智作解鎖創(chuàng)新思維創(chuàng)客文化探究
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“創(chuàng)客”一詞來(lái)源于英文單詞“maker”，本義是指出于興趣與愛好，努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人。［1］作為萬(wàn)人計(jì)劃武漢援藏教師中的一員，得知學(xué)校分配得到3D打印機(jī)后，就開始計(jì)劃開展創(chuàng)客校本課程。一年來(lái)，隨著創(chuàng)客校本課程的開展，各個(gè)學(xué)科教學(xué)不斷整合，在探索中，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)客教育與許多學(xué)科教育都能相互融合，育人中對(duì)學(xué)生的綜合素養(yǎng)有很大的促進(jìn)作用。在融合型創(chuàng)客教育過程中，創(chuàng)客教育就如同神話故事神筆馬良中的那支神筆。把學(xué)生天馬行空的各種想象變成現(xiàn)實(shí)。創(chuàng)客是以自主創(chuàng)新為核心價(jià)值，按照自我的興趣、愛好和客觀事實(shí)，把創(chuàng)新、構(gòu)思、制作的遐想進(jìn)行展示，其目的性源于將創(chuàng)客的思想觀念、技術(shù)應(yīng)用的有效性應(yīng)用到教學(xué)中，得以推進(jìn)教學(xué)模式的改革和自主創(chuàng)新。下面結(jié)合所教學(xué)科，以及與周邊教師的探討，從“德、智、體、美、勞”五個(gè)方面，談?wù)勅f(wàn)人計(jì)劃援藏教師團(tuán)隊(duì)在山南市乃東區(qū)中學(xué)的創(chuàng)客教育與學(xué)科融合及對(duì)學(xué)生的綜合素養(yǎng)的促進(jìn)作用。以“德”促教，情感升華，以愛國(guó)教育為支點(diǎn)，維護(hù)祖國(guó)統(tǒng)一，深埋愛國(guó)種子；以“智”促教，學(xué)科融合，為培養(yǎng)21世紀(jì)科技人才，做好知識(shí)儲(chǔ)備；以“體”促教，激發(fā)興趣，豐富學(xué)生知識(shí)，輔助理解運(yùn)動(dòng)；以“美”促教，凝聚人心，加強(qiáng)社會(huì)主義人心凝聚力；以“勞”促教，手腦合一，培養(yǎng)更多專業(yè)技能型實(shí)用人才。希望通過創(chuàng)客校本課程的開發(fā)與實(shí)施，改善現(xiàn)有教育模式，提高學(xué)生綜合素養(yǎng)。
一、以德促教，情感升華
以愛國(guó)教育為支點(diǎn)，維護(hù)祖國(guó)統(tǒng)一，深埋愛國(guó)種子。學(xué)生是祖國(guó)的未來(lái)、民族的希望，是培養(yǎng)未來(lái)社會(huì)新技術(shù)、新思維的前沿群體，是社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。中學(xué)生愛國(guó)愛校情懷的培養(yǎng)，是新時(shí)代的教育使命和要求。在北京大學(xué)師生座談會(huì)上向廣大青年提出幾點(diǎn)希望，其中就有“要愛國(guó)，忠于祖國(guó)，忠于人民”。
（一）制作學(xué)校標(biāo)志建筑物，構(gòu)筑愛校情懷
隨著3D打印技術(shù)的革命性發(fā)展,以3D打印為主體的創(chuàng)客課程如雨后春筍般在內(nèi)地中小學(xué)校興起，而在西藏，這類課程發(fā)展緩慢。以山南市為例，在乃東區(qū)中學(xué)開展創(chuàng)客課程初期，曾做調(diào)研，得知周邊很多老師知道3D打印，但是都不會(huì)設(shè)計(jì)及操作。于是帶著一群藏族老師做起3D創(chuàng)客。乃東中學(xué)是一所武漢援建的學(xué)校，校門口標(biāo)志建筑物就是一座名為“黃鶴樓”的亭子。以此為藍(lán)本，將其設(shè)計(jì)成一個(gè)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(xué)校門口取名為“黃鶴樓”的亭子，繪制的3D設(shè)計(jì)圖，略微改造，做成一個(gè)筆筒。右邊是用3D打印機(jī)制作出的成品照片。像這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代3D切片軟件會(huì)建議分割打印，因?yàn)楹芏嗫缍却蟮慕Y(jié)構(gòu)，在打印時(shí)，受到重力作用容易坍塌。我教學(xué)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(shí)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(gè)箭頭的形狀，寓意“奮進(jìn)拼搏，努力前行”。亭子底座刻有?；?，告訴學(xué)生畢業(yè)后不忘母校，不忘祖國(guó)的栽培，長(zhǎng)大后，為祖國(guó)奉獻(xiàn)青春。
（二）制作中華歷史文物，構(gòu)建愛國(guó)情懷
再介紹一個(gè)“半坡彩陶”作品。半坡文化，中國(guó)原始社會(huì)新石器時(shí)代的一種文化，屬黃河中游地區(qū)新石器時(shí)代的仰韶文化，是北方農(nóng)耕文化的典型代表。在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中，學(xué)生僅能通過看書本圖片學(xué)習(xí)。當(dāng)有了3D打印機(jī)時(shí)，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(lái)。再用打印機(jī)制作出來(lái)，拿在手中，從觸覺上認(rèn)識(shí)我國(guó)傳統(tǒng)文化，感受古代中國(guó)文化、工藝的博大精深。帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)、制作各種與中華文化緊密相連的作品，把愛國(guó)、愛校情懷融入教學(xué)中，首先從道德情操上感染學(xué)生，讓每一個(gè)學(xué)生牢記使命，為中華民族偉大復(fù)興而努力學(xué)習(xí)。
二、以智促教，學(xué)科融合為培養(yǎng)
21世紀(jì)科技人才，做好知識(shí)儲(chǔ)備。3D建模既是對(duì)學(xué)生空間思維的一種鍛煉，又是教師幾何教學(xué)中的好幫手。
（一）幫助錘煉學(xué)生空間思維能力例如在教學(xué)生面積、體積換算時(shí)，許多學(xué)生只會(huì)死記硬背，沒有理解，時(shí)間一長(zhǎng)，記憶模糊，每逢單位換算，總是出錯(cuò)。像面積換算可用下面的側(cè)視圖來(lái)理解。邊長(zhǎng)擴(kuò)大為原來(lái)3倍，面積變化為原來(lái)3的平方，即9倍，通過數(shù)小方片個(gè)數(shù)來(lái)體會(huì)。而體積換算可用下面3D幾何圖形來(lái)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(shù)出來(lái)，和3的3次方算出來(lái)有27個(gè)小方塊。在數(shù)數(shù)和計(jì)算的過程中去體會(huì)面積和體積換算，更加直觀。
（二）幫助教師創(chuàng)設(shè)導(dǎo)學(xué)活動(dòng)
通過3D設(shè)計(jì)及制作，可以把課堂教學(xué)與生活實(shí)際相結(jié)合。讓教學(xué)內(nèi)容變得更加形象生動(dòng)，避免課堂教學(xué)變得枯燥乏味。例如，我校數(shù)學(xué)教師上了一節(jié)自治區(qū)級(jí)的展示課，內(nèi)容是“正方形”。這節(jié)課中，他需要從前面學(xué)習(xí)過的“平行四邊形”過渡到“正方形”。創(chuàng)客小組幫助制作平行四邊形過渡到正方形的動(dòng)畫及實(shí)物。這里實(shí)物模仿的是常見的拉伸防盜門。學(xué)生在課堂中，看到教師的教具后，立刻心領(lǐng)神會(huì)，通過拉伸，將平行四邊形變成正方形。在這節(jié)課里，創(chuàng)客幫助學(xué)生將生活經(jīng)驗(yàn)與課堂知識(shí)相聯(lián)系，同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使其主動(dòng)投入學(xué)習(xí)之中，有效提升學(xué)習(xí)效率。
三、以體促教，激發(fā)興趣
（一）輔助理解運(yùn)動(dòng)原理
也許很多人會(huì)疑問：難道3D創(chuàng)客對(duì)體育也有影響？我的回答是肯定的。例如可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)制作口哨。學(xué)生大部分僅僅見過口哨，但不知道口哨內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這個(gè)設(shè)計(jì)問題可以激發(fā)學(xué)生去找體育老師要口哨，去觀察口哨內(nèi)部結(jié)構(gòu)，去找物理老師幫助分析口哨發(fā)聲原理。學(xué)生與教師交流后，再去設(shè)計(jì)口哨。設(shè)計(jì)3D模型就是激發(fā)中學(xué)生創(chuàng)作興趣，積極啟發(fā)中學(xué)生思考，促進(jìn)中學(xué)生創(chuàng)新能力不斷提高的一個(gè)深度學(xué)習(xí)的過程。［2］學(xué)生的認(rèn)識(shí)將不僅停留在“使用口哨”，而是在運(yùn)動(dòng)中，體驗(yàn)、感悟知識(shí)的過程。我們教學(xué)中“音體美”經(jīng)常是一家。樂器的發(fā)聲原理就十分值得探究。通過網(wǎng)絡(luò)能搜出很多樂器模型，在模仿制作這些模型的過程中，學(xué)生會(huì)更加仔細(xì)觀察各種樂器的結(jié)構(gòu)，這些都可以幫助學(xué)生去理解樂器的工作原理，在理解工作原理的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)樂器的使用將更加得心應(yīng)手。
（二）制作精確的計(jì)時(shí)測(cè)量工具
內(nèi)地體育中考已經(jīng)大量普及使用電子計(jì)時(shí)及電子測(cè)量裝置，而山南市還是人工計(jì)時(shí)及測(cè)量。于是給學(xué)生提出一個(gè)問題，能否通過3D創(chuàng)客去設(shè)計(jì)制作更加精確的計(jì)時(shí)及測(cè)量裝置呢？學(xué)生們針對(duì)這個(gè)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(lái)？還要思考，哪些設(shè)計(jì)需要通過3D打印機(jī)制作出來(lái)？最后思考，如何實(shí)現(xiàn)我們的目的，并實(shí)踐操作。雖然我們最后制作出來(lái)的裝置使用有局限，僅能測(cè)量單個(gè)學(xué)生跑步成績(jī)。但在創(chuàng)客過程中，學(xué)生借助所學(xué)知識(shí)對(duì)一些實(shí)際問題加以解決，促使他們對(duì)知識(shí)具有的價(jià)值進(jìn)行體會(huì)。
四、以美促教，凝聚人心
凝聚人心，加強(qiáng)社會(huì)主義人心凝聚力。傳統(tǒng)美術(shù)教育在一張紙上作畫，屬于平面藝術(shù)。而我們的3D打印將帶學(xué)生從平面藝術(shù)升華到立體藝術(shù)創(chuàng)作。雖然美術(shù)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(shù)字精確帶入制作中。在制作中，不僅是感官的變化，更是數(shù)字的升華，精確的打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更加細(xì)致的創(chuàng)作。社會(huì)在不斷發(fā)展，科技在不斷進(jìn)步，教育方式也愈發(fā)多樣化。普通的教學(xué)方式在當(dāng)前已經(jīng)難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求?，F(xiàn)階段，我們的教育要想有所突破，就要與時(shí)俱進(jìn)。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(shù)在美術(shù)教育中的運(yùn)用可以讓學(xué)生獲得獨(dú)特的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，一種革新的教學(xué)、學(xué)習(xí)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(shè)計(jì)效果及3D打印成品圖。援藏前，只知道布達(dá)拉宮，來(lái)到乃東后，方才知道低調(diào)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(fā)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(guó)共產(chǎn)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(qiáng)社會(huì)主義人心凝聚力的作品。
（二）銳意進(jìn)取的武漢黃鶴樓
我們是來(lái)自白云黃鶴的故鄉(xiāng)——武漢的援藏教師。作為武漢標(biāo)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(shè)計(jì)及3D打印成品圖：通過3D打印機(jī)制作出來(lái)的成品，成為筆者在西藏所教第一屆學(xué)生最珍貴的畢業(yè)禮物。學(xué)生在動(dòng)手設(shè)計(jì)制作這些精美物品時(shí)，既是對(duì)美的感悟，也是對(duì)老師的一種感恩。學(xué)生的作品不僅可贈(zèng)與老師，也可贈(zèng)與同學(xué)，把友誼的橋梁嫁接在一個(gè)個(gè)的實(shí)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(tuán)隊(duì)是湖北武漢萬(wàn)人計(jì)劃第一批援藏教師，乃東中學(xué)前身是“三中”也是經(jīng)由武漢援藏工作隊(duì)援建。這座橋梁模型部分參考的是語(yǔ)文課本上著名的“趙州橋”。在底座上刻上武漢的標(biāo)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(huì)石拱橋獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，更有利于理解課文。
五、以勞促教，手腦合一
（一）培養(yǎng)更多專業(yè)技能型實(shí)用人才
思格斯在《自然辯證法》寫道：人類社會(huì)區(qū)別于猿群的特征在我們看來(lái)又是什么呢?是勞動(dòng)。勞動(dòng)的重要性不言而喻。我們傳統(tǒng)教學(xué)重在動(dòng)腦、解題。學(xué)生往往僅能把總結(jié)好的知識(shí)倒背如流，而不能將知識(shí)運(yùn)用在實(shí)踐中。我們的3D教育是把信息技術(shù)與學(xué)科知識(shí)運(yùn)用相互聯(lián)系的一門學(xué)科。把腦中所想用電腦繪畫出來(lái)，用3D打印機(jī)可以把學(xué)生天馬行空的想象變成實(shí)物，猶如神話故事中馬良的神筆。例如物理教學(xué)中學(xué)習(xí)天平使用，要用鑷子夾取砝碼。在實(shí)際操作中，我們的鑷子夾取砝碼時(shí)很容易滑落。我們可以改進(jìn)設(shè)計(jì)一個(gè)不易滑的鑷子，我們?cè)阼囎忧岸嗽O(shè)計(jì)一個(gè)凹槽，利用這個(gè)凹槽正好把砝碼上部小圓柱夾住。這樣在夾取砝碼時(shí)，就不容易滑落。學(xué)生在3D設(shè)計(jì)及制作過程中，不僅熟悉了天平的使用方法，更是對(duì)知識(shí)運(yùn)用有了更深的理解。
（二）助力實(shí)驗(yàn)教具創(chuàng)新與維護(hù)
2019年，我校央珍老師參加自治區(qū)物理說課比賽，她講的課題是《平面鏡》。針對(duì)平面鏡成像實(shí)驗(yàn)，為了更好展示實(shí)驗(yàn)效果，我們制作了超大“平面鏡”，并制作了大號(hào)平面鏡支架，助力央珍老師獲得一等獎(jiǎng)。我校的3D創(chuàng)客制作還助力西藏第一次中考實(shí)驗(yàn)操作。2021年中考，西藏第一次開展理化生實(shí)驗(yàn)技能操作考試。我校在實(shí)驗(yàn)室自查中發(fā)現(xiàn)很多儀器有損壞，不便于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，例如在凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，由于沒有蠟燭底座，導(dǎo)致學(xué)生在調(diào)節(jié)物距中，會(huì)發(fā)生蠟燭掉落的危險(xiǎn)。針對(duì)這種情形，創(chuàng)客小組立馬用3D打印機(jī)制作蠟燭底座，并安裝實(shí)驗(yàn)。有了蠟燭底座，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，蠟燭不易傾倒，實(shí)驗(yàn)更加安全、穩(wěn)定。
六、結(jié)語(yǔ)
讓創(chuàng)客教育成為民族融合的催化劑。創(chuàng)客教育在西藏還處于起步階段，我們計(jì)劃不僅在援助學(xué)校開展創(chuàng)客課程，還要加強(qiáng)區(qū)域間聯(lián)系，開展市級(jí)創(chuàng)客教研活動(dòng)，讓當(dāng)?shù)馗嗬蠋熂尤胛覀兊膭?chuàng)客團(tuán)隊(duì)，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟逃偕闲屡_(tái)階。讓教育不僅局限在課堂上的傳統(tǒng)教育模式，還要結(jié)合現(xiàn)代新技術(shù)，讓學(xué)生有更多機(jī)會(huì)接觸世界最先進(jìn)的思想、理念、技術(shù)裝備。目前在有限的條件下，我校也僅僅是初探3D創(chuàng)客校本課程對(duì)中學(xué)生的教育影響。希望隨著基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，能把創(chuàng)客教育與其它學(xué)科教育深度融合，更好地為我們的學(xué)生們、老師們提供幫助。通過把創(chuàng)客教育與各個(gè)學(xué)科深度融合，給孩子們創(chuàng)造一個(gè)全新的學(xué)習(xí)環(huán)境、全新的學(xué)習(xí)模式，促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的全面提高。
參考文獻(xiàn)
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作者:陶稔 單位:西藏山南市乃東區(qū)中學(xué)