基于3D打印的小學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)應(yīng)用研究

摘 ?要： 信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，多元化的學(xué)習(xí)方式備受重視。創(chuàng)客教育體現(xiàn)了多學(xué)科融合的特點(diǎn)，作為創(chuàng)客教育內(nèi)容之一的3D打印教學(xué)越來(lái)越得到中小學(xué)校的重視。本研究借助翻轉(zhuǎn)課堂教育模式開(kāi)展3D打印教學(xué)研究，以期待為我們的教學(xué)帶來(lái)新的變化。

關(guān)鍵詞： 創(chuàng)客教育;3D打印;翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類(lèi)號(hào)： TP319 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.08.026

本文著錄格式：嚴(yán)雪松. 基于3D打印的小學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)應(yīng)用研究[J]. 軟件，2019，40（8）：108110

【Abstract】： Pluralistic learning styles attracts great attention with the fast development of information technology. Creator education embodies the characteristics of multi-disciplinary integration， as one of the contents of creator education， the teaching of 3D printing has been paid more and more attention by primary and secondary schools. This research carries out the teaching research of 3D printing with the help of flipping classroom education mode， looking forward to bringing new changes to our teaching.

【Key words】： Creator education; 3D printing; Flipping classroom

0 ?引言

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的單學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)方式有所改變。在國(guó)際上，美國(guó)首先提出當(dāng)今時(shí)代的教育目標(biāo)之一是培養(yǎng)具有STEM素養(yǎng)的人才，即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門(mén)學(xué)科的綜合型人才。2015年，李克強(qiáng)總理訪(fǎng)問(wèn)柴火創(chuàng)客空間后，創(chuàng)客活動(dòng)在國(guó)內(nèi)迅速升溫。3D打印作為創(chuàng)客教育中的重要內(nèi)容之一，被全國(guó)各地的中小學(xué)引入教學(xué)活動(dòng)中。但是以傳統(tǒng)的信息技術(shù)課堂教學(xué)模式開(kāi)展3D打印教學(xué)，導(dǎo)致教師成為課堂的主角，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，教學(xué)內(nèi)容枯燥單調(diào)，教材變成了產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。為了改變這種傳統(tǒng)的講練結(jié)合的教學(xué)現(xiàn)狀，將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式引入創(chuàng)客教育中，通過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐，收獲了良好的教學(xué)成效。

1 ?翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)內(nèi)涵

翻轉(zhuǎn)課堂被廣泛認(rèn)識(shí)并接受歸功于可汗學(xué)院的創(chuàng)始人薩爾曼·汗，采用以學(xué)生為中心、借助信息技術(shù)和數(shù)字化資源作為支撐，將傳統(tǒng)課堂上教學(xué)、課后作業(yè)鞏固的模式翻轉(zhuǎn)為課前自主學(xué)習(xí)、提出疑惑，課上協(xié)作探究、教師解疑和課后反思的模式[1]。翻轉(zhuǎn)課堂注重的是“先學(xué)后教，以學(xué)定教”。在這種模式下，學(xué)習(xí)變成了一種主動(dòng)行為，提高了學(xué)生的自主探究能力，通過(guò)學(xué)生的自學(xué)反饋，教師設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容，更加有針對(duì)性的解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，使得學(xué)習(xí)目標(biāo)變得更加明確[2]。

2 ?在3D打印課程中采用翻轉(zhuǎn)課堂的可行性

2.1 ?互聯(lián)網(wǎng)為翻轉(zhuǎn)課堂提供了便利條件

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息與知識(shí)的傳播速度和范圍產(chǎn)生了裂變式的變革。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的普及，隨處可用的wifi網(wǎng)絡(luò)，不斷提升的寬帶速度，為移動(dòng)學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)提供了便利的條件。根據(jù)《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)2017年的網(wǎng)民規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了7.51億，其中10-39歲的群體占了72.1%的比例，越來(lái)越多的青少年的加入，似的我國(guó)網(wǎng)民年齡結(jié)構(gòu)逐漸年輕化[3]。近些年來(lái)，平板移動(dòng)學(xué)習(xí)、電子書(shū)包等各種形式逐漸登陸中小學(xué)基礎(chǔ)教育課堂，讓教學(xué)活動(dòng)中師生交互變得更加豐富多彩。

2.2 ?師生信息技術(shù)能力

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能夠高效實(shí)施，起到首要關(guān)鍵作用的是課前階段的教學(xué)微視頻。目前，互聯(lián)網(wǎng)上有很多制作視頻的軟件和平臺(tái)，既可以滿(mǎn)足教師制作線(xiàn)下視頻和發(fā)布線(xiàn)上視頻。隨著信息技術(shù)教師專(zhuān)業(yè)能力的提升，能夠熟練的應(yīng)用這些工具制作教學(xué)視頻[4]。同時(shí)，被譽(yù)為“數(shù)字土著”的學(xué)生，結(jié)合在信息技術(shù)課堂上學(xué)習(xí)的方法，能夠在互聯(lián)網(wǎng)上熟練的搜集學(xué)習(xí)材料。

2.3 ?硬件基礎(chǔ)為學(xué)習(xí)保駕護(hù)航

當(dāng)前社會(huì)，計(jì)算機(jī)、手機(jī)已經(jīng)成為家庭中的必備工具，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在。圖書(shū)館、書(shū)店為學(xué)生提供了各類(lèi)文本、圖片和視頻等學(xué)習(xí)材料。3D打印機(jī)成本逐漸降低，隨著桌面級(jí)3D打印機(jī)的推出，越來(lái)越多的地區(qū)、學(xué)校采購(gòu)了設(shè)備，開(kāi)展了大范圍的教學(xué)活動(dòng)。硬件基礎(chǔ)對(duì)大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)已不成問(wèn)題，缺少的是教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、教學(xué)目標(biāo)的制定。

3 ?翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的應(yīng)用

3.1 ?課前設(shè)計(jì)

互聯(lián)網(wǎng)的普及為翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施提供了便利的條件，但是考慮到教學(xué)的對(duì)象是小學(xué)5、6年級(jí)的學(xué)生，部分家長(zhǎng)擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)上的不良因素影響孩子的學(xué)習(xí)，無(wú)法調(diào)節(jié)限制程度。本文采用互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備相結(jié)合的方法，為學(xué)生提供課前自學(xué)素材。

從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，好奇心能夠促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)能夠激勵(lì)學(xué)生不斷進(jìn)取。在3D打印課程中，每節(jié)課選擇優(yōu)秀作品為學(xué)生打印模型，并作為獎(jiǎng)勵(lì)贈(zèng)送給學(xué)生，滿(mǎn)足學(xué)生的自豪感的同時(shí)，無(wú)形中給學(xué)生設(shè)計(jì)了一種競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)[5]。在此基礎(chǔ)上，教師明確每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)制作微視頻課程等學(xué)習(xí)素材。學(xué)生在收到學(xué)習(xí)任務(wù)后，借助各種資源、素材展開(kāi)學(xué)習(xí)，并且可以借助QQ學(xué)習(xí)群和同學(xué)討論遇到的問(wèn)題。教師從中了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、疑難問(wèn)題，進(jìn)而調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂學(xué)習(xí)材料。從教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，課前為學(xué)生準(zhǔn)備了微課、文本教材、網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)課程三類(lèi)學(xué)習(xí)材料，大部分學(xué)生選擇直接觀看微課學(xué)習(xí)，也有一些學(xué)生會(huì)結(jié)合文本教材和網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)課程豐富自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容，完善自己的知識(shí)體系。

3.2 ?課中設(shè)計(jì)

在翻轉(zhuǎn)課堂中期，課堂教學(xué)的任務(wù)是組織學(xué)生協(xié)作探究[6-7]、展示交流、內(nèi)化提升。這就要求教師在學(xué)生前期的自主學(xué)習(xí)過(guò)程中做好跟蹤調(diào)查、學(xué)情總結(jié)。由于在此次翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐中，部分學(xué)生采用了移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備獲取課前學(xué)習(xí)材料，無(wú)法對(duì)這些學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行及時(shí)的了解。因此，這些學(xué)生在課前需要上交學(xué)習(xí)情況反饋，教師結(jié)合QQ學(xué)習(xí)群中出現(xiàn)的問(wèn)題，有針對(duì)性的調(diào)整課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，組織學(xué)生參與課上討論、探究、交流、解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位。

在這樣的翻轉(zhuǎn)課堂中，教師有足夠的時(shí)間和空間組織學(xué)生參與協(xié)作探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，讓整個(gè)課堂教學(xué)變得更加豐富多彩，無(wú)限放大學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，讓整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程變得更加流暢。3D打印教學(xué)在這樣的環(huán)境下，有助于學(xué)生發(fā)散思維、創(chuàng)意設(shè)計(jì)自己的作品[8]。

3.3 ?課后設(shè)計(jì)

課后是教師和學(xué)生反思提升總結(jié)的階段，經(jīng)過(guò)了課前的自主學(xué)習(xí)和課中的協(xié)作交流，學(xué)生將抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體的3D模型。教師根據(jù)學(xué)生自學(xué)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題，合理設(shè)計(jì)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，消除學(xué)習(xí)障礙，從而自身獲得提高。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，學(xué)生不僅僅是知識(shí)的接受者，他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中不斷使用信息技術(shù)，做到學(xué)以致用。課堂翻轉(zhuǎn)后，學(xué)生有了足夠的時(shí)間互相交流、互相展示，在這個(gè)過(guò)程中，教師能夠更好的掌握學(xué)生的個(gè)體差異，開(kāi)展因材施教的個(gè)別化教學(xué)，放大學(xué)生的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)學(xué)生的不足[9-11]。

4 ?翻轉(zhuǎn)課堂在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中需要注意的問(wèn)題

4.1 ?課前學(xué)習(xí)材料做到短、精、準(zhǔn)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，課前學(xué)習(xí)材料的準(zhǔn)備是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，一個(gè)良好的開(kāi)端才能保證一個(gè)完整而有效的教學(xué)過(guò)程。教師在準(zhǔn)備課前學(xué)習(xí)材料的過(guò)程中，首先要考慮到不同班級(jí)學(xué)生之間的差異，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，布置難度適中的任務(wù)，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過(guò)程中盡可能多的暴露問(wèn)題，這才能有效的指導(dǎo)教師進(jìn)行下一步的課中教學(xué)設(shè)計(jì)。以微課為例，視頻時(shí)間控制在十分鐘以?xún)?nèi)，能夠避免學(xué)生的視覺(jué)疲勞。微課中明確指出學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)目的更加明確，對(duì)于每個(gè)目標(biāo)的具體內(nèi)容，應(yīng)該設(shè)計(jì)階段性的過(guò)程性評(píng)價(jià)內(nèi)容，能夠讓學(xué)生實(shí)時(shí)得到學(xué)習(xí)反饋。微課形式不需要太華麗，這樣不僅會(huì)增加教師的工作負(fù)擔(dān)，也會(huì)喧賓奪主，轉(zhuǎn)移學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力。

4.2 ?合理設(shè)計(jì)課中教學(xué)活動(dòng)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同的是前者能夠讓學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加主動(dòng)，讓學(xué)生在課堂上有足夠的時(shí)間和空間展示自我，讓教師能夠更多的了解學(xué)生之間的差異性。然而在3D打印翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐前期，由于課中教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的不合理，導(dǎo)致整個(gè)教學(xué)活動(dòng)成為了一節(jié)復(fù)習(xí)課，教師羅列出學(xué)生課前學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題并逐一提出解決方法，忽略了學(xué)生之間交流協(xié)作的過(guò)程，忽略了師生之間情感的滲透和教育。通過(guò)長(zhǎng)期的觀察和研究發(fā)現(xiàn)，由于小學(xué)生身心發(fā)展特點(diǎn)的限定，他們并不能做到真正意義上的自主學(xué)習(xí)，但是教師可以通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行良性的引導(dǎo)，組建學(xué)習(xí)小組，給組內(nèi)學(xué)生提供充足的討論與學(xué)習(xí)空間，既可以縮短教師的個(gè)別指導(dǎo)時(shí)間，又能夠讓學(xué)習(xí)變的更有意義。

5 ?結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)，翻轉(zhuǎn)課堂成功的案例已經(jīng)越來(lái)越多，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂的教育理念體現(xiàn)了未來(lái)教育的發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)合自身的教育環(huán)境和條件，在課程改革的指導(dǎo)下，探索設(shè)計(jì)適用、可行的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中展示個(gè)性、體現(xiàn)價(jià)值，我們將把翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)深入研究，期待為我們的教學(xué)帶來(lái)新的變化。

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