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3D打印與K12知識(shí)點(diǎn)融合——素質(zhì)教育新課程進(jìn)校記

作者:東瓜 發(fā)布時(shí)間:

3D打印與K12知識(shí)點(diǎn)融合——素質(zhì)教育新課程進(jìn)校記

作者:東瓜 發(fā)布時(shí)間:

摘要:3D打印將不再只是一門通識(shí)技術(shù)課了。

芥末堆 東瓜 3月29日

當(dāng)各類知識(shí)點(diǎn)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(shuō)自己的主科是體育老師教的就不再那么驚訝了。事實(shí)上,這個(gè)現(xiàn)象早已存在,就在近日,上海天山第一小學(xué)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(shí)的歷史課,他原本的主科就是體育。除此之外,在這次展會(huì)上,來(lái)自上海向明初級(jí)中學(xué)的物理老師王夢(mèng)也將物理知識(shí),軍事以及3D打印結(jié)合,帶來(lái)了一堂特別的物理課。

體育老師教授歷史知識(shí) 3D打印機(jī)成教學(xué)工具

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

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(王嘉麒帶領(lǐng)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(wèn)?!皼]有太大改變,我的主科還是體育,但是也有一些學(xué)校會(huì)邀請(qǐng)我去給他們的學(xué)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(shè)3D打印相關(guān)內(nèi)容的課程。”王嘉麒回答道。王老師口中的拓展興趣班指的則是天山第一小學(xué)在每周三下午開設(shè)的拓展課,孩子們可以依據(jù)自己的興趣選擇相應(yīng)的拓展興趣班,而王老師此前開設(shè)的是機(jī)器人相關(guān)課程,與科技結(jié)合緊密,也是因?yàn)檫@個(gè)緣由,天山一小選擇了他來(lái)做這次創(chuàng)新課試驗(yàn)。

“剛開始接觸這個(gè)事時(shí),合作企業(yè)太爾時(shí)代那邊只給我了一份關(guān)于3D打印的相關(guān)課程和活字印刷術(shù)的資料,知識(shí)點(diǎn)與3D打印技術(shù)是分開的,我當(dāng)時(shí)頭都大了?!蓖趵蠋熜χf(shuō)。之后,太爾時(shí)代創(chuàng)酷營(yíng)的貝勒老師進(jìn)入天山一小給學(xué)生們上了一堂3D打印課,王佳麒也坐在底下邊學(xué)邊聽。在往后的日子里,他一邊學(xué)著技術(shù),一邊想著課程設(shè)計(jì)思路?!拔乙舱伊藚^(qū)里的專家以及學(xué)校的信息技術(shù)老師詢問(wèn)意見?!蓖趵蠋熃又f(shuō):“一開始很頭疼,但是一直都沒想到要怎么去設(shè)計(jì),大概過(guò)了兩個(gè)星期,才終于想清楚怎么進(jìn)行融合比較好?!贝藭r(shí),就有了讓鏡面操和活字印刷原理融合起來(lái)的點(diǎn)子。

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(跳操)

據(jù)貝勒老師回憶,王嘉麒當(dāng)時(shí)做課程設(shè)計(jì)時(shí)壓力特別大,睡不好,連開車的時(shí)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??!安贿^(guò),如果以后的課程融合還需要我這樣去思考設(shè)計(jì),我還是很愿意的,這是老師應(yīng)盡的義務(wù)?!蓖趵蠋熯@樣說(shuō)道。他表示,孩子們都很喜歡3D打印這門技術(shù),而在小學(xué)的課本里,知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)調(diào)并不多,之后他也會(huì)繼續(xù)做相應(yīng)課程設(shè)計(jì)放在他的周三下午拓展課里。

“想到之前總有人以其他學(xué)科的知識(shí)是體育老師教的這種話來(lái)調(diào)侃我們,我想我為體育老師正名了吧?!蓖跫西栊χf(shuō)。

據(jù)了解,天山第一小學(xué)目前與太爾時(shí)代創(chuàng)酷營(yíng)為合作關(guān)系,預(yù)計(jì)合作半年,在這半年內(nèi),太爾時(shí)代將為天山第一小學(xué)提供3D打印機(jī)以及課程設(shè)計(jì)等服務(wù)。

將壓強(qiáng)概念與3D打印技術(shù)融合 向明中學(xué)欲建創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室

不同于小學(xué)以拓展課的形式讓3D打印技術(shù)進(jìn)入課堂,向明初級(jí)中學(xué)想做的是真正將知識(shí)點(diǎn)與3D打印進(jìn)行融合,以類似STEAM教育的形式,讓學(xué)生真正能更好地吸收知識(shí)又能獲得解決問(wèn)題的能力。

“這可能跟學(xué)校的要求不同,畢竟小學(xué)時(shí)期學(xué)科知識(shí)點(diǎn)不會(huì)太多,也不會(huì)過(guò)于強(qiáng)調(diào)應(yīng)試,但在中學(xué)教育中,知識(shí)點(diǎn)的概念還是比較重的,所以我們學(xué)校是希望能抽出部分合適的知識(shí)點(diǎn)與3D打印技術(shù)融合,做出更有趣的課程?!蔽锢砝蠋熗鯄?mèng)說(shuō)。從教3年的她,作為年輕的物理老師,在寒假時(shí)被委以重任,設(shè)計(jì)出一堂融合3D打印技術(shù)與物理知識(shí)的課。

“我當(dāng)時(shí)就邊學(xué)技術(shù)邊在想怎么融合。當(dāng)時(shí)太爾時(shí)代那邊給過(guò)我們一些選擇,浮力,密度,熱機(jī)。”浮力的是初三的問(wèn)題,要講前面還需要做知識(shí)鋪墊,一節(jié)課說(shuō)不完。密度因打印材料受到了限制,如果通過(guò)實(shí)心空心來(lái)實(shí)現(xiàn)又超綱了,但是考慮到密度因?yàn)闋可娴綄?shí)心空心的問(wèn)題可能超綱了,也排除了。而選擇熱機(jī)后,3D打印出來(lái)的熱機(jī)受限于材料,摩擦力太大,無(wú)法和現(xiàn)實(shí)熱機(jī)運(yùn)作類比只能放棄。王夢(mèng)和區(qū)里的專家教研員們琢磨很久以后想到了初三要學(xué)的壓強(qiáng)這一章。

“當(dāng)時(shí)物理書上有一張?zhí)箍说膱D片,說(shuō)到坦克的履帶幫助坦克的輪子增大了接觸面,減小了壓強(qiáng),所以我就想到要做一個(gè)結(jié)合軍事知識(shí),物理和3D打印技術(shù)的課程?!蓖鯄?mèng)說(shuō)。在課程設(shè)計(jì)期間她不斷向同組的物理老師以及帶自己的老師請(qǐng)教,太爾時(shí)代的創(chuàng)酷營(yíng)團(tuán)隊(duì)也不斷地進(jìn)行技術(shù)性援助,最終才順利完成了整個(gè)課程設(shè)計(jì)。

稱重.jpg(稱重)

打印履帶.jpg(打印履帶)

在王夢(mèng)的這堂課中,她先向?qū)W生介紹了各類坦克的知識(shí),再講述到履帶的作用,讓學(xué)生們實(shí)際算出同比例縮小型號(hào)的坦克,并為坦克設(shè)計(jì)一條履帶,減小坦克的壓強(qiáng),防止坦克在進(jìn)入沙地時(shí)下陷。而下陷的顯示方式上,王夢(mèng)又結(jié)合了電路的知識(shí)。她在3D打印的坦克底部貼上一塊導(dǎo)電貼紙,若履帶未減小到合適壓強(qiáng),坦克底部將接觸電路形成開關(guān),燈泡會(huì)亮。

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履帶的長(zhǎng)度是固定的,同學(xué)們通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)履帶的寬度,再進(jìn)行建模打印出履帶,安裝于坦克上,不少同學(xué)的實(shí)驗(yàn)還成功了,安裝上履帶的坦克未觸動(dòng)燈泡。“一開始,我們還想打印坦克的,被告知打印一個(gè)坦克需要幾個(gè)小時(shí),所以還是打印履帶就好?!蓖鯄?mèng)說(shuō)。除此外,王夢(mèng)還想到了3D打印模型的缺陷,即輪子不能真正動(dòng)起來(lái),學(xué)生計(jì)算的履帶比實(shí)際按比例縮小的履帶要短,她在最后還放了坦克運(yùn)轉(zhuǎn)視頻,讓學(xué)生感受到這一點(diǎn)。通過(guò)這堂課,王夢(mèng)的學(xué)生們不僅學(xué)會(huì)了知識(shí),還將知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題結(jié)合,在課堂中就活學(xué)活用真的解決了一次問(wèn)題,算是類STEAM的課程,不再是3D打印科普課的概念了。

據(jù)王夢(mèng)介紹,向明初級(jí)中學(xué)還將建立一個(gè)創(chuàng)新課程實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將引入3D打印與基礎(chǔ)課程結(jié)合的創(chuàng)新課程以及拓展類課程和探究類課程。第一批進(jìn)入的基礎(chǔ)課程為物理,數(shù)學(xué)以及信息技術(shù)。她作為物理課這邊的課程設(shè)計(jì)方也將繼續(xù)進(jìn)行課程設(shè)計(jì),挑選合適的知識(shí)點(diǎn)與3D打印相結(jié)合?!爱?dāng)然不是所有的課都適合3D打印,但3D打印還是比其他的實(shí)現(xiàn)手段更適配,開源,學(xué)生都特別有興趣?!蓖鯄?mèng)笑著回憶道,她當(dāng)初試著給學(xué)生上這堂課時(shí),下一節(jié)課恰逢體育課,“在我們學(xué)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(shí)間。但是那次上課,好多學(xué)生都在等最后的打印,自愿留下來(lái)希望我講完,會(huì)對(duì)我說(shuō),‘沒關(guān)系下一節(jié)反正是體育課’這樣的話?!蓖鯄?mèng)笑了。

校企合作被提及很多 想法各不同

如今,不少一線城市學(xué)校對(duì)于STEAM、創(chuàng)客教育已經(jīng)有所了解,他們很樂意讓年輕教師進(jìn)行類似課程設(shè)計(jì),但大多數(shù)對(duì)于企業(yè)提供的課程服務(wù)不滿意,因?yàn)樗麄兘o出的課程包一般以自帶的課程體系為基礎(chǔ),差一點(diǎn)的甚至沒有課程體系,更別提與學(xué)校的課程內(nèi)容相融合。此前,北京玉泉小學(xué)教研老師Helen曾表示,她們學(xué)校也看過(guò)很多課程,有3D打印,有機(jī)器人等,做得很炫,但并不是學(xué)校所需要的?!拔覀兏枰苓m應(yīng)知識(shí)點(diǎn)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(shuō)。

對(duì)此類現(xiàn)象,太爾時(shí)代創(chuàng)酷營(yíng)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(gè)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(jìn)校的要求,我們也會(huì)研發(fā)出與K12階段知識(shí)點(diǎn)結(jié)合得更好的3D打印創(chuàng)意課,之后我們可能會(huì)邀請(qǐng)類似王夢(mèng)這樣的老師合作研發(fā)。”貝勒老師坦言,畢竟要做創(chuàng)新技術(shù)與K12知識(shí)點(diǎn)對(duì)接的課程不是一個(gè)小工程,得慢慢來(lái)。但他提倡的3D打印變成一種技術(shù)手段來(lái)學(xué)習(xí)課程的理念還是被很多學(xué)校所接受的,也是目前更多公立校在踐行校企合作時(shí)的出發(fā)點(diǎn)。

從內(nèi)容上,目前的素質(zhì)教育課程分兩種形式正挺近學(xué)校。一種是被用得很多的,即企業(yè)提供給學(xué)校一系列創(chuàng)新課程的解決方案,但這一方案進(jìn)校大多表現(xiàn)為選修課,拓展課內(nèi)容,與正課分割開來(lái)。他們中更多是純粹教授技術(shù)或制作東西、或科普課,即課程目標(biāo)多為學(xué)習(xí)技術(shù),學(xué)習(xí)知識(shí)但并沒有做到真正的融合,更別提培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。而另一種則是要與學(xué)校深度合作,研發(fā)與K12知識(shí)點(diǎn)融合進(jìn)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(fù)提及,但具體滿足雙方關(guān)于課程的看法、教育理念上想法卻還需要長(zhǎng)時(shí)間的磨合。作為公立校一方,建議多接觸企業(yè),確認(rèn)企業(yè)有切實(shí)的課程體系或課程內(nèi)容再購(gòu)買。而作為企業(yè)方,若希望給學(xué)校提供完全融合K12知識(shí)點(diǎn)的課程,建議做好功課,扎實(shí)構(gòu)建好自己的體系。而且在知識(shí)點(diǎn)融合上一定要做出可供參考的課程,并且在融合上減少對(duì)技術(shù)的癡迷,靈活使用技術(shù)元素,將技術(shù)作為工具而非課程主角,不然只能以K12的補(bǔ)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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