基于3D打印的小学翻转课堂教学应用研究

摘  要： 信息技术高速发展的背景下，多元化的学习方式备受重视。创客教育体现了多学科融合的特点，作为创客教育内容之一的3D打印教学越来越得到中小学校的重视。本研究借助翻转课堂教育模式开展3D打印教学研究，以期待为我们的教学带来新的变化。

关键词： 创客教育;3D打印;翻转课堂

中图分类号： TP319    文献标识码： A    DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.08.026

本文著录格式：严雪松. 基于3D打印的小学翻转课堂教学应用研究[J]. 软件，2019，40（8）：108110

【Abstract】： Pluralistic learning styles attracts great attention with the fast development of information technology. Creator education embodies the characteristics of multi-disciplinary integration， as one of the contents of creator education， the teaching of 3D printing has been paid more and more attention by primary and secondary schools. This research carries out the teaching research of 3D printing with the help of flipping classroom education mode， looking forward to bringing new changes to our teaching.

【Key words】： Creator education; 3D printing; Flipping classroom

0  引言

隨着信息技术的高速发展，传统的单学科知识学习方式有所改变。在国际上，美国首先提出当今时代的教育目标之一是培养具有STEM素养的人才，即科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四门学科的综合型人才。2015年，李克强总理访问柴火创客空间后，创客活动在国内迅速升温。3D打印作为创客教育中的重要内容之一，被全国各地的中小学引入教学活动中。但是以传统的信息技术课堂教学模式开展3D打印教学，导致教师成为课堂的主角，学生的学习积极性不高，教学内容枯燥单调，教材变成了产品说明书。为了改变这种传统的讲练结合的教学现状，将翻转课堂的教学模式引入创客教育中，通过长期的教学实践，收获了良好的教学成效。

1  翻转课堂教学内涵

翻转课堂被广泛认识并接受归功于可汗学院的创始人萨尔曼·汗，采用以学生为中心、借助信息技术和数字化资源作为支撑，将传统课堂上教学、课后作业巩固的模式翻转为课前自主学习、提出疑惑，课上协作探究、教师解疑和课后反思的模式[1]。翻转课堂注重的是“先学后教，以学定教”。在这种模式下，学习变成了一种主动行为，提高了学生的自主探究能力，通过学生的自学反馈，教师设计课堂教学内容，更加有针对性的解决学生在学习过程中遇到的问题，使得学习目标变得更加明确[2]。

2  在3D打印课程中采用翻转课堂的可行性

2.1  互联网为翻转课堂提供了便利条件

随着互联网技术的不断发展，信息与知识的传播速度和范围产生了裂变式的变革。随着4G网络的普及，随处可用的wifi网络，不断提升的宽带速度，为移动学习、网络学习提供了便利的条件。根据《中国互联网络发展状况统计报告》数据显示，我国2017年的网民规模已经达到了7.51亿，其中10-39岁的群体占了72.1%的比例，越来越多的青少年的加入，似的我国网民年龄结构逐渐年轻化[3]。近些年来，平板移动学习、电子书包等各种形式逐渐登陆中小学基础教育课堂，让教学活动中师生交互变得更加丰富多彩。

2.2  师生信息技术能力

翻转课堂教学模式能够高效实施，起到首要关键作用的是课前阶段的教学微视频。目前，互联网上有很多制作视频的软件和平台，既可以满足教师制作线下视频和发布线上视频。随着信息技术教师专业能力的提升，能够熟练的应用这些工具制作教学视频[4]。同时，被誉为“数字土著”的学生，结合在信息技术课堂上学习的方法，能够在互联网上熟练的搜集学习材料。

2.3  硬件基础为学习保驾护航

当前社会，计算机、手机已经成为家庭中的必备工具，互联网络、移动网络无处不在。图书馆、书店为学生提供了各类文本、图片和视频等学习材料。3D打印机成本逐渐降低，随着桌面级3D打印机的推出，越来越多的地区、学校采购了设备，开展了大范围的教学活动。硬件基础对大多数学生来说已不成问题，缺少的是教师对教学内容的设计、教学目标的制定。

3  翻转课堂教学的应用

3.1  课前设计

互联网的普及为翻转课堂的实施提供了便利的条件，但是考虑到教学的对象是小学5、6年级的学生，部分家长担心网络上的不良因素影响孩子的学习，无法调节限制程度。本文采用互联网和移动存储设备相结合的方法，为学生提供课前自学素材。

从学生的实际情况出发，好奇心能够促使学生主动学习，适当的奖励能够激励学生不断进取。在3D打印课程中，每节课选择优秀作品为学生打印模型，并作为奖励赠送给学生，满足学生的自豪感的同时，无形中给学生设计了一种竞争机制，鼓励学生主动学习[5]。在此基础上，教师明确每节课的教学目标，根据目标制作微视频课程等学习素材。学生在收到学习任务后，借助各种资源、素材展开学习，并且可以借助QQ学习群和同学讨论遇到的问题。教师从中了解学生的学习进度、疑难问题，进而调整教学设计和课堂学习材料。从教学实践来看，课前为学生准备了微课、文本教材、网络在线课程三类学习材料，大部分学生选择直接观看微课学习，也有一些学生会结合文本教材和网络在线课程丰富自己的学习内容，完善自己的知识体系。

3.2  课中设计

在翻转课堂中期，课堂教学的任务是组织学生协作探究[6-7]、展示交流、内化提升。这就要求教师在学生前期的自主学习过程中做好跟踪调查、学情总结。由于在此次翻转课堂教学实践中，部分学生采用了移动存储设备获取课前学习材料，无法对这些学生的学习情况进行及时的了解。因此，这些学生在课前需要上交学习情况反馈，教师结合QQ学习群中出现的问题，有针对性的调整课堂教学设计，组织学生参与课上讨论、探究、交流、解决问题，实现了学生在学习中的主体地位。

在这样的翻转课堂中，教师有足够的时间和空间组织学生参与协作探究的学习活动中，让整个课堂教学变得更加丰富多彩，无限放大学生在学习过程中遇到的问题，让整个学习过程变得更加流畅。3D打印教学在这样的环境下，有助于学生发散思维、创意设计自己的作品[8]。

3.3  课后设计

课后是教师和学生反思提升总结的阶段，经过了课前的自主学习和课中的协作交流，学生将抽象的知识转化为具体的3D模型。教师根据学生自学过程中表现出来的问题，合理设计课堂教学设计，消除学习障碍，从而自身获得提高。翻转课堂教学模式注重学生的学习过程，学生不仅仅是知识的接受者，他们在学习过程中不断使用信息技术，做到学以致用。课堂翻转后，学生有了足够的时间互相交流、互相展示，在这个过程中，教师能够更好的掌握学生的个体差异，开展因材施教的个别化教学，放大学生的优势，弥补学生的不足[9-11]。

4  翻转课堂在小学信息技术课堂教学中需要注意的问题

4.1  课前学习材料做到短、精、准

翻转课堂教学模式中，课前学习材料的准备是至关重要的环节，一个良好的开端才能保证一个完整而有效的教学过程。教师在准备课前学习材料的过程中，首先要考虑到不同班级学生之间的差异，明确学习目标，布置难度适中的任务，让学生能够在学习过程中尽可能多的暴露问题，这才能有效的指导教师进行下一步的课中教学设计。以微课为例，视频时间控制在十分钟以内，能够避免学生的视觉疲劳。微课中明确指出学习目标，让学生学习目的更加明确，对于每个目标的具体内容，应该设计阶段性的过程性评价内容，能够让学生实时得到学习反馈。微课形式不需要太华丽，这样不仅会增加教师的工作负担，也会喧宾夺主，转移学生的学习注意力。

4.2  合理设计课中教学活动

翻转课堂教学模式与传统教学模式不同的是前者能够让学生的学习变得更加主动，让学生在课堂上有足够的时间和空间展示自我，让教师能够更多的了解学生之间的差异性。然而在3D打印翻转课堂的教学实践前期，由于课中教学活动设计的不合理，导致整个教学活动成为了一节复习课，教师罗列出学生课前学习中表现出来的问题并逐一提出解决方法，忽略了学生之间交流协作的过程，忽略了师生之间情感的渗透和教育。通过长期的观察和研究发现，由于小学生身心发展特点的限定，他们并不能做到真正意义上的自主学习，但是教师可以通过任务驱动的形式对学生进行良性的引导，组建学习小组，给组内学生提供充足的讨论与学习空间，既可以缩短教师的个别指导时间，又能够让学习变的更有意义。

5  结束语

在我国，翻转课堂成功的案例已经越来越多，随着信息技术的不断发展，翻转课堂的教育理念體现了未来教育的发展趋势。结合自身的教育环境和条件，在课程改革的指导下，探索设计适用、可行的翻转课堂教学模式。让学生在学习过程中展示个性、体现价值，我们将把翻转课堂教学深入研究，期待为我们的教学带来新的变化。

参考文献

[1] 郑艳敏. 国内外翻转课堂教学实践案例分析[J]. 中小学信息技术教育， 2014， （4）： 46.

[2] 钟孟娜. 小学信息技术教学中翻转课堂教学模式的应用[J]. 中小学电教月刊， 2014， 26（11）： 85-86.

[3] CNNIC： 2017年第40次中国互联网络发展状况统计报告解读[OL]. [2019-06-27]. http：//www.199it.com/archives/619827.html

[4] 汪晓东. 翻转你的课堂[EB/OL]. http：//bbs.jxteacher.com/ thread-10681963-1-3.html.

[5] 张金磊， 王颖， 张宝辉. 翻转课堂教学模式研究[J]. 远程教育杂志， 2012， （4）： 46-51.

[6] 陈晨， 隋雪莉. 计算机基础分层教学和任务驱动教学方法的探究[J]. 软件， 2015， 36（8）： 41-43.

[7] 何隽， 孔繁伟. 三维仿真动画角色绑定与动画技巧探究[J]. 软件， 2018， 39（4）： 92-96.

[8] 蒋经纬， 龙俊琪， 梅文. 一种针对开源3D打印机的故障检测系统[J]. 软件， 2018， 39（7）： 157-160.

[9] 周洪茜， 刘丹. 基于思维导图的翻转课堂教学模式研究[J]. 软件， 2018， 39（4）： 63-67.

[10] 焦赛美. 基于混合学习的翻转课堂教学模式研究——以“Photoshop 平面设计”课程为例[J]. 软件， 2018， 39（4）： 222-225.

[11] 祝智庭. 智慧教育新发展： 从翻转课堂到智慧课堂及智慧学习空间[J]. 开放教育研究， （1）： 18-26， 49.