融入STEAM教育理念的3D打印课程对小学高年级学生创新能力的培养

夏丹

摘 要：在教育改革不断深入实施的过程中，学生创新能力的培养得到了越来越多人的重视，而在小学生创新能力培养的过程中，以steam为基础的课程和教学极为重要。众所周知，学生通过学习3D打印课程不仅可以学习到新型的科技知识，而且还能够拓展其创新能力。所以，笔者在本文结合自身的教学经验，简要分析了在3D打印课堂中应用steam为基础的教学思想对培养中小学生创新能力具有怎样的影响，旨在为日后教学提供参考性价值。

关键字：3D打印课程；中小学教育；创新能力；

就目前的形势来看，设计和应用3D打印课程均未完善，如果出于对3D打印课程众多优点的考虑，在开展教学的过程中如何有效的结合好steam教育思想和3D打印课程成为了重点内容。而培养中小学生创新能力又是一个急需要被重视的问题，所以为人师表必须要进行教育方式的更新，注重培养学生的综合素质能力，促进其全面发展。基于此，笔者在本文分析了3D打印技术的发展现状，并探讨了如何使它的创新能力在教学中得以展现，进而促进中小学生创新能力的培养。

1 诱发兴趣，培养积极性

至今为止，3D打印技术已经有了30多年的历史，不过到现在为止才得到了公众的广泛关注和认可。3D打印技术对于中小学生这种入门教育来讲，其技术本身并不是重点，而是在这个过程中有助于学生想象力和创新能力的培养。如何应用该技术将学生的学习兴趣激发出来，并促进其积极性的提高，一直是教育工作者的研究问题。

“科学问题本就源于自然，源于某一现象的问题”，比如我们在学习《种子的萌发》这一知识点的时候，其中分析种子的萌发过程属于科学问题，而3D打印技术的应用方法则是需要探讨的问题。所以，在进行该知识点的讲解时，可以有效结合好技术和科学，教師通过对3D打印技术的应用，将植物的每个细胞组织结构还原，并引导学生认真观察和研究，学生们通过3D打印技术，能够观察到种子萌发的整个过程，进而激发出他们对该技术的兴趣。另外，还可以将他们的兴趣利用起来，年龄小的学生表现的要更为突出，他们对新颖的东西会集中更多的注意力。另外，还可以将他们的兴趣利用起来，使他们能够自主探讨创新型事物，进而挖掘出其潜力，促进其创新能力的提升。

2 继续吸引，培养主动性

很多的事实可以证明一些在传统教育中表现不好的学生，主要是因为在教材上所学的课程理论性太强导致他们对其无法产生兴趣，死记一些抽象概念也许可以让学生通过了考试不过考试过后就很快忘记了。为了改变这样的一种现象，老师可以使用3D打印课程来让枯燥的课程变得生动起来，3D打印技术是一种同时拥有视觉和触觉的学习方式，将steam教育理念应用于3D打印技术对于继续培养学生学习的主动性是很有必要的，因为这样比较生动形象的教学方式不仅可以激发他们的兴趣，还可以使他们积极主动的参与其中。

例如，我们以历史教材上《 青铜器与甲骨文》这一课为例，在这节课中学到“司母戊鼎”这一个青铜器的时候，在进行这个古物的探讨时，要注意将多方面的知识结合起来，因为steam的教学并不是简单地将科学与技术以及工程组合起来，而是要把学生学习到的零碎的知识与机械过程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。通过不同方面的探究，来用3D打印来还原古代的文物和重要事件的器具即司母戊鼎这一青铜器来帮助学生理解历史真相，使得学生可以较为真实的观察这样一种文物，了解当时的青铜技术。在这样的触觉学习中，学生不再是在传统课堂中的黑板或显示器上简单地观察一些文字或者是图形，而是通过他们的触觉抓住核心概念的三维模型，这样能够使得他们吸收和消化知识并使学生不再遗忘所学的课程。即使平时容易被其他事物左右情绪的中小学生也会被这样比较真实的模型所吸引，进而培养他们的学习积极性。并且只有在这样的主动学习的过程中，才能够激发出他们的学习潜力从而找出他们的创新性思维以及创新能力。

3 实例操作，培养综合性

在目前的市场上已经有很多简单易用的3D设计软件都是可以引入我们的课堂教学，例如以“Autodesk”公司出品的一系列设计软件都可以很容易让中小学生上手开始做模型设计。通过一些实际的操作，锻炼学生们的动手实践能力，将他们亲手设计出来的东西再通过3D打印技术呈现出来，不仅可以提高他们的积极性和兴趣，还可以培养他们在操作中的创新能力。

例如，我们以地理课上学习的《大洲和大洋》这一个课时为例，这个课时的教学目标是了解这些大洋大洲的分布特点以及能够在世界地图上说出七大洲和四大洋的名称、位置、轮廓和分布特征，并且培养学生阅读图文和空间想象能力。在这堂课的学习中，老师可以引导学生们通过观察地球仪来观察这样一些特点，找出类似于相连的大洲及其分界线（亚-非）；被三个大洋围绕的大洲？（北美、亚洲）；被三个大洋围绕的大洲？（北美、亚洲）这样的一些标志性的大洲和大洋，并且教导学生科学性的观察这些特点，在经过多方面观察之后，引导学生先简单的画出轮廓，再经过补充将这种简单的轮廓进行描色，最后再用3D打印打出独特的面貌，通过在3D打印课程之中紧密结合steam的教学理念，来研究这些大洋大洲的特殊的地形和人文知识，可谓是直观而生动。这样的教学方式可以以其独有的特色将学生带入其中，通过他们的亲手实践来培养出他们的综合性水平能力并挖掘他们的潜能进而培养出他们的创新能力。

4 结语

总而言之，身为教师必须要清楚的知道，在新时期的教学活动中，不能再使用枯燥的传统教学方式方法，而是要借鉴和创新多样化教学方法，使学生能够具备创新能力，进而促进其综合素质发展。当然，在这个过程中教师必须要知道，孩子们通过3D打印技术可以游走在物理世界和数学化世界，对其中存在的文化差异加以探索。进而完成创作。其实，将steam教学理念应用于3D打印课程之中，主要是为了学生能够接触到更多的新科技，并且通过自身的探索和研究，将存在的问题一一解决。促进学生的文化认识且激发学生想象一个更美好的未来并最终去创建它，而为了能够创建它，那么首要的便是利用3D打印课程培养出他们的创新能力。这种技术具有非常重要的意义，因此在日常教学的过程中应该加大应用力度。

参考文献

[1]李青，王青.3D打印：一种新兴的学习技术[J].远程教育杂志，2013（04）：29-35.

[2]汤越明，金海燕，李瑞萍.基于设计的研究在小学科学教学中的应用[J].现代教育技术，2010（08）：41-43.

[3]胡畔，蒋家傅，陈子超.我国中小学STEAM教育发展的现实问题与路径选择[J].现代教育技术. 2016（08）

[4]傅骞，刘鹏飞.从验证到创造——中小学STEM教育应用模式研究[J].中国电化教育. 2016（04）