智作解鎖創新思維創客文化探究

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“創客”一詞來源于英文單詞“maker”，本義是指出于興趣與愛好，努力把各種創意轉變為現實的人。［1］作為萬人計劃武漢援藏教師中的一員，得知學校分配得到3D打印機后，就開始計劃開展創客校本課程。一年來，隨著創客校本課程的開展，各個學科教學不斷整合，在探索中，發現創客教育與許多學科教育都能相互融合，育人中對學生的綜合素養有很大的促進作用。在融合型創客教育過程中，創客教育就如同神話故事神筆馬良中的那支神筆。把學生天馬行空的各種想象變成現實。創客是以自主創新為核心價值，按照自我的興趣、愛好和客觀事實，把創新、構思、制作的遐想進行展示，其目的性源于將創客的思想觀念、技術應用的有效性應用到教學中，得以推進教學模式的改革和自主創新。下面結合所教學科，以及與周邊教師的探討，從“德、智、體、美、勞”五個方面，談談萬人計劃援藏教師團隊在山南市乃東區中學的創客教育與學科融合及對學生的綜合素養的促進作用。以“德”促教，情感升華，以愛國教育為支點，維護祖國統一，深埋愛國種子；以“智”促教，學科融合，為培養21世紀科技人才，做好知識儲備；以“體”促教，激發興趣，豐富學生知識，輔助理解運動；以“美”促教，凝聚人心，加強社會主義人心凝聚力；以“勞”促教，手腦合一，培養更多專業技能型實用人才。希望通過創客校本課程的開發與實施，改善現有教育模式，提高學生綜合素養。

一、以德促教，情感升華

以愛國教育為支點，維護祖國統一，深埋愛國種子。學生是祖國的未來、民族的希望，是培養未來社會新技術、新思維的前沿群體，是社會主義建設者和接班人。中學生愛國愛校情懷的培養，是新時代的教育使命和要求。在北京大學師生座談會上向廣大青年提出幾點希望，其中就有“要愛國，忠于祖國，忠于人民”。

（一）制作學校標志建筑物，構筑愛校情懷

隨著3D打印技術的革命性發展,以3D打印為主體的創客課程如雨后春筍般在內地中小學校興起，而在西藏，這類課程發展緩慢。以山南市為例，在乃東區中學開展創客課程初期，曾做調研，得知周邊很多老師知道3D打印，但是都不會設計及操作。于是帶著一群藏族老師做起3D創客。乃東中學是一所武漢援建的學校，校門口標志建筑物就是一座名為“黃鶴樓”的亭子。以此為藍本，將其設計成一個筆筒。下面先介紹第一件作品《黃鶴樓筆筒》：圖1是模仿乃東中學校門口取名為“黃鶴樓”的亭子，繪制的3D設計圖，略微改造，做成一個筆筒。右邊是用3D打印機制作出的成品照片。像這種復雜結構，現代3D切片軟件會建議分割打印，因為很多跨度大的結構，在打印時，受到重力作用容易坍塌。我教學生的是“拋物線處理法”。像亭子座椅，橫梁都做成拋物線，這樣打印時可以一體化打印，使成品更加牢固。旁邊褐色的筆筒做成一個箭頭的形狀，寓意“奮進拼搏，努力前行”。亭子底座刻有校徽，告訴學生畢業后不忘母校，不忘祖國的栽培，長大后，為祖國奉獻青春。

（二）制作中華歷史文物，構建愛國情懷

再介紹一個“半坡彩陶”作品。半坡文化，中國原始社會新石器時代的一種文化，屬黃河中游地區新石器時代的仰韶文化，是北方農耕文化的典型代表。在傳統學習中，學生僅能通過看書本圖片學習。當有了3D打印機時，我們可以模仿書中“半坡彩陶”圖片，自己在3D建模軟件中，將它做出來。再用打印機制作出來，拿在手中，從觸覺上認識我國傳統文化，感受古代中國文化、工藝的博大精深。帶領學生設計、制作各種與中華文化緊密相連的作品，把愛國、愛校情懷融入教學中，首先從道德情操上感染學生，讓每一個學生牢記使命，為中華民族偉大復興而努力學習。

二、以智促教，學科融合為培養

21世紀科技人才，做好知識儲備。3D建模既是對學生空間思維的一種鍛煉，又是教師幾何教學中的好幫手。

（一）幫助錘煉學生空間思維能力例如在教學生面積、體積換算時，許多學生只會死記硬背，沒有理解，時間一長，記憶模糊，每逢單位換算，總是出錯。像面積換算可用下面的側視圖來理解。邊長擴大為原來3倍，面積變化為原來3的平方，即9倍，通過數小方片個數來體會。而體積換算可用下面3D幾何圖形來幫助理解。在3D軟件中，可以不斷切換視角，在制作過程中，從不同視角去觀察。最后通過數出來，和3的3次方算出來有27個小方塊。在數數和計算的過程中去體會面積和體積換算，更加直觀。

（二）幫助教師創設導學活動

通過3D設計及制作，可以把課堂教學與生活實際相結合。讓教學內容變得更加形象生動，避免課堂教學變得枯燥乏味。例如，我校數學教師上了一節自治區級的展示課，內容是“正方形”。這節課中，他需要從前面學習過的“平行四邊形”過渡到“正方形”。創客小組幫助制作平行四邊形過渡到正方形的動畫及實物。這里實物模仿的是常見的拉伸防盜門。學生在課堂中，看到教師的教具后，立刻心領神會，通過拉伸，將平行四邊形變成正方形。在這節課里，創客幫助學生將生活經驗與課堂知識相聯系，同時激發學生學習興趣，促使其主動投入學習之中，有效提升學習效率。

三、以體促教，激發興趣

（一）輔助理解運動原理

也許很多人會疑問：難道3D創客對體育也有影響？我的回答是肯定的。例如可以讓學生設計制作口哨。學生大部分僅僅見過口哨，但不知道口哨內部結構。這個設計問題可以激發學生去找體育老師要口哨，去觀察口哨內部結構，去找物理老師幫助分析口哨發聲原理。學生與教師交流后，再去設計口哨。設計3D模型就是激發中學生創作興趣，積極啟發中學生思考，促進中學生創新能力不斷提高的一個深度學習的過程。［2］學生的認識將不僅停留在“使用口哨”，而是在運動中，體驗、感悟知識的過程。我們教學中“音體美”經常是一家。樂器的發聲原理就十分值得探究。通過網絡能搜出很多樂器模型，在模仿制作這些模型的過程中，學生會更加仔細觀察各種樂器的結構，這些都可以幫助學生去理解樂器的工作原理，在理解工作原理的基礎上，學習樂器的使用將更加得心應手。

（二）制作精確的計時測量工具

內地體育中考已經大量普及使用電子計時及電子測量裝置，而山南市還是人工計時及測量。于是給學生提出一個問題，能否通過3D創客去設計制作更加精確的計時及測量裝置呢？學生們針對這個問題，首先開始思考需要哪些材料？接著思考，這些材料需要如何組合起來？還要思考，哪些設計需要通過3D打印機制作出來？最后思考，如何實現我們的目的，并實踐操作。雖然我們最后制作出來的裝置使用有局限，僅能測量單個學生跑步成績。但在創客過程中，學生借助所學知識對一些實際問題加以解決，促使他們對知識具有的價值進行體會。

四、以美促教，凝聚人心

凝聚人心，加強社會主義人心凝聚力。傳統美術教育在一張紙上作畫，屬于平面藝術。而我們的3D打印將帶學生從平面藝術升華到立體藝術創作。雖然美術中的一些陶藝手工制作也是立體的，但易受到感覺影響。而我們的3D打印是將電腦的數字精確帶入制作中。在制作中，不僅是感官的變化，更是數字的升華，精確的打印技術可以實現更加細致的創作。社會在不斷發展，科技在不斷進步，教育方式也愈發多樣化。普通的教學方式在當前已經難以滿足學生的學習需求。現階段，我們的教育要想有所突破，就要與時俱進。下面介紹三件凝聚人心的作品。

（一）凝聚人心的雍布拉康

3D打印技術在美術教育中的運用可以讓學生獲得獨特的學習體驗，一種革新的教學、學習方式。精美的作品不僅陶冶情操，更是師生間永恒的友誼。下面先介紹一件“雍布拉康”作品。上面是3D軟件中的設計效果及3D打印成品圖。援藏前，只知道布達拉宮，來到乃東后，方才知道低調的山南，它是古代吐蕃王朝的古都，它是一片圣地，它是雅礱文化的發源地，幾乎囊括了西藏所有的“第一”。雍布拉康就是西藏的第一座宮殿，這件作品是值中國共產黨建黨100周年、西藏和平解放70周年之際制作完成，是一件為了凝聚人心，加強社會主義人心凝聚力的作品。

（二）銳意進取的武漢黃鶴樓

我們是來自白云黃鶴的故鄉——武漢的援藏教師。作為武漢標志建筑物“黃鶴樓”，它代表了武漢“敢為人先，追求卓越”的城市精神。它也是我們的重要作品之一。下面先展示我們的3D設計及3D打印成品圖：通過3D打印機制作出來的成品，成為筆者在西藏所教第一屆學生最珍貴的畢業禮物。學生在動手設計制作這些精美物品時，既是對美的感悟，也是對老師的一種感恩。學生的作品不僅可贈與老師，也可贈與同學，把友誼的橋梁嫁接在一個個的實物作品中。

（三）湖北山南友誼的橋梁

最后介紹的是“友誼之橋”。團隊是湖北武漢萬人計劃第一批援藏教師，乃東中學前身是“三中”也是經由武漢援藏工作隊援建。這座橋梁模型部分參考的是語文課本上著名的“趙州橋”。在底座上刻上武漢的標志，代表著山南與湖北武漢之間的友誼。制作過程中，深刻體會石拱橋獨特的技術特點，更有利于理解課文。

五、以勞促教，手腦合一

（一）培養更多專業技能型實用人才

思格斯在《自然辯證法》寫道：人類社會區別于猿群的特征在我們看來又是什么呢?是勞動。勞動的重要性不言而喻。我們傳統教學重在動腦、解題。學生往往僅能把總結好的知識倒背如流，而不能將知識運用在實踐中。我們的3D教育是把信息技術與學科知識運用相互聯系的一門學科。把腦中所想用電腦繪畫出來，用3D打印機可以把學生天馬行空的想象變成實物，猶如神話故事中馬良的神筆。例如物理教學中學習天平使用，要用鑷子夾取砝碼。在實際操作中，我們的鑷子夾取砝碼時很容易滑落。我們可以改進設計一個不易滑的鑷子，我們在鑷子前端設計一個凹槽，利用這個凹槽正好把砝碼上部小圓柱夾住。這樣在夾取砝碼時，就不容易滑落。學生在3D設計及制作過程中，不僅熟悉了天平的使用方法，更是對知識運用有了更深的理解。

（二）助力實驗教具創新與維護

2019年，我校央珍老師參加自治區物理說課比賽，她講的課題是《平面鏡》。針對平面鏡成像實驗，為了更好展示實驗效果，我們制作了超大“平面鏡”，并制作了大號平面鏡支架，助力央珍老師獲得一等獎。我校的3D創客制作還助力西藏第一次中考實驗操作。2021年中考，西藏第一次開展理化生實驗技能操作考試。我校在實驗室自查中發現很多儀器有損壞，不便于學生實驗，例如在凸透鏡成像實驗中，由于沒有蠟燭底座，導致學生在調節物距中，會發生蠟燭掉落的危險。針對這種情形，創客小組立馬用3D打印機制作蠟燭底座，并安裝實驗。有了蠟燭底座，學生實驗時，蠟燭不易傾倒，實驗更加安全、穩定。

六、結語

讓創客教育成為民族融合的催化劑。創客教育在西藏還處于起步階段，我們計劃不僅在援助學校開展創客課程，還要加強區域間聯系，開展市級創客教研活動，讓當地更多老師加入我們的創客團隊，促進當地教育再上新臺階。讓教育不僅局限在課堂上的傳統教育模式，還要結合現代新技術，讓學生有更多機會接觸世界最先進的思想、理念、技術裝備。目前在有限的條件下，我校也僅僅是初探3D創客校本課程對中學生的教育影響。希望隨著基礎設施不斷完善，能把創客教育與其它學科教育深度融合，更好地為我們的學生們、老師們提供幫助。通過把創客教育與各個學科深度融合，給孩子們創造一個全新的學習環境、全新的學習模式，促進學生綜合素養的全面提高。

參考文獻

［1］王佳玉,鐘柏昌.中小學創客教育研究綜述［J］.現代遠距離教育，2018(02):20.

［2］蘇林欣.創客背景下信息技術教學的創新探索與實踐［J］.高考，2021(10):120.

作者:陶稔 單位:西藏山南市乃東區中學