融入当地少数民族文化元素的 3D 打印高中创客 课程实施

郝正达 姜和丽

摘 要：本文主要对学校通用技术课程模块教学中，融入当地少数民族文化元素的3D打印高中创客课程的实施及教学实践进行叙述，从课程实施目的、课程的开发、课程的实施、课程实施的成效与不足几个方面总结两年来课程的实施与实践过程中取得的经验，希望这些经验能为大家提供一些实践经验借鉴。

关键词：3D打印；少数民族文化；创客课程开发

基金项目：中央电教馆全国教育信息技术研究2017年度专项课题“融入本地民族文化元素的3D打印技术高中创客校本课程开发与实施研究”（课题编号：175230007）

1.3D打印高中创客课程实施目的

近年来随着省市级青少年3D打印与创意设计大赛的举办，3D打印技术正逐渐在我市各县区的城区中小学中得到普及，一些乡村少年宫也配备了3D打印机，开设3D创意设计课程。3D打印和三维设计被越来越多的初中和小学生所喜爱。一批有实力和有特色的中小学校正在培养未来的3D打印与三维设计人才。怎样让这些有基础的小学生、初中学生继续保持学习3D打印与设计的兴趣，将所掌握的技术进一步精通和提高，之后继续成长为3D打印和设计人才，满足学生对技术学习的更高需求，同时改变学校通用技术课堂教学现状，使课程教学能够达到国家课程开设的目的。结合学校课程教学的需要，在通用技术课程中开设《3D打印与创意设计》模块课，在模块课程开发中融入当地少数民族文化元素，引导学生在学习新技术的同时，传承、开发、创新民族文化，培养对当地民族文化的认同感。

2.课程的实施与实践

2.1组建课程开发小组。课程开发小组以课程实施人员和课题研究成员为主。组长为学校分管教学的副校长，主要负责把关课程开发的总体方向和思想指导，同时协调解决课程开发实施过程中的问题，在这个过程中学校校长也给予了多次指导和要求。副组长是学校教学部门领导，分别是教务主任、教研主任和教研组长（课题负责人）。同时还聘请了课程专家——学校学术委员会的学科资深教师、高校对口专业教授以及学科教研员对课程开发进行指导。

2.2分析课程开发的可行性。课程开发组成员利用教研活动时间，组织了多次研讨会议，对课程开发的可行性进行了分析。主要围绕课程开发的需求、开发目的及价值、师资条件、课程实施的硬件条件保障、学校教改政策支持、社会发展需求等方面进行。通过分析进一步明确了课程开发的必要性，坚定了课题组继续研究的信心。

2.3拟定课程教学目标。课程教学目标是我们开发本创客课程，希望学生通过学习能够达到的最低学科素养。通过学习使学生了解3D打印技术的发展和用途，3D打印机的结构、分类和工作原理以及正确的使用操作，并在融入了本地民族文化元素的项目案例实操中学会使用三维设计软件——中望3Done。在此基础上引导学生利用本地少数民族文化资源，进行文旅作品的创作设计，并打印出实际作品，实现民族文化的创新与传承。最终实现《普通高中通用技术课程标准（2017年版）》中关于通用技术课程学习的五大核心素养——技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力。

2.4编制课程实施方案。在课程开发小组组长、副组长以及学校校长的指导下，课题组编制了学校《通用技术课程模块教学实施方案》，其中对《3D打印与创意设计》课程实施进行了详细表述。课程实施方案主体框架主要包含：课程实施领导机构及职责、课程实施对象、课程实施课时安排、课程模块构成、课程模块介绍、课程实施师资分配、课程教学评价、课程实施保障机制、课程实施考核与评价九个部分组成。课程实施方案是课程有效实施的指导性文件和保障依据，根据实施方案可以保障课程的顺利实施，同时也是研究的重要成果，对课程的推广具有操作性价值。

2.5编写课程校本教材。通过课题组的多次研讨和责任成员的辛苦工作，编写了180余页的《3D创意设计与打印》校本教材。教材由浅入深，兼顾了初学者和已经入门学生的需求。共选用了六个学习案例项目，其中四个案例融入了民族文化元素，同时在教学实践中根据学生的学习需求，录制了所有项目的实操微课，便于学生及时参考学习。另外，考虑到学有余力的学生，还设计了一些具有挑战性的案例项目，用于学生拓展训练。为了帮助学生后续能力提升，课题组还编写了融合开源电子、图形化编程、人工智能基础的《创客作品制作》（2019年10月已出版）、《青少年3D打印与创意设计基础教程》两本共30余万字的读本，供学生选择性学习提高。

2.6课程实施对象及周期。课程实施的对象为全体在校高一（高二）年级学生。实施周期为两个学期，跨两个学年。学生根据兴趣、爱好及个人能力，自主选择一个模块学习，每一模块选择后试学两周，之后必须固定一个模块完成一学期学习，下一学期方可另外选择其它模块学习。每个模块包含若干个实操项目。

项目 时间	第一学年		第二学年
	高一上学期	高一下学期	高二上学期	高二下学期
教学内容	理论教学：《技术与设计1》、《技术与设计2》	模块教学：《3D创意设计与打印》及其它四个模块		学业水平考试考纲教学、知识技能提炼总结、真题训练。
教学形式	教师行政班教学，专题式讲授	学生根据所选模块到相应的专用实践教室走班教学，分组实践，做中学。		教师行政班教学，专题式讲授
教学对象	高一全体学生	高一全体学生	高二全体学生	高二全体学生

六盘水市第三中学通用技术课程模块教学实施一览表

3.课程实施成效与不足

两年来通过课程的实施，取得了丰硕的成果，实施效果明显。课题组两位老师获得了中望3Done青少年创意设计社区认证的创客导师称号，其中一位还通过了人社部的三维造型师与3D打印能力认证。2018、2019连续两年学校参加青少年科技创新大赛，发明类作品数量和获奖比例居全市最高，师生共有12件作品获批实用新型专利。参加省、市青少年3D打印与创意设计竞赛和创客作品评审，多件作品荣获省市级一等奖，其中省级一等奖3D打印作品《牂牁江号》，便是融入了民族文化元素设计的作品。尽管成效显著，但也存在一些不足：

3.1学生选课引导准备不够。由于3D打印作为新技术很受学生喜欢，使得在选课时学生数量较多，导致每次课均超过66人以上，使得一些学生不得不因没有计算机进行实操而中途退出，影像教师的教学和学生的学习效果。因此，需要提前做好学生选课准备引导，限制每次课选课的学生数量，保证教学的有序进行。

3.2评价的有效性落实不够。由于对课程建设方面缺乏研究，没有足够重视学生学习效果的评价，尽管设计了多种评价方式，但实际操作时仅仅通过作品展示来对学生的学习进行认可。未能对学生的学科素养培养进行多维度的评价与检测，导致评价有效性未能得到很好的体现。因此需要在后续的实践中丰富评价方式，多维度、可操作地对学生学习课程后的学科素养进行评价和考核。

3.3校本教材的可用性不够。首先是案例对软件功能的学习没有很好的体现层次性和递进性。需要再次对教材中的案例进行调整；其次，限于篇幅操作步骤不够详尽，学生根据教材不能较好完成项目，导致课堂教学耗费大量时间用于学生操作咨询。后期需要进一步多录制微课，为学生搭建自学的“脚手架”，帮助学生提前学习和边学边做。第三，教材排版不够符合学生心理特征且不够精致。需要在精简教学项目的基础上，对校本教材的编排在做调整。第四，需要考虑学有余力学生的需求，在已经出版的《创客作品制作》读本的基础上，再开发一本用于学有余力学生学习参考。

参考文献：

[1]顾建军，吴铁军．普通高中通用技术课程标准（2017年版）解读[M]．北京：高等教育出版社，2018：42

[2]何强. 3D打印技术在高中校本课程的开发与实施[D].福建师范大学,2015.

[3]蔡明辉. 高中3D打印校本课程的开发与实践研究[D].广西师范大学,2019.

[4]吴刚平. 校本课程开发的定性思考[J]. 课程.教材.教法,2000(07):1-5.