基于创客教育的3D打印社团教学的探索与实践*

⦿谢亚娟

教育部《教育信息化“十三五”规划》中指出，有条件的地区要积极探索信息技术在STEAM(科学、技术、工程、艺术、数学)教育、创客教育等新的教育模式中的应用。在探索教学创新中，一些地区尝试将3D打印技术应用于创客教育，以推动创新教学的发展。在时代发展与学生发展需求下，通过3D打印社团实践，借鉴先行者们的教学经验，根据实际情况调整与创新，利用“南大众创空间”的资源优势，让3D打印社团不仅仅是停留在三维建模上。

一、创客教育与3D打印

创客教育是创客文化与教育的结合，主要指基于学生兴趣，以项目式教学的方式，利用各种数字化工具，鼓励学生通过造物并分享等过程，培养学生的跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力等。3D打印技术是一种快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料、丝材、薄膜、树脂等可粘合材料，通过一层一层叠加起来的方式来构造物体的技术。学生对这种技术充满好奇及学习兴趣，对3D打印社团的顺利开设提供了非常好的学习基础。

二、3D打印社团的探索与实践

(一)实地参观，视听3D打印技术 兴趣是最好的老师。为了更好地激发社团孩子们对3D打印课程的兴趣，我带着学生走进了美丽的南京大学，参观了“南大众创空间”，实验室中各种不同的打印笔、打印机让学生大开眼界，即时的讲解也让学生对3D打印有了更加翔实的认识。这种直接的视听感受，体现在那一双双睁大的双眼及按捺不住的激动。

(二)“做中学”，3D打印笔让想象成真 前期学习和使用3D打印笔，通过观察，学生只上了一节课就几乎全部掌握了3D打印笔的使用方法。有的学生带着课前绘制好的图纸，一些学生上网搜索，还有一些学生临时发挥，每一个学生挥着这支神奇的笔“画”出了自己的想象。学生有所创造、有所得，社团的目的也就达到了。

(三)借助3D One工具，打造项目式学习共同体 这个社团以不超过20人为原则，四人一组为学习共同体。《南极科考队》项目中，背景是派往南极的科考队员们遭遇的最大难题就是寒冷，需要各组成员设计一个食物保温箱，选出保温效果最好的小组获得“南极之星”荣誉。项目分成以下几个环节：

1.项目成员分工合作

每组会领到一张项目单，对完成本项目需要做的工作及后期评价反馈有相关罗列，例如队长、草图设计师、建模师分别是谁，取一个什么名字，对作品满意以及需要改进的地方等。项目单既能让学生的项目学习过程有了导向性，也让学生对完成作品要求提前认知。这个过程中小组合作显得尤为重要。

2.完善打印出成品

学生借助3DOne工具建模保温箱，在不断完善后交由老师的切片软件操作，通过3D打印机打印出实物。

3.发现不足修饰作品

学生拿到实物的时候，会发现并没有想象中的那么完美。例如有组学生发现保温箱盖子尺寸因为一丝差距就导致无法紧紧盖上，会影响保温效果。这时需要剪子以及刮刀工具，甚至打印笔来对实物进行一些弥补和及修饰。

4.测试作品

老师为每组学生发放保温材料如锡箔纸、泡沫等，将这些保温材料放置在保温箱的隔层中，同时向保温箱中倒入开水，10分钟后，测试各个小组保温箱的水温，计算出每分钟下降的温度，找到保温效果最好的。学生通过出现的现象，去思考和感悟。

5.交流分享

每组学生用3分钟来介绍自己的作品。根据项目单上的评价指标先自评，如作品设计原型的优点，通过测试保温效果如何，与自己的设计初衷是否基本一致，以及需要改进的地方等。其次，其他小组可以来评价他们的作品，从值得学习的地方和提出建议两方面进行。

(四)融合校园景点，规划动态校园模型 学生在项目式学习中其实也是创客学习。但如何让3D打印社团继续突破，能否更具备特色呢？学校的48景深受老师和学生推崇，而且“物型文化课程”的开展更是赋予了这些景点不平凡的意义。每组学生选取一个景点，通过外观的观察、临摹，找到景点的形态特征，在3DOne中建模。将打印出来的模型新增智能硬件技术，完成校园景观模型。这个项目的周期会长一点，我们可以将一个景点作为一个学期课程的主题，学生自主选择学习的方式完成任务。

学生经历一个小组合作、观察、发现、思考、绘制、建模、打印、完善、分享与评价这样的3D“造物”过程后收获满满，这是创客教育所要追求的目标所在。本文探索的3D打印社团开设实践尚在初级阶段，其中也发现了一些不足。但正是在这样一个实践过程中，学生有所得，教师也有所获，同时还需继续探索在创客教育前提下，3D打印社团课程如何更有创意！