基于3D打印技术的幼师玩教具制作课程教学实践

摘 要：随着3D打印技术的发展，其在教育领域中的应用越来越受到研究者的关注。笔者借鉴已有的创客教育研究成果，针对学前教育师范生的特点，设计了基于3D打印技术的幼师自制玩教具制作课程，希望通过该课程探索出一条基于创客教育理念的学前教育师范生创新能力培养模式和方法。

关键词：3D打印技术;创客教育;玩教具

基金项目：2019年宁夏幼儿师范高等专科学校重点课题“创客教育理念下学前教育师范生创新能力培养实践”

1 引言

3D打印技术是一种新型的快速成型技术，其原理是先将实体模型分为若干薄层，每次打印材料生成一个薄层，通过塑料或粉末状金属等可粘合材料，层层叠加生成物体[1]。早在2014年，3D打印技术就被《时代》周刊评选为年度最佳发明，该技术社会多个行业和领域带来深刻影响。3D打印技术在教育领域也备受研究者的关注。新媒体联盟（NewMedia Consortium， NMC）早在2013年地平线报告中就提出，3D打印是未来四到五年值得关注的新技术，将带来教学、学习和研究领域的创新[2]。现在来看，该技术极大地推动了创客教育的发展，为教育改革提供了新动力。

2 课程概述

创客教育是一种融合信息技术，秉承“开放创新、探究体验”教育理念，以“创造中学”为主要学习方式和培养各类创新型人才为目的的新型教育模式[3]。按照创客教育创新、实践、合作、共享的理念，结合学前教育专业特点，基于3D打印技术的幼师玩教具制作课程采用项目式教学法，教学过程中，教师从教学者转变为主导者，引导学生去发现和解决问题，助力学生技术攻关和创新应用。学生在探索的过程中，能够获得较为完整的知识和技能，其计算思维、创新设计和动手实践能力也得到培养。

3 课程目标分析

基于布鲁姆教育目标分类法，本课程的目标如下：

认知方面，基于项目式教学法，多方面知识得以糅合，学生能够获得立体几何、3D建模、色彩等方面的知识。此外，在调研过程中，学生将学到教育调查的相关知识。

技能方面，学生将掌握3D打印机相关操作技术，模型打磨技术以及模型上色技术。

情感方面，本课程紧密结合学生的专业，讲求让学生体验创客教育的过程，通过本课程，学生的求知欲望得以增强，学生的主观能动性得以发挥，他们的创新能力和意识也将得到提升。与此同时，在小组合作学习的过程中，师生之间，生生之间会建立良好的合作关系，提升合作学习意识。

4 课程实施过程

本次课程的项目主题为“发挥3D打印技术优势，为幼儿园的孩子制作个性化玩教具”，具体的实施过程如图1所示：

4.1 深入幼儿园开展调研，确定小组任务和目标

根据课程要求，每个小组要对幼儿园中的玩教具进行设计、制作或改进，并且以完成一套或者多件玩教具为学习成果，这就要求学生进入幼儿园进行调查研究。在首次下园中，教师不要求学生带着问题，只强调让学生仔细观察，调查结束后组织各个小组进行头脑风暴，找到问题。第二次下园则是带着问题，要求学生通过问卷和访谈进行调查研究。通过两次调研，有两个小组基本找到了各自的方向，没有确立研究方向的小组则需要再次进行头脑风暴和下园调研。

4.2 合理分配资源，发挥成员特长，积极开展实践

由于现有的硬件资源比较有限，所以要根据三个小组的任务进行资源分配。比如，第一小组是对幼儿园中的蒙台梭利教具进行改进，相比3D打印机，他们对木工工具需求更多。第二小组任务为幼儿园设计一套棋牌类玩具，让儿童更确立规则意识，对3D打印设备更加依赖，所以要根据两个小组的需求对两组配套的资源进行调整。在小组成员配备方面采用高低搭配和专业混合的方式，由两名三年级学生带两名二年级学生，每个小组成员都又各自擅长的方向，有的来自学前教育美术教育方向擅长美工，有的来自学前教育科学教育方向擅长自然科学。为了保证活动的持续开展，教师要求每个小组都要制定任务和计划安排，并每周进行公示，这种监督机制有利于形成小组间竞争和比拼的气氛，保证活动按时完成，也有利于教师对各个小组进行过程性评价。

4.3 教师适当介入，提高实践质量

创新的过程也是技术攻关的过程，鉴于学生现有的知识储备具有一定的局限性，不足以应对一些技术攻关，这就需要教师进行介入。比如，各个小组都需要使用3D打印机进行产品制作，这要求学生会使用这些高新设备，并且具备一些3D建模相关的知识，教师可以进行集中培训，也可以根据各小组的需求进行个性化指导。在技术的攻关和产品设计和生产过程中，学生会无可避免的出现挫败感，教师要及时介入，采用启发式教学法，帮助学生发现问题，引导学生解决问题，否则学生会因挫败感失去兴趣，影响活动进行。

4.4 将过程性评价和总结性评价结合，评估学习成果

本课程的主要目是让学生体验创客教育的过程，建立创客意识和思维，是一种体验教育。而在体验教育中，相比学习成果，学習过程本身才是最重要的。此外，创客教育活动的评价强调多主体、过程性和发展性。基于此，本次活动以过程性评价为主，总结性评价为辅，从产品、团队、个人三个方面进行。第一是产品方面，学生设计和制作的玩教具是否合格，这需要幼儿园中的儿童和教师进行检验，这是本次活动总结性评价的重要依据。第二是团队方面，通过各个团队的计划安排和工作日志，可以看到该团队对参与活动的积极性是否高涨，相关技术的攻关和知识的学习是否深入，小组中的成员是否发挥了各自的作用，这为过程性评价提供了主要依据。第三是个人方面，通过活动后的问卷调查可知，大部分学生都对创客教育有了自己的认识，他们的动手实践能力有了提升，认识到了与人合作交流对未来工作和学习的重要性，他们的知识深度加深，知识广度得以拓展。

5 反思与重建

在本次课程教学实践过程中，受现有条件所限，学生们制作玩教具精致程度不高，还远达不到工业级标准;此外，受专业背景所限，学生对一些高新技术的学习和探索较为吃力;最后，教师作为创客教育的教学设计者、资源管理者、学习进度调控者、学习过程辅助者、实践质量提高者，明显会感到力不从心。

在人的一生中，幼年期是创造力满满的时期，如果给予适当的引导和教育，幼儿心中创造力的种子势必会深根发芽，而这些创造力的种子将由幼儿园教师播种。作为未来的幼儿园教师，学前教育师范生的创造力培养应该得到重视，创客教育便是很好的途径，而3D打印技术必将为学生的创新能力培养提供诸多助力。

参考文献

[1]王娟，吴永和，段晔.3D打印技术教育应用创新透视[J].现代远程教育究，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]杨现民，李冀虹.创客教育的价值潜能及争议[J].现代远程教育究，2015，（2）：23-34.

作者简介

夏志鹏（1989-），助教，硕士，研究方向：3D打印技术，虚拟现实。