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【摘 要】随着社会的发展与进步，许多高新技术应运而生。如3D 打印技术，3D打印改变了产品的生产模式，并且可以快速生成具有创意性的产品。因此，许多学校开发了基于3D打印的校本课程。“3D打印”校本课程融入了STEM理念，为提升学生的创新实践能力创造条件。为此，研究STEM理念下“3D打印”校本课程促进学生创新实践能力的有效途径刻不容缓，有利于创新型人才的培养。
【关键词】STEM理念;3D打印;校本课程;创新实践
【中图分类号】G633.98 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2020）04-0049-02
随着课程改革的推进，“校本课程”受到众多教育教学工作者的关注。校本课程作为素质教育的组成部分受到了教师的重视。校本课程体现了学校特色、满足了学生需要。而“3D打印”校本课程的实现，有利于提升学生的实践能力。在深化教育改革、培育创新人才的背景下，STEAM 理念逐渐受到关注。在STEAM理念的推动下，可以提升学生创新实践能力。“3D打印”校本课程具有多方面的价值，因而需要研究它在教学实践中的应用措施。
1 STEAM教育的概念
STEAM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和艺术（Art）、数学（Mathematics）各门学科的合称，强调多学科之间的交叉融合，目标是培养学生的STEM综合素养。STEM素养是在综合把握科学、技术、工程和数学等理工科知识的基础上，强调具有独立提问、设计、分析、推断和运算的能力，这有利于提升学生的综合素养。STEM源于美国，被公认为是提升国家综合实力的关键。STEM教育不是分立学科，而是在解决真实问题的场景应用跨学科的知识，让学生可以将零散知识变成互相联系的整体，它实现了跨学科的学习，有利于培养学生的创新实践能力[1]。
2 “3D打印”校本课程的性质与目标
2.1 课程性质
校本课程引入“3D打印”技术，使学生的学习以探究为主，实现学生技能的拓展。作为一门新兴技术，校本课程融入“3D打印”可以实现师生的共同探索，在探索新知内容中、在问题解决中提升创新实践能力。教师在“3D打印”教学中，强调将所学知识转化为技能，注重在学习中使学生获得实践体验。对课程内容的导入，要关注学生解决问题、方法的选择以及实现相互合作。“3D打印”课程的设立，体现了教学先进性与实践性，使学生掌握了新颖技术，提升了学生的想象力与创造力，将创新实践能力应用于其他学科的学习中。
2.2 课程目标
针对学生创新实践能力的提升，可以从学、做、创三个层面设定“3D 打印”校本课程的目标[2]。详见下图。
3 教学中促进学生创新实践能力的要点
3.1 以学生为中心
“3D打印”以校本课程形式教学，课程设计要以培养学生的创新实践能力为宗旨，要以提升学生能力为中心，以学生的认知发展规律为依据，基于学生视角，选择可以激发学生兴趣的内容作为教学依据以设计课程。
3.2 解决实际问题
“3D打印”选择的内容要尽量贴近生活实际，要以学生生活中需要解决的问题为切入点组织教学。产品的设计打印要有利于解决生活中的具体问题，要有利于消除知识点盲区，或可以对物品加以改进，以更好地满足使用需求。
3.3 实现知识的整合，体现STEAM特征
STEAM教育的主要特点是学科融合，因此可以将多个学科的知识点融入实际作品中。对作品的选择，要结合STEAM要点。课程中作品的选择，需要在建模时有利于多个知识点的融入，如对圆形相切问题的解决，需要借助数学知识;制作DNA模型要用生物学知识;对花瓶类艺术作品的设计，要让学生掌握一些瓷器制作工艺方面的知识，理解瓷器技术内涵的传统文化和造型艺术。
4 “3D打印”校本课程促进学生创新实践能力的措施
4.1 实践教学体系的建立
科学的实践教学体系可以分为四个模块：①使在校学生较为系统的学习相关理论知识。②掌握具体实践技能。③培养和强化学生的专业综合能力、实践能力和创新能力。④让学生在潜意识里认识到创新实践对制造的重要性。
4.2 “3D打印”校本课程的导入
依据新课程理念，校本课程不仅要实现知识的导入，还要有利于提升学生创新实践能力，培养学生的创新意识。针对“3D打印”校本课程可以采用“任务驅动，学生主体，教师引导”的模式，为学生获取知识掌握技能创造条件。校本课程要强调借助知识解决学习、生活中的具体问题，实现知识的建构。“3D打印”校本课程的内容丰富，而教学时间有限，因此，教师在讲授前要注重对教学内容加以梳理，注重提炼知识点。教学内容的安排要结合相关课程的教学，对部分内容加以整合，避免教学内容的重复[3]。课程体系优化后，还要保证知识脉络清晰，重点、难点问题突出。同时除了结合教学内容设计教学，还要依据学生的能力，帮助学生利用所学知识解决打印中的实际问题，实现学有所用。
4.3 “3D打印”课程的强化
STEAM教育的课程设计可以采用如下方式，以生活中的实际情境为出发点，以具体的实物为载体，引入教学内容，以贴近学生年龄特点的方式，结合认知规律进行实践式的任务设计，组织学生深入理解“3D打印”的设计、操作要点。任务可以分为基础任务与拓展任务两个部分。授课过程中，基础部分以教师讲授演练为主，学生模拟范例组建程序的功能模块。在入门后，逐步过渡到学生自学为主，教师提供参考帮助，以个别指导为辅。学生作品由个人创作或小组合作均可。针对学生创作的作品，教师引导学生组织欣赏和互评，再由学生个人对作品进行进一步补充和完善。
4.4 动态化的教学方式
“3D打印”校本课程要保证提升学生的创新实践能力，可采取动态化的方式，结合“3D打印”技术变化，教学不仅要实现知识的传递，还要让学生的认知转化为情感，借助实际践行价值理念。STEAM理念体现出知、情、意、行的结合。知识性的内容可以借助教学，意志和行为是与体验紧密依存的。STEAM理念下的教学要从生活经验出发，教学要结合实践。要将抽象的教材内容借助情境化的案例加以展示。理论与实践相结合，通过精心创建情境，设置相关的环节，学生会主动参与教学，通过个人的认知、感悟，对个人行为加以反思，自觉做出选择。教学如果缺少学生的主动参与、缺少情感投入，学生的思考能力将会受到影响，学生的知识难以与创新实践能力融合。STEAM理念下校本教育实现了教育者和受教育者的沟通和共鸣，在实践中学习，提高了教学效果[4]。
5 结束语
当前教学改革中，更加注重提升学生的创新实践能力。STEM理念的引入，可以为创新实践人才的培养创造条件，有利于传统教育模式的转型发展。“3D打印”校本课程对提升学生的创新实践能力具有促进作用。因此，要发挥校本课程的作用，采取科学的教学方法，以开发学生的创新实践能力。
【参考文献】
[1]胡迪.利普森等著.3D 打印，从想象到现实[M].北京：中信出版社，2013.
[2]李柯影，郑燕林.3D打印技术在中小学教学中的应用一以英国中小学课堂引进3D打印技术项目为例[J].现代教育技术，2015（3）.
[3]候琳.齐健.3D打印技术及产业前景展望[J].CAD/CAM与制造业信息化，2015（9）.
[4]黄敏.3D打印向基础教育走来——访南京市秦淮区校园3D研究社团[J].中小学信息技术教育，2016（10）.
【关键词】STEM理念;3D打印;校本课程;创新实践
【中图分类号】G633.98 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2020）04-0049-02
随着课程改革的推进，“校本课程”受到众多教育教学工作者的关注。校本课程作为素质教育的组成部分受到了教师的重视。校本课程体现了学校特色、满足了学生需要。而“3D打印”校本课程的实现，有利于提升学生的实践能力。在深化教育改革、培育创新人才的背景下，STEAM 理念逐渐受到关注。在STEAM理念的推动下，可以提升学生创新实践能力。“3D打印”校本课程具有多方面的价值，因而需要研究它在教学实践中的应用措施。
1 STEAM教育的概念
STEAM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和艺术（Art）、数学（Mathematics）各门学科的合称，强调多学科之间的交叉融合，目标是培养学生的STEM综合素养。STEM素养是在综合把握科学、技术、工程和数学等理工科知识的基础上，强调具有独立提问、设计、分析、推断和运算的能力，这有利于提升学生的综合素养。STEM源于美国，被公认为是提升国家综合实力的关键。STEM教育不是分立学科，而是在解决真实问题的场景应用跨学科的知识，让学生可以将零散知识变成互相联系的整体，它实现了跨学科的学习，有利于培养学生的创新实践能力[1]。
2 “3D打印”校本课程的性质与目标
2.1 课程性质
校本课程引入“3D打印”技术，使学生的学习以探究为主，实现学生技能的拓展。作为一门新兴技术，校本课程融入“3D打印”可以实现师生的共同探索，在探索新知内容中、在问题解决中提升创新实践能力。教师在“3D打印”教学中，强调将所学知识转化为技能，注重在学习中使学生获得实践体验。对课程内容的导入，要关注学生解决问题、方法的选择以及实现相互合作。“3D打印”课程的设立，体现了教学先进性与实践性，使学生掌握了新颖技术，提升了学生的想象力与创造力，将创新实践能力应用于其他学科的学习中。
2.2 课程目标
针对学生创新实践能力的提升，可以从学、做、创三个层面设定“3D 打印”校本课程的目标[2]。详见下图。
3 教学中促进学生创新实践能力的要点
3.1 以学生为中心
“3D打印”以校本课程形式教学，课程设计要以培养学生的创新实践能力为宗旨，要以提升学生能力为中心，以学生的认知发展规律为依据，基于学生视角，选择可以激发学生兴趣的内容作为教学依据以设计课程。
3.2 解决实际问题
“3D打印”选择的内容要尽量贴近生活实际，要以学生生活中需要解决的问题为切入点组织教学。产品的设计打印要有利于解决生活中的具体问题，要有利于消除知识点盲区，或可以对物品加以改进，以更好地满足使用需求。
3.3 实现知识的整合，体现STEAM特征
STEAM教育的主要特点是学科融合，因此可以将多个学科的知识点融入实际作品中。对作品的选择，要结合STEAM要点。课程中作品的选择，需要在建模时有利于多个知识点的融入，如对圆形相切问题的解决，需要借助数学知识;制作DNA模型要用生物学知识;对花瓶类艺术作品的设计，要让学生掌握一些瓷器制作工艺方面的知识，理解瓷器技术内涵的传统文化和造型艺术。
4 “3D打印”校本课程促进学生创新实践能力的措施
4.1 实践教学体系的建立
科学的实践教学体系可以分为四个模块：①使在校学生较为系统的学习相关理论知识。②掌握具体实践技能。③培养和强化学生的专业综合能力、实践能力和创新能力。④让学生在潜意识里认识到创新实践对制造的重要性。
4.2 “3D打印”校本课程的导入
依据新课程理念，校本课程不仅要实现知识的导入，还要有利于提升学生创新实践能力，培养学生的创新意识。针对“3D打印”校本课程可以采用“任务驅动，学生主体，教师引导”的模式，为学生获取知识掌握技能创造条件。校本课程要强调借助知识解决学习、生活中的具体问题，实现知识的建构。“3D打印”校本课程的内容丰富，而教学时间有限，因此，教师在讲授前要注重对教学内容加以梳理，注重提炼知识点。教学内容的安排要结合相关课程的教学，对部分内容加以整合，避免教学内容的重复[3]。课程体系优化后，还要保证知识脉络清晰，重点、难点问题突出。同时除了结合教学内容设计教学，还要依据学生的能力，帮助学生利用所学知识解决打印中的实际问题，实现学有所用。
4.3 “3D打印”课程的强化
STEAM教育的课程设计可以采用如下方式，以生活中的实际情境为出发点，以具体的实物为载体，引入教学内容，以贴近学生年龄特点的方式，结合认知规律进行实践式的任务设计，组织学生深入理解“3D打印”的设计、操作要点。任务可以分为基础任务与拓展任务两个部分。授课过程中，基础部分以教师讲授演练为主，学生模拟范例组建程序的功能模块。在入门后，逐步过渡到学生自学为主，教师提供参考帮助，以个别指导为辅。学生作品由个人创作或小组合作均可。针对学生创作的作品，教师引导学生组织欣赏和互评，再由学生个人对作品进行进一步补充和完善。
4.4 动态化的教学方式
“3D打印”校本课程要保证提升学生的创新实践能力，可采取动态化的方式，结合“3D打印”技术变化，教学不仅要实现知识的传递，还要让学生的认知转化为情感，借助实际践行价值理念。STEAM理念体现出知、情、意、行的结合。知识性的内容可以借助教学，意志和行为是与体验紧密依存的。STEAM理念下的教学要从生活经验出发，教学要结合实践。要将抽象的教材内容借助情境化的案例加以展示。理论与实践相结合，通过精心创建情境，设置相关的环节，学生会主动参与教学，通过个人的认知、感悟，对个人行为加以反思，自觉做出选择。教学如果缺少学生的主动参与、缺少情感投入，学生的思考能力将会受到影响，学生的知识难以与创新实践能力融合。STEAM理念下校本教育实现了教育者和受教育者的沟通和共鸣，在实践中学习，提高了教学效果[4]。
5 结束语
当前教学改革中，更加注重提升学生的创新实践能力。STEM理念的引入，可以为创新实践人才的培养创造条件，有利于传统教育模式的转型发展。“3D打印”校本课程对提升学生的创新实践能力具有促进作用。因此，要发挥校本课程的作用，采取科学的教学方法，以开发学生的创新实践能力。
【参考文献】
[1]胡迪.利普森等著.3D 打印，从想象到现实[M].北京：中信出版社，2013.
[2]李柯影，郑燕林.3D打印技术在中小学教学中的应用一以英国中小学课堂引进3D打印技术项目为例[J].现代教育技术，2015（3）.
[3]候琳.齐健.3D打印技术及产业前景展望[J].CAD/CAM与制造业信息化，2015（9）.
[4]黄敏.3D打印向基础教育走来——访南京市秦淮区校园3D研究社团[J].中小学信息技术教育，2016（10）.