【三维数字化应用】中小学创客教育的新模式

2020-02-26 19:07
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文章的开头让我们来简单认识下三维数字化和中小学创客。三维数字化顾名思义是三维立体空间的数字化概念,以电脑上三维模型为主要呈现方式,三维模型可以理解成大量的空间坐标点连接而成的一个虚拟立体模型,其中包括三维数字的建立、获取、应用等环节,相对应的就是三维建模(通过三维建模软件进行三维数字的构建)、三维扫描(通过三维扫描仪对三维数字的读取)、3D打印(利用三维数据进行立体实物模型的制作),当然三维数字还有很多其他的应用,诸如机床加工、虚拟仿真、模具生产等。中小学创客属于近几年开始兴起的名词,创客广义来说包括通过各种各样途径把自己想法实现出来的人,在中小学创客概念中主要归纳为那些学习科学素养、创新思维、实践操作的中小学师生。

通过两个概念的认识,我们就可以很好的理解现在中小学流行的一个词了:3D创客,即采用三维数字化的方式来开展、补充、优化中小学创客教育。创客教育的本质在于培养训练学生的综合素质,3D创客是利用三维数字化的优势,通过开展3D创客课程、活动、竞赛等,培养学生对创客的兴趣、能力的提升。

3D创客的核心在于创新和动手,通过设置合适的相应的课程、活动,从实践中培养创新思维和动手能力。以此为宗旨构建中小学3D创客培养体系,通过校内校外共同努力,从以下五个方面共建整个社会的青少年创客文化:

1、建设创客师资队伍,加强管理、培养、激励;

2、校内课程、兴趣课、社团活动与校外培训机构实现衔接,合理安排学生学习内容、时间;

3、开发优秀的创客课程体系和课程资源,包括线上资源平台搭建;

4、学生队伍形成阶梯式培养方式,由普及教育、兴趣教育、精英教育方式递进,并实现学生间的以老带新共同进步;

5、建立优秀的竞赛品牌和良好的竞争氛围,设立创客评价方式。

由上述几点内容的描述,我们来规划下中小学校如何更好地开展3D创客。

第一,学校需要规划建设专门的3D创客教室,包含电脑、三维建模软件、3D打印机、三维扫描仪、创客工具、制作配件、桌椅等基本配置,满足学校开展3D创客的基本需求;

第二,安排相关老师进行3D创客方面的培训,并参加相关方面的培训课程,或者借助社会企业单位专业资源对学校3D创客课程开展进行指导辅助,实现快速入门;

第三,3D创客课程体系建立,由学校老师自主开发,或借助校外现有资源,制定适合各自学校开展的课程,并通过上课实践中进行修改优化;

第四,根据学校实际情况制定合理的学生课时安排,在课时条件允许的情况下,可安排大班进行基础内容授课,在挑选有兴趣、有能力的学生进行深入培养,开展探究性课题研究及日常社团活动;

第五,竞赛作为检验学校开展及学生学习3D创客成果的方式,要引导、激励相关师生参与相关竞赛,展示学校、师生教学效果。

经过近几年在3D创客教育培训方面的摸索和研究,3D创客课程采用项目化教学方式,由多个项目组成一套课程,项目由易到难学习基础知识并锻炼项目综合执行能力,每个项目都有固定的学习模块,比如三维建模、3D打印等,每个项目又有单独的额外模块,比如某个项目用到思维导图,某个项目学习三视图,某个案例学习电路基础等等。在三维数字化的学习的基础上,结合创新方法学习及其他多种知识点认知,实现3D创客对某个项目的实施。

这之间不得不提创新方法,前面说过了3D创客的核心就在于创新和动手,动手好理解,通过产品建模、3D打印、产品组装等都可以实现,而创新方法需要在课程中巧妙地设计,既能让学生自然地接受,又能让学生学到创新的方法和感受到创新的用处。看几个创新设计的例子,门会被风吹关掉,要怎么固定住呢?设计一个门档;固定电话无法携带发明了传呼机,进而发明了大哥大,然后的手机;塑料椅为什么中间留个洞;牙签一端锯几条槽……3D创客设置的课程应该包含几个基础内容:13D打印机知识,2、三维建模软件学习,3、创新思维训练,4、创客工具使用。现在很多情况下都忽略了创新思维的训练,一是创新思维不好教,二是也缺乏这方面的教材,我们专门针对这情况研发了相关的创新思维训练课程体系。没有创新的创客就像是一个画图师,不是个画家。

3D创客及创客教育需要创新做支撑,其他的软件、硬件都是实现创意的工具,只有学到创新思维,才能真正的应用到生活、学习的各个方面中去。我们希望学校支持3D创客的开展,老师能从中收货成功和利益,学生能学会创新学会制作,辅助学习更上一层。