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利用3D打印技术实现基于STEAM理念的现代劳动教育实践
随着创客教育的兴起,3D打印等的实践类课程成为中小学劳动教育课程中的一个新特点和亮点。本文提出将3D打印融入STEAM理念的现代劳动教育实践,通过项目式活动,协助劳动在现代化教育实践中取得新的规范发展。
一、3D打印技术和3Done是新型、现代化劳动教育实践基础
3D打印技术,又叫“快速成型技术”,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘和材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
我校的3D打印技术是基于3Done软件的,通过学生自己设计,放样生成立体模型。导出模型进行3D打印,培养学生独立学习思考的能力,通过对3D打印技术的讨论,培养学生的发散思维,使学生在实践中体验最新科技带来的乐趣,通过上手操作,获得劳动教育实践和情感体验。掌握3D打印技术应用是劳动教育高速的发展,也是劳动教育更好融入现代化教育的实践基础。
二、劳动教育项目活动内容的设计与实践
(一)活动项目设计的指导思想
劳动教育是一门课程,劳动活动内容可以项目化。可以用项目学习的教学方法,以解决真实问题为目的,通过对项目任务进行精心设计、从而培养创新能力、解决问题能力和交流表达能力。劳动活动不仅体力劳动,更是脑力劳动,更需要多学科知识的综合。
基于STEAM教育理念进行项目教学的设计,能够为学生提供真实的教学情境,引导学生综合多学科的知识来解决真实世界的问题,帮助学生发展思维,提升学生运用知识的能力,从而提升各学科的核心素养。
(二)活动项目设置
劳动教育实践中一系列项目活动具体操作。
1、小项目活动
学生通过完成小项目活动的任务,掌握基本3D建模方法。例如:三通孔明锁项目。具体过程如下:
(1)明确目标:制作三通孔明锁。
(2)给出部件一的图纸如图1,依次构建长方体、圆柱体、再长方体,最后再组合的建模方法。
(3)给出部件二的图纸如图2,引导学生转换思路,上个部件设计用了增材的思路,这次运用减材的思路。
(4)给出部件三的图纸如图3,由学生自主分析模型,选择方法,制作部件三模型。
(5)打印出三个部件,进行装配。
该活动中,让学生利用图纸上提供的信息,通过三维软件去制作,培养了学生的技术图样素养和物化素养。
2、综合性项目。
高中生自我意识进一步增强且求知欲旺盛,对生活中遇到的各种问题有自己的想法,希望通过自己的创意解决问题。项目力求让学生体验产品的开发周期,包括构思、设计、实施和运行。
(1)综合性活动实践过程
下文以设计一个给自己的笔筒为例介绍综合性活动项目实践过程。
①情境导入。笔筒是学生最常用的文具之一,日常所用笔筒,太过单调,给自己设计一款笔筒。
②小组讨论。教师在思路上积极引导,结合思维导图。学生从三个角度:列举笔筒的缺点、创意外形和增加功能等,分小组展开头脑风暴,互相启发设计思路。
③创意设计。在讨论的过程中,引导学生填写项目报告,填写表格中作品名称,记录提出的各种需求和问题,然后草绘设计图,小组成员共同讨论修改不断完善。
④完善。小组讨论,对碰到的问题进行处理,多次迭代,完善作品设计。
⑤打印作品并展示。
(2)综合项目活动评价:
小组1认为笔筒还应增加收藏其它文具功能,所以设计了有三层格子,不同容量,可转动的笔筒。
小组2认为笔筒外形没艺术感,所以设计了有现代非主流艺术风格笔筒。
小组3认为笔筒不够可爱,所以设计了企鹅笔筒。
小组4在笔筒设计中融入了数学元素。设计了小蛮腰笔筒,腰线为数学中的双曲线。
老师认可学生的方案,让学生成为自己作品的真正设计者,从而产生学习的原动力。充分体现了劳动教育各方面知识的运用。在项目的展示阶段,也是不同组学生相互学习和评价过程。
三、结论
利用3D打印技术实现基于STEAM理念的现代化劳动教育实践,学生组队进行项目化学习,通过组内设计、动手制作、组内沟通等方式来解决实践过程中遇到的各种问题,在“做”中主动融合科学、技术、工程、艺术和数学等知识,创新意识、团队意识和学科素养得到提升。更是阐述劳动教育在现代化教育中涵义。