塊構成、課程模塊介紹、課程實施師資分配、課程教學評價、課程實施保障機制、課程實施考核與評價九個部分組成。課程實施方案是課程有效實施的指導性文件和保障依據，根據實施方案可以保障課程的順利實施，同時也是研究的重要成果，對課程的推廣具有操作性價值。

2.5編寫課程校本教材。通過課題組的多次研討和責任成員的辛苦工作，編寫了180余頁的《3D創意設計與打印》校本教材。教材由淺入深，兼顧了初學者和已經入門學生的需求。共選用了六個學習案例項目，其中四個案例融入了民族文化元素，同時在教學實踐中根據學生的學習需求，錄制了所有項目的實操微課，便于學生及時參考學習。另外，考慮到學有余力的學生，還設計了一些具有挑戰性的案例項目，用于學生拓展訓練。為了幫助學生后續能力提升，課題組還編寫了融合開源電子、圖形化編程、人工智能基礎的《創客作品制作》（2019年10月已出版）、《青少年3D打印與創意設計基礎教程》兩本共30余萬字的讀本，供學生選擇性學習提高。

2.6課程實施對象及周期。課程實施的對象為全體在校高一（高二）年級學生。實施周期為兩個學期，跨兩個學年。學生根據興趣、愛好及個人能力，自主選擇一個模塊學習，每一模塊選擇后試學兩周，之后必須固定一個模塊完成一學期學習，下一學期方可另外選擇其它模塊學習。每個模塊包含若干個實操項目。

3.課程實施成效與不足

兩年來通過課程的實施，取得了豐碩的成果，實施效果明顯。課題組兩位老師獲得了中望3Done青少年創意設計社區認證的創客導師稱號，其中一位還通過了人社部的三維造型師與3D打印能力認證。2018、2019連續兩年學校參加青少年科技創新大賽，發明類作品數量和獲獎比例居全市最高，師生共有12件作品獲批實用新型專利。參加省、市青少年3D打印與創意設計競賽和創客作品評審，多件作品榮獲省市級一等獎，其中省級一等獎3D打印作品《牂牁江號》，便是融入了民族文化元素設計的作品。盡管成效顯著，但也存在一些不足：

3.1學生選課引導準備不夠。由于3D打印作為新技術很受學生喜歡，使得在選課時學生數量較多，導致每次課均超過66人以上，使得一些學生不得不因沒有計算機進行實操而中途退出，影像教師的教學和學生的學習效果。因此，需要提前做好學生選課準備引導，限制每次課選課的學生數量，保證教學的有序進行。

3.2評價的有效性落實不夠。由于對課程建設方面缺乏研究，沒有足夠重視學生學習效果的評價，盡管設計了多種評價方式，但實際操作時僅僅通過作品展示來對學生的學習進行認可。未能對學生的學科素養培養進行多維度的評價與檢測，導致評價有效性未能得到很好的體現。因此需要在后續的實踐中豐富評價方式，多維度、可操作地對學生學習課程后的學科素養進行評價和考核。

3.3校本教材的可用性不夠。首先是案例對軟件功能的學習沒有很好的體現層次性和遞進性。需要再次對教材中的案例進行調整;其次，限于篇幅操作步驟不夠詳盡，學生根據教材不能較好完成項目，導致課堂教學耗費大量時間用于學生操作咨詢。后期需要進一步多錄制微課，為學生搭建自學的“腳手架”，幫助學生提前學習和邊學邊做。第三，教材排版不夠符合學生心理特征且不夠精致。需要在精簡教學項目的基礎上，對校本教材的編排在做調整。第四，需要考慮學有余力學生的需求，在已經出版的《創客作品制作》讀本的基礎上，再開發一本用于學有余力學生學習參考。

基金項目：中央電教館全國教育信息技術研究2017年度專項課題“融入本地民族文化元素的3D打印技術高中創客校本課程開發與實施研究”（課題編號：175230007）

參考文獻：

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[3]蔡明輝. 高中3D打印校本課程的開發與實踐研究[D].廣西師范大學，2019.

[4]吳剛平. 校本課程開發的定性思考[J]. 課程.教材.教法，2000（07）：1-5.