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摘要：随着数字化的高度发展和需要，培养具备创新思维的人才逐渐成为我国基础教育重点建设的方向。然而，传统教育模式往往注重知识的传授，而忽视学生创新能力的培养。新兴技术如激光切割、3D打印等为创新教育提供了新的机遇。本文以激光造物为载体，探讨如何开发系统化的校本课程，为中小学生提供创新思维训练的新路径。文章首先分析了创新思维的重要性以及激光造物的应用优势，阐述课程目标、内容设计、教学模式及评价体系，并结合实践案例验证其在提升创新能力、动手实践和团队协作方面的成效。

关键词：激光造物；创新思维；中小学；校本课程

一、引言

在新时代背景下，实践创新已经成为中国学生发展核心素养中的关键组成部分。激光切割技术因其高开放、高效率的特点，在创新教育中展现出巨大潜力。本研究以《激光造物》课程为依托，提出“技术为基，思维先行”的教学理念，通过结构化思维训练与真实情境问题解决，探索创新思维培养的可行路径。

二、创新思维的重要性及激光造物的应用优势

（一）创新思维的重要性

创新思维是个人和社会发展的重要驱动力。在快速变化的时代背景下，具备创新思维的人才能够不断适应新环境，解决新问题，推动社会进步。基础教育阶段是培养学生创新能力的关键时期，他们对事物形成的意识、思维以及所掌握的知识技能对其今后的成长起着尤为关键的影响。因此，在基础教育阶段对学生进行创新创造能力的培养显得尤为重要。

（二）激光切割技术在创新教育中的应用优势

激光切割技术具有精确度高、加工速度快、材料适应性强、开放程度高等优点，在创新教育中展现出显著的应用优势。激光切割技术与开源硬件、机器人相比，能够精确切割各种材料，且开放程度高，能满足学生多样化的设计需求；激光切割过程自动化程度高，能够节省大量时间和精力，制作成品耗时短，更适合教学活动。同时易于与信息技术融合，实现设计到实物的快速转化，有助于培养学生的数字化设计和制造能力。

三、《激光造物》课程的开发

（一）课程目标设定

课程旨在以激光切割技术为工具，引导学生在实践中发现问题、思考中提出问题、多角度分析问题、创造性解决问题，打破传统课堂和常规思维的局限，在学习和设计作品中迸发无限创意。

（二）课程内容开发

通过对创新思维训练方式和激光造物课程的分析，以建构主义、项目化学习、多元智能、“做中学”等相关理论为支撑，构建融入创新思维理念的激光造物课程教学设计框架，引导学生从实际生活中发现问题，在讨论思考中提出问题，运用多种思维训练方法，拓宽思路，激发其从多角度分析问题，以系统化和有序的方式思考和促进创新，用于解决问题、改进作品。

（三）教学模式设计

以泰勒经典的目标模式为指导，设计了包含创设情景、引入主题、知识建构、作品设计、分享交流和评价反思六大环节的教学模式，为学生构建实现创新的平台。通过这一模式，学生能够在实践中逐步掌握激光切割技术，并在创新过程中提升综合能力。

（四）课程评价体系构建

课程评价体系包括过程性评价和终结性评价。过程性评价关注学生的学习态度、参与度、合作情况等；终结性评价则通过作品展示、项目报告等方式，评价学生的创新成果和实践能力。同时，引入学生自评、互评和教师评价等环节，确保评价的全面性和客观性。

四、《激光造物》课程的实施策略

（一）创设问题情境，在项目中学习

在课程的实施过程中，首先注重创设问题情境，引导学生在真实或模拟的情境中发现问题、提出问题，采用项目式学习模式，引导学生围绕特定主题进行作品设计和制作。例如，在课程初期，设定“校园文创产品设计”的项目任务。学生借助5W2H法进一步思考（如表1），明确具体问题，并提出需要分组进行市场调研、需求分析、设计构思、材料选择、制作加工等环节的工作。

通过此过程来分析实际问题，学生能够更加清晰、系统地理解项目任务，为后续的设计制作提供有力支持。在此过程中学生不仅深入理解激光切割技术的应用场景和操作流程，充分发挥学生的主观能动性和合作性，还培养了他们的市场敏锐度、创新思维和团队协作能力。

（二）原型设计，迭代优化

学生基于以上市场调研、需求分析，着手进行原型设计。他们提出设计一款校园文创书签，并思考如何能让书签更加吸引人。在设计过程中，学生们不断进行讨论，运用奔驰法进一步扩大思路（如表2），对书签的形状、材质、图案等元素进行反复推敲和改进。

学生还观察到传统支架只能支撑手机、书本等，而笔筒则仅限于放置文具，功能相对单一。为了改进这些日常用品的功能性，他们深入探讨了如何通过创新设计使其更加实用和多功能。在这一过程中，学生们运用“六顶帽子思考法”进行角色分配（如表3），轮流佩戴不同“帽子”，从多角度分析“多功能文具”的设计方案。

最后，同学们利用激光切割技术，将设计构思转化为实物模型，通过不断地尝试和调整，逐步完善作品的设计。在这个过程中，学生不仅学会了如何使用激光切割机进行精确切割，还掌握了材料选择、拼接组装等技巧。更重要的是，他们学会了在设计中融入创新思维，不断挑战自我，追求作品的完美。

（三）融合多学科知识的教学设计

激光造物不仅涉及机械工程领域的知识，还与数学、物理、艺术等多学科紧密相关。例如，在制作手机支架时，教师引导学生体验数学中“三角形具有稳定性”的原理；通过制作齿轮传动模型、杠杆原理模型等，将深奥、抽象的物理原理具体化、直观化；同时，通过制作宫灯、阴阳章等艺术作品，让学生亲身体验传统文化的魅力。通过跨学科的学习和实践，学生能够在实际操作中体验到知识的综合运用，加深对各学科间联系的理解，多角度看待问题并表达自己的想法，培养综合运用多学科知识解决问题的能力。

五、结论与展望

本文通过对《激光造物》课程的开发与实施进行深入研究和实践探索，取得了显著的成效。通过项目式学习、跨学科融合、理论与实践相结合等方式为学生提供丰富多样的学习途径和资源支持。同时注重实践操作的技能训练和团队协作精神的培养，为学生的全面发展奠定了坚实基础。未来我们将继续深化《激光造物》课程的改革和创新进一步拓展课程资源和完善评价体系。

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基金项目：天津市大学生创新创业训练计划项目资助（项目编号：202410065185）