让核心素养在学习3D打印的过程中落地

陆海江

3D打印，即一种快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术相对传统制造技术是一次重大的技术革命，能够为传统制造业的创新发展注入新鲜动力。从3D打印的内涵与意义中可以发现，该技术特别考验个人的学习能力、科学精神和实践创新能力。

基于这样的认识，笔者所在学校从本学期开始在校本课程中开设了“3D打印课程”，期待能让学生学会学习，培养他们的科学精神和实践创新能力。

打造学习共同体——学会学习

3D打印对学生来说是门全新的课程，应怎么教呢？如果仅把教师讲授知识作为唯一途径，未免过于单一，不利于学生学习能力的培养。教师可以给学生推荐一些较好的3D打印学习网站、交流平台。学生可以在网上找到那些志同道合的学习共同体；同时，也可以将自己的作品和其他人的作品进行PK，在比较中发现自己的优缺点，共同学习，共同进步。

学生通过网络，可以组建不同的学习共同体，从中了解、学习更广的知识，并逐步向“学会学习”迈进。

体会知识“变身”——丰富科学精神

小学中高年级的学生已经积累了一定的生活经验，教师可引导他们解决身边实际生活中遇到的难题，这是可以跳一跳摘到的“果实”。

江南雨水较多，特别是有时候学生出门时不下雨，放学却下雨，这让没带雨伞的学生很是苦恼。雨伞携带不方便，那能否让书包和雨伞在一起呢？学生们在三维建模软件中设计了智能书包的模型，其外形和普通书包一样，不同的是在书包一侧安装了雨伞装置。不下雨，它就是一个普通书包；下雨天，雨伞装置感应到下雨，会慢慢自动升起并打开。这就解决了学生在雨天没带雨具的烦恼。

当这个模型被设计出来后（如图1），笔者被设计者的创意所折服。学生用3D打印机将模型打印了出來并进行了模拟操作，发现雨伞打开时，好像只能有一个角度。而生活中，雨伞会随着风向而改变。如何才能更合理呢？学生再次发挥想象。有的设计出可以调整方向的按钮装置；有的将雨伞的支撑部位设计成可变方向的材质；有的将书包设计成胸前背，由背包人自由进行调节……

这样“设计—打印—再设计”的过程，可以培养学生的探究精神。无论作品多么具有创意，如果学生不具有必要的技巧和坚强的意志，那么所谓的创造力就都会夭折。创造力就像火花，只有将火花扇成火苗，微弱的火花才能变成熊熊燃烧的火焰。

将想象变为可能——实践创新

3D打印能够解决传统制造业中很多不能解决的技术难题，我们只要将“想象”变为3D模型，就可以通过3D打印将“想象”变为可能。

例如，随着家庭生活质量的稳步提高，家用电器也是琳琅满目。不同规格的电器、充电设备，大小不同、方向不一。目前，很多电源插座都是平整的，如果一个设备的充电器过大，往往会占用两个甚至更多的电源插座，造成资源的浪费。学生根据这一情况，进行了大胆尝试，将电源插座设计成在不同平面上、可组装的样式（如上页图2），使用者可以根据充电器的大小，随意组装，合理搭配，最大程度地节省了空间。

学生的想象力、创造潜能，绝不是教师在传统课堂上可以教出来的。教师需要给学生学习创设情境或营造氛围，激发学生主动探究的欲望，让他们围绕问题进行发现、探究，甚至解决问题，实践创新的素养就在这样的过程中一点点积累起来。

核心素养从顶层设计到基层落实，还有很长一段路要走。笔者坚信，随着课程改革的不断深入，全面落实以培养“全面发展的人”为核心的教育目标会在教育实践中找到合适的对接点，并逐渐落地生根。