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3D打印與K12知識點融合——素質教育新課程進校記

作者:東瓜 發(fā)布時間:

3D打印與K12知識點融合——素質教育新課程進校記

作者:東瓜 發(fā)布時間:

摘要:3D打印將不再只是一門通識技術課了。

芥末堆 東瓜 3月29日

當各類知識點融合的新課程被更多公立校所接受,或許你以后聽到別人說自己的主科是體育老師教的就不再那么驚訝了。事實上,這個現(xiàn)象早已存在,就在近日,上海天山第一小學的王嘉麒老師就在3D打印展上教授了一門穿插入3D打印知識的歷史課,他原本的主科就是體育。除此之外,在這次展會上,來自上海向明初級中學的物理老師王夢也將物理知識,軍事以及3D打印結合,帶來了一堂特別的物理課。

體育老師教授歷史知識 3D打印機成教學工具

王嘉麒的這堂課主要教授的是活字印刷術,在這堂課上,他的學生們將了解活字印刷術,并利用3D打印機制作活字,最終印出學校的辦學理念“聯(lián)通兒童與世界”。王嘉麒帶領孩子們在課堂中做操,以跳鏡面操的形式為學生們構筑空間感,使學生更好地領悟印刷活字的原理。該課程最大的亮點即這堂課恰到好處地融合了歷史,體育課的知識點,讓學習變得不枯燥,也讓小學生感受到了最新科技的魅力。

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(王嘉麒帶領孩子們跳操)

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隨后,王嘉麒接受了芥末堆的收集?!霸谀翘谜n以后,你的生活有什么改變嗎?”我問?!皼]有太大改變,我的主科還是體育,但是也有一些學校會邀請我去給他們的學生再上一次那天的課程。除此外,可能之后我的拓展興趣班將開設3D打印相關內容的課程?!蓖跫西杌卮鸬?。王老師口中的拓展興趣班指的則是天山第一小學在每周三下午開設的拓展課,孩子們可以依據自己的興趣選擇相應的拓展興趣班,而王老師此前開設的是機器人相關課程,與科技結合緊密,也是因為這個緣由,天山一小選擇了他來做這次創(chuàng)新課試驗。

“剛開始接觸這個事時,合作企業(yè)太爾時代那邊只給我了一份關于3D打印的相關課程和活字印刷術的資料,知識點與3D打印技術是分開的,我當時頭都大了。”王老師笑著說。之后,太爾時代創(chuàng)酷營的貝勒老師進入天山一小給學生們上了一堂3D打印課,王佳麒也坐在底下邊學邊聽。在往后的日子里,他一邊學著技術,一邊想著課程設計思路?!拔乙舱伊藚^(qū)里的專家以及學校的信息技術老師詢問意見?!蓖趵蠋熃又f:“一開始很頭疼,但是一直都沒想到要怎么去設計,大概過了兩個星期,才終于想清楚怎么進行融合比較好。”此時,就有了讓鏡面操和活字印刷原理融合起來的點子。

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(跳操)

據貝勒老師回憶,王嘉麒當時做課程設計時壓力特別大,睡不好,連開車的時間都在想?!皼]辦法,找不到這樣的先例,沒有任何課程能做參照,只能靠自己?!蓖趵蠋熁貞浀馈!安贿^,如果以后的課程融合還需要我這樣去思考設計,我還是很愿意的,這是老師應盡的義務?!蓖趵蠋熯@樣說道。他表示,孩子們都很喜歡3D打印這門技術,而在小學的課本里,知識點強調并不多,之后他也會繼續(xù)做相應課程設計放在他的周三下午拓展課里。

“想到之前總有人以其他學科的知識是體育老師教的這種話來調侃我們,我想我為體育老師正名了吧?!蓖跫西栊χf。

據了解,天山第一小學目前與太爾時代創(chuàng)酷營為合作關系,預計合作半年,在這半年內,太爾時代將為天山第一小學提供3D打印機以及課程設計等服務。

將壓強概念與3D打印技術融合 向明中學欲建創(chuàng)客實驗室

不同于小學以拓展課的形式讓3D打印技術進入課堂,向明初級中學想做的是真正將知識點與3D打印進行融合,以類似STEAM教育的形式,讓學生真正能更好地吸收知識又能獲得解決問題的能力。

“這可能跟學校的要求不同,畢竟小學時期學科知識點不會太多,也不會過于強調應試,但在中學教育中,知識點的概念還是比較重的,所以我們學校是希望能抽出部分合適的知識點與3D打印技術融合,做出更有趣的課程。”物理老師王夢說。從教3年的她,作為年輕的物理老師,在寒假時被委以重任,設計出一堂融合3D打印技術與物理知識的課。

“我當時就邊學技術邊在想怎么融合。當時太爾時代那邊給過我們一些選擇,浮力,密度,熱機”浮力的是初三的問題,要講前面還需要做知識鋪墊,一節(jié)課說不完。密度因打印材料受到了限制,如果通過實心空心來實現(xiàn)又超綱了,但是考慮到密度因為牽涉到實心空心的問題可能超綱了,也排除了。而選擇熱機后,3D打印出來的熱機受限于材料,摩擦力太大,無法和現(xiàn)實熱機運作類比只能放棄。王夢和區(qū)里的專家教研員們琢磨很久以后想到了初三要學的壓強這一章。

“當時物理書上有一張?zhí)箍说膱D片,說到坦克的履帶幫助坦克的輪子增大了接觸面,減小了壓強,所以我就想到要做一個結合軍事知識,物理和3D打印技術的課程?!蓖鯄粽f。在課程設計期間她不斷向同組的物理老師以及帶自己的老師請教,太爾時代的創(chuàng)酷營團隊也不斷地進行技術性援助,最終才順利完成了整個課程設計。

稱重.jpg(稱重)

打印履帶.jpg(打印履帶)

在王夢的這堂課中,她先向學生介紹了各類坦克的知識,再講述到履帶的作用,讓學生們實際算出同比例縮小型號的坦克,并為坦克設計一條履帶,減小坦克的壓強,防止坦克在進入沙地時下陷。而下陷的顯示方式上,王夢又結合了電路的知識。她在3D打印的坦克底部貼上一塊導電貼紙,若履帶未減小到合適壓強,坦克底部將接觸電路形成開關,燈泡會亮。

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履帶的長度是固定的,同學們通過計算設計履帶的寬度,再進行建模打印出履帶,安裝于坦克上,不少同學的實驗還成功了,安裝上履帶的坦克未觸動燈泡。“一開始,我們還想打印坦克的,被告知打印一個坦克需要幾個小時,所以還是打印履帶就好?!蓖鯄粽f。除此外,王夢還想到了3D打印模型的缺陷,即輪子不能真正動起來,學生計算的履帶比實際按比例縮小的履帶要短,她在最后還放了坦克運轉視頻,讓學生感受到這一點。通過這堂課,王夢的學生們不僅學會了知識,還將知識與實際問題結合,在課堂中就活學活用真的解決了一次問題,算是類STEAM的課程,不再是3D打印科普課的概念了。

據王夢介紹,向明初級中學還將建立一個創(chuàng)新課程實驗室。實驗室內將引入3D打印與基礎課程結合的創(chuàng)新課程以及拓展類課程和探究類課程。第一批進入的基礎課程為物理,數(shù)學以及信息技術。她作為物理課這邊的課程設計方也將繼續(xù)進行課程設計,挑選合適的知識點與3D打印相結合?!爱斎徊皇撬械恼n都適合3D打印,但3D打印還是比其他的實現(xiàn)手段更適配,開源,學生都特別有興趣。”王夢笑著回憶道,她當初試著給學生上這堂課時,下一節(jié)課恰逢體育課,“在我們學校,體育課是神圣不可侵犯的,什么課都別想占用體育課的時間。但是那次上課,好多學生都在等最后的打印,自愿留下來希望我講完,會對我說,‘沒關系下一節(jié)反正是體育課’這樣的話?!蓖鯄粜α恕?/p>

校企合作被提及很多 想法各不同

如今,不少一線城市學校對于STEAM、創(chuàng)客教育已經有所了解,他們很樂意讓年輕教師進行類似課程設計,但大多數(shù)對于企業(yè)提供的課程服務不滿意,因為他們給出的課程包一般以自帶的課程體系為基礎,差一點的甚至沒有課程體系,更別提與學校的課程內容相融合。此前,北京玉泉小學教研老師Helen曾表示,她們學校也看過很多課程,有3D打印,有機器人等,做得很炫,但并不是學校所需要的?!拔覀兏枰苓m應知識點的創(chuàng)新課程,我們也希望它能和校本課融合的更好?!盚elen說。

對此類現(xiàn)象,太爾時代創(chuàng)酷營的貝勒老師也表示他也注意到了?!?a href="http://qplk.cn/N/40701.html" target="_blank">我個人肯定還是更喜歡類似拓展課形式的3D打印課,此前我們也研發(fā)了大量這樣的課程。但是目前為了符合進校的要求,我們也會研發(fā)出與K12階段知識點結合得更好的3D打印創(chuàng)意課,之后我們可能會邀請類似王夢這樣的老師合作研發(fā)?!必惱绽蠋熖寡?,畢竟要做創(chuàng)新技術與K12知識點對接的課程不是一個小工程,得慢慢來。但他提倡的3D打印變成一種技術手段來學習課程的理念還是被很多學校所接受的,也是目前更多公立校在踐行校企合作時的出發(fā)點。

從內容上,目前的素質教育課程分兩種形式正挺近學校。一種是被用得很多的,即企業(yè)提供給學校一系列創(chuàng)新課程的解決方案,但這一方案進校大多表現(xiàn)為選修課,拓展課內容,與正課分割開來。他們中更多是純粹教授技術或制作東西、或科普課,即課程目標多為學習技術,學習知識但并沒有做到真正的融合,更別提培養(yǎng)學生解決問題的能力。而另一種則是要與學校深度合作,研發(fā)與K12知識點融合進入正課的創(chuàng)新課程。

在走訪中,芥末堆發(fā)現(xiàn),校企合作雖被反復提及,但具體滿足雙方關于課程的看法、教育理念上想法卻還需要長時間的磨合。作為公立校一方,建議多接觸企業(yè),確認企業(yè)有切實的課程體系或課程內容再購買。而作為企業(yè)方,若希望給學校提供完全融合K12知識點的課程,建議做好功課,扎實構建好自己的體系。而且在知識點融合上一定要做出可供參考的課程,并且在融合上減少對技術的癡迷,靈活使用技術元素,將技術作為工具而非課程主角,不然只能以K12的補充課程或拓展課、選修課形式出現(xiàn)在備選名單上

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