以3D打印和智能控制為主的小學創(chuàng)客教育探析

以3D打印和智能控制為主的小學創(chuàng)客教育探析

【Summary】隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，3D打印和智能控制技術進入教育領域并逐漸地被人們所重視?，F(xiàn)階段教育工作者已經(jīng)將3D打印技術和智能控制與小學創(chuàng)客教育相互結合，形成一種新的教育模式，教育專家也通過詳細地講解這種新的教育模式，逐漸地讓教育工作者接受并進行推廣發(fā)展。本文主要探討了以3D打印和智能控制為主的小學創(chuàng)客教育策略?！綤eys】小學信息技術；創(chuàng)客教育；3D打印技術；智能控制；應用；策略3D打印與智能控制技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其技術已經(jīng)比較成熟并且為公眾所熟知，各行各業(yè)也已經(jīng)將其在實際工作中進行了應用，現(xiàn)在也開始應用于創(chuàng)客教育中。通過3D打印技術，小學生可將所見到和想到的實物進行立體建模，再用3D打印機進行打印，把想象的物體變?yōu)楝F(xiàn)實模型，這樣能直觀地將問題很好地進行分析和解決。而智能控制技術則讓孩子們了解如何通過普通計算機的程序?qū)⑷祟惖闹悄苓M行呈現(xiàn)，這些新的技術運用于教育的過程中也開創(chuàng)了一種新的學習方式。一、3D打印技術在小學創(chuàng)客教育中的應用3D打印憑借其技術上的優(yōu)越性，已經(jīng)吸引了眾多學者與教師的關注，而結合實踐發(fā)現(xiàn)，信息技術課程能夠為3D打印創(chuàng)客教育提供良好的實施環(huán)境，而3D打印創(chuàng)客教育也有助于培養(yǎng)小學生的信息素養(yǎng)?？梢?，信息技術課程與3D打印創(chuàng)客教育兩者相輔相成、相互促進。（一）師生轉(zhuǎn)變角色，提升學習自主性素質(zhì)教育理念下，在小學信息技術課堂教學中，教師需要把小學生作為課堂教學的主體對象，師生之間轉(zhuǎn)變角色，提升學生的自主性，讓學生習慣自主思考信息技術問題，而不是在教師的監(jiān)督中完成學習任務，培養(yǎng)小學生良好的學習習慣與生活習慣，這對小學生未來的學習、生活都是非常有益的。教師要鼓勵小學生成為創(chuàng)客空間的引導者，并提出一些實質(zhì)性的建議，比如，在小學信息技術課堂教學中，教師可以先利用3Done快速空間建模軟件直觀為學生呈現(xiàn)餅干盒的制作過程，學生能很快被有趣新奇的演示過程所吸引，然后教師要鼓勵學生自主動手操作，最終設計出具備創(chuàng)意的小餅干盒模型，在此過程中教師屬于學生的引導者，能夠讓學生自主投入課堂實踐。（二）提高教師素養(yǎng)，改變教學理念在創(chuàng)客教育下為了實現(xiàn)信息技術教學實踐的改革，教師就必須改變傳統(tǒng)教學的觀念，更新理論知識和操作技巧的灌輸式教學理念，將提高學生學習興趣和培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力作為教學的主要目的。教師要重視學生創(chuàng)造意識的培養(yǎng)，根據(jù)學生的學習特點引導學生向個性化方向不斷發(fā)展;應不斷改變以往傳統(tǒng)的教學觀念，讓學生成為教學課堂中的主體，從而提升信息技術教學的質(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)階段信息技術的教學方式來看，教師基本都是使用聯(lián)機方式，將需要講解的專業(yè)知識和技術操作集中向?qū)W生演示操作，講解完以后留時間給學生自己進行練習，在這個過程中教師就需要創(chuàng)新教學的內(nèi)容，而不是直接將知識和技巧灌輸給學生。例如，“插入圖片”是小學信息技術教學中一項比較重要的內(nèi)容，教師應該在教學的過程中改變灌輸式的教學方式，對教學的內(nèi)容進行創(chuàng)新，創(chuàng)造出一個輕松的教學環(huán)境，讓學生在興趣的促使下進行學習。教師可以利用情境教學的模式展開教學。在進行教學前教師可以先問問學生“數(shù)學或語文課本中的插圖好看嗎？”“你們知道這些插圖是怎么制作的嗎？”以情感對話的方式能夠有效地拉近教師與學生之間的距離，然后進入主體教學，或者教師可以以旅游幻燈片的情境展開教學，并在教學過后及時進行教學知識的練習和考核。教師要在教學前做好教學內(nèi)容考核的試題，以視頻的方式發(fā)給學生，也可以將學習的知識點和操作技巧以視頻的方式發(fā)給學生，讓學生參照問題和操作技巧的視頻進行實踐操作的練習。創(chuàng)新教學內(nèi)容，不僅能夠改善課堂教學的氣氛，還能夠有效調(diào)動學生的學習興趣。（三）結合具體實際，做好課堂內(nèi)容開發(fā)小學信息技術教學過程中，實施創(chuàng)客教育理念相結合的教學就必須要做好課堂內(nèi)容的開發(fā)。小學信息技術課堂內(nèi)容的開發(fā)不能是簡單的知識教材內(nèi)容的學習以及基礎內(nèi)容的學習，而是應該根據(jù)教學內(nèi)容做好課堂設計，將教材基礎內(nèi)容與實際情況相結合。讓學生了解信息技術的真正用途和內(nèi)容，進而幫助學生更好地理解和掌握學習內(nèi)容。如“制作課程表”課程教學中，傳統(tǒng)的教學方式就是在Word中使用插入表格的功能來制作課程表，涉及的操作有如何合并單元格、拆分單元格，如何繪制斜線，然后就是常規(guī)的操作，制作空表格，輸入課程內(nèi)容，調(diào)整表格和選擇自己喜歡的風格。在這種教學模式下，很多教師對涉及的操作比較重視，對單元格拆分和合并、繪制斜線重視程度高，但對于最后風格的制作則重視不夠，很多情況下都是從電腦自有素材選擇表格，既沒有創(chuàng)意也沒有激發(fā)學生制作的興趣。因此，我在教學過程中從多種風格圖片考慮，讓學生自己可以根據(jù)需要選擇合適的背景，背景選擇可以來自于網(wǎng)絡，也可以來自于自己制作的圖片。這樣學生在制作過程中自然會加入課表的二次開發(fā)，對調(diào)整表格和表格修飾進行創(chuàng)新操作，起到了很好的教學實踐效果。（四）實現(xiàn)對3D打印技術的高效應用1.發(fā)揮3D打印優(yōu)勢，提升學生學習興趣。在對任何課程進行教學時，教師都必須培養(yǎng)學生對課程產(chǎn)生一定的興趣，這樣才能有效提升學生的積極性與主動性。信息技術學科本身就屬于一門有趣的課程，在實際的教學過程中，教師一定要對信息技術的多元化、智能化以及數(shù)字化特點充分利用，從而在最大程度上提升學生的學習興趣。將3D打印技術應用于小學信息技術教學中，也可以為學生創(chuàng)造出良好的學習環(huán)境，所以，教師應該將3D打印技術的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。比如，在對“設計制作標志”這一課程進行講解時，可以充分利用3Done的快速空間建模功能，然后將學生所設計出的標志打印出來，通過這種方式學生可以更加直接感受到科技的優(yōu)勢，從而提升對信息技術學習的興趣。2.在小學信息技術教學中營造良好的課堂氛圍，教師可以在對3D打印技術充分利用的基礎上營造出良好的課堂氛圍，從而實現(xiàn)3D創(chuàng)客教育與信息技術教學之間的有效結合。將3D打印技術融入小學信息教學中，可以將圖紙中的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實，將原本在電腦桌面上的圖像轉(zhuǎn)變成實物，通過這種方式可以對課堂氛圍起到非常重要的活躍作用。二、基于人工智能背景下的小學創(chuàng)客教育策略在科技春天來臨之際，更需要科學技術的普及，那么在小學課堂中對人工智能進行普及推廣成為一種必然，可以說人工智能課程目前也成為各中小學教育的一個新生實物。而人工智能在創(chuàng)客教育中真正落實落地，其主要的載體就是課程。人工智能是計算機科學的一個分支，是通過普通計算機的程序?qū)⑷祟惖闹悄艹尸F(xiàn)出來的一種技術。早在2017年，國務院就印發(fā)了《新一代人工智能的發(fā)展規(guī)劃》，將其列入全民智能教育的項目，同時指出要在中小學階段設置人工智能的相關課程。在科技春天來臨之際，更需要科學技術的普及，從娃娃抓起，那么在小學課堂中對人工智能進行普及推廣成為一種必然，而人工智能在創(chuàng)客教育中真正落實落地其主要的載體就是課程。（一）啟蒙階段，注重實踐小學創(chuàng)客教育實際上就是教育與創(chuàng)客文化的結合，立足于學生的興趣，通過選定項目進行學習的一種方式，采用現(xiàn)代技術數(shù)字化工具，充分激發(fā)學生造物熱情，促其在動腦、動手中相互進行分享，借助最終項目的完成來培養(yǎng)學生跨學科解決問題的能力，以及團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力，創(chuàng)客教育是一種素質(zhì)教育。人工智能背景下的小學創(chuàng)客教育，是培養(yǎng)學生分析、創(chuàng)造、實踐能力的最佳平臺。對于小學生來說，正是接受各種知識的起步階段，其認知能力以及知識儲備能力明顯不足，這就使得其在理解人工智能的深奧算法以及抽象建模上比較困難，而創(chuàng)客教育能夠啟發(fā)學生，激發(fā)出他們的創(chuàng)新性。在具體的教學中，教師要給學生傳授時下比較熱門的Arduino，采取一些軟件公司開發(fā)的適宜于小學生的Arduino平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)軟件控制，讓小學生充分體驗模式接線以及拖動式編程和代碼模程。借助有趣的教學方式，鼓勵學生多動腦、多動手，通過人工智能項目培養(yǎng)小學生的邏輯思維、創(chuàng)新思維與批判性思維，激發(fā)他們創(chuàng)意設計，同時還能夠使學生分析問題、探究問題以及解決實際問題的能力有所提升。（二）加強培訓，形成體系在課下可以組織學生成立創(chuàng)客團隊，通過解決實際生活問題，設計與完成具有實用性的創(chuàng)客作品。該團隊能夠就這一創(chuàng)客作品給予其穩(wěn)定的性能，以及良好的外觀設計。鼓勵創(chuàng)客團隊的學員集思廣益，充分發(fā)揮自己的智力，采用多種多樣的手段和方法，對于各種原料以及技術的運用要做到靈活應對。在對學生創(chuàng)客團隊進行建立和培訓的時候，教師要注重將優(yōu)秀的創(chuàng)客人員引進來，或者是以老帶新的方式，通過基于某一設定的項目來對整個創(chuàng)客團隊成員進行培訓。在小學創(chuàng)客教育中，其最主要的展示方法是學科競賽，不斷提高學生的新實踐能力，使學生真正成為“創(chuàng)客”。在做中學、學中做，形成從學習到實踐再到創(chuàng)新的良好體系，也能進一步培養(yǎng)小學生創(chuàng)客競賽隊伍。（三）注重實踐，搭建平臺小學創(chuàng)客教育給學生提供了一個分享交流的機會，每個學生都有話可說，有故事可講，分享自己造物的緣由，經(jīng)歷挫折以及完成的喜悅，形成完整的學習心理過程。我們?nèi)诤狭丝茖W研究、技術制作、藝術創(chuàng)作的全過程，所以能夠培養(yǎng)學生的主動探索精神和自主創(chuàng)新能力、合作研究能力和藝術創(chuàng)作能力。創(chuàng)客教育是目前中小學教育中綜合性強、涉獵面廣、創(chuàng)新性突出的課程。實踐中，一些學校成立了創(chuàng)客教育名師工作室，為創(chuàng)客教育做好師資準備；學校建立了創(chuàng)客空間，為學生搭建了創(chuàng)客活動平臺；組織各項創(chuàng)客競賽為學生創(chuàng)造良好的實踐交流機會和空間。創(chuàng)客教育的實現(xiàn)，就在于激活學生的思維，讓他們有一雙發(fā)現(xiàn)的眼睛，并閃動創(chuàng)新火花，做出自己的作品，放飛自己的熱情，真正成為快樂的創(chuàng)客。綜上所述，將3D打印技術與創(chuàng)客教育完美地結合，對小學生的創(chuàng)作能力、想象能力、綜合素質(zhì)的提高具有很大的幫助，能夠促進小學生的德智體美全面發(fā)展。同時，隨著人工智能教育的不斷推廣與普及，它在小學創(chuàng)客教育中也漸顯身影。人工智能課程的增設，能夠培養(yǎng)小學生的動手實踐能力和邏輯思維?，F(xiàn)階段，我國有些地區(qū)的小學課程中都開