基于創客教育的3D打印社團教學的探索與實踐*

?謝亞娟

教育部《教育信息化“十三五”規劃》中指出，有條件的地區要積極探索信息技術在STEAM(科學、技術、工程、藝術、數學)教育、創客教育等新的教育模式中的應用。在探索教學創新中，一些地區嘗試將3D打印技術應用于創客教育，以推動創新教學的發展。在時代發展與學生發展需求下，通過3D打印社團實踐，借鑒先行者們的教學經驗，根據實際情況調整與創新，利用“南大眾創空間”的資源優勢，讓3D打印社團不僅僅是停留在三維建模上。

一、創客教育與3D打印

創客教育是創客文化與教育的結合，主要指基于學生興趣，以項目式教學的方式，利用各種數字化工具，鼓勵學生通過造物并分享等過程，培養學生的跨學科解決問題能力、團隊協作能力和創新能力等。3D打印技術是一種快速成型技術，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料、絲材、薄膜、樹脂等可粘合材料，通過一層一層疊加起來的方式來構造物體的技術。學生對這種技術充滿好奇及學習興趣，對3D打印社團的順利開設提供了非常好的學習基礎。

二、3D打印社團的探索與實踐

(一)實地參觀，視聽3D打印技術 興趣是最好的老師。為了更好地激發社團孩子們對3D打印課程的興趣，我帶著學生走進了美麗的南京大學，參觀了“南大眾創空間”，實驗室中各種不同的打印筆、打印機讓學生大開眼界，即時的講解也讓學生對3D打印有了更加翔實的認識。這種直接的視聽感受，體現在那一雙雙睜大的雙眼及按捺不住的激動。

(二)“做中學”，3D打印筆讓想象成真 前期學習和使用3D打印筆，通過觀察，學生只上了一節課就幾乎全部掌握了3D打印筆的使用方法。有的學生帶著課前繪制好的圖紙，一些學生上網搜索，還有一些學生臨時發揮，每一個學生揮著這支神奇的筆“畫”出了自己的想象。學生有所創造、有所得，社團的目的也就達到了。

(三)借助3D One工具，打造項目式學習共同體 這個社團以不超過20人為原則，四人一組為學習共同體。《南極科考隊》項目中，背景是派往南極的科考隊員們遭遇的最大難題就是寒冷，需要各組成員設計一個食物保溫箱，選出保溫效果最好的小組獲得“南極之星”榮譽。項目分成以下幾個環節：

1.項目成員分工合作

每組會領到一張項目單，對完成本項目需要做的工作及后期評價反饋有相關羅列，例如隊長、草圖設計師、建模師分別是誰，取一個什么名字，對作品滿意以及需要改進的地方等。項目單既能讓學生的項目學習過程有了導向性，也讓學生對完成作品要求提前認知。這個過程中小組合作顯得尤為重要。

2.完善打印出成品

學生借助3DOne工具建模保溫箱，在不斷完善后交由老師的切片軟件操作，通過3D打印機打印出實物。

3.發現不足修飾作品

學生拿到實物的時候，會發現并沒有想象中的那么完美。例如有組學生發現保溫箱蓋子尺寸因為一絲差距就導致無法緊緊蓋上，會影響保溫效果。這時需要剪子以及刮刀工具，甚至打印筆來對實物進行一些彌補和及修飾。

4.測試作品

老師為每組學生發放保溫材料如錫箔紙、泡沫等，將這些保溫材料放置在保溫箱的隔層中，同時向保溫箱中倒入開水，10分鐘后，測試各個小組保溫箱的水溫，計算出每分鐘下降的溫度，找到保溫效果最好的。學生通過出現的現象，去思考和感悟。

5.交流分享

每組學生用3分鐘來介紹自己的作品。根據項目單上的評價指標先自評，如作品設計原型的優點，通過測試保溫效果如何，與自己的設計初衷是否基本一致，以及需要改進的地方等。其次，其他小組可以來評價他們的作品，從值得學習的地方和提出建議兩方面進行。

(四)融合校園景點，規劃動態校園模型 學生在項目式學習中其實也是創客學習。但如何讓3D打印社團繼續突破，能否更具備特色呢？學校的48景深受老師和學生推崇，而且“物型文化課程”的開展更是賦予了這些景點不平凡的意義。每組學生選取一個景點，通過外觀的觀察、臨摹，找到景點的形態特征，在3DOne中建模。將打印出來的模型新增智能硬件技術，完成校園景觀模型。這個項目的周期會長一點，我們可以將一個景點作為一個學期課程的主題，學生自主選擇學習的方式完成任務。

學生經歷一個小組合作、觀察、發現、思考、繪制、建模、打印、完善、分享與評價這樣的3D“造物”過程后收獲滿滿，這是創客教育所要追求的目標所在。本文探索的3D打印社團開設實踐尚在初級階段，其中也發現了一些不足。但正是在這樣一個實踐過程中，學生有所得，教師也有所獲，同時還需繼續探索在創客教育前提下，3D打印社團課程如何更有創意！