基于“学习通”的3D打印教育混合式课堂构建

发表时间:2020/12/29   来源:《中国教工》2020年19期   作者: 蔡东松 沈妤
[导读] 随着社会的不断进步,经济、科技的迅猛发展

        蔡东松 沈妤
        杭州技师学院 浙江省杭州市 311500

一、背景
        随着社会的不断进步,经济、科技的迅猛发展,“互联网+ ”时代的到来势不可挡,各类移动终端产品层出不穷,当代学生的生活方式和思维习惯已经发生了翻天覆地的变化。传统的教育课堂对学生的吸引力越来越弱,课堂有演变为教师独角戏的趋势。传统课堂教学尤其是中职课堂面临巨大的考验。为此,专家学者们对此进行了不少有益的研究和探索,涌现出微课、慕课等各类形式的新型学习方式。其中,随着信息技术等先进技术与教育的深度融合,混合式教学将成为未来教育的新常态[1],成为推动我国教育信息化进程与教育教学改革发展的关键点与突破点[2]。
二、现状
        据研究,目前学校 3D 技术教育大致可为三类。
        1、3D打印技术科普教学。这类课程,一般以建模和打印机操作为主。目前有不少初、高级中学甚至小学都开设了相关的课程或者是兴趣班。一般该类课程的教学设备都是普通打印机,因此设备的操作比较简单,所以该类课程的学习偏向三维建模软件学习,如Autodesk123D、3D one 等,教学的侧重点以外形设计为主。
        2、基于3D 打印技术的创客项目教学。将3D 打印技术与编程技术、电工电子制作、电气控制等知识结合在一起,在此基础上开发出一些创客项目,如移动机器人、无人机等。该类课程实施起来相对难度较高,时长也较长,对学生前置知识的学习也较高。
        3、其他形式的3D打印课堂,如以3D技术为基础的STEAM课程[3]。
        这三种形式的教学方法使用于不同年龄不同要求的学生,各有各的优缺点。然而,在实际的教学过程中往往存在以下几个方面的问题。
        1、课程中软件操作的课时过大,学生们花了大量的时间在建模软件的学习上。而实际应用不足,甚至把课程变成了单纯的软件教学,学习起来没有兴趣,不能实现真正的课程目标。
        2、没有充分激发学生的兴趣,以及主观能动性与创造性,鹦鹉学舌式的学习使得在学习过程中不能凸显学生的主体地位。
        3、设计的项目重复率高,项目流程设计简单,学生的通用职业能力不能得到有效锻炼。
        4、教学评价单一。有些偏向软件建模,有些偏向打印出的产品。教学评价应将过程与结果相结合,是多元的,而非单一的。
        而混合式教育课堂则通过将先进的信息技术手段,将传统课堂与翻转课堂、微课等新兴的教学方式有机地结合起来,能够取长补短,汲取两方面的优点。通过合理的设计,将理论和实践操作合理地结合在一起,可以更有效地激发学生的学习兴趣,培养学生的综合素养,并且,所有学生所有的表现都会被记录,从而实现多维度的评价。但混合式教学并不是简单的技术混合,而是为学生创造一种真正高度参与性的个性化的学习体验[1]。
三、云课堂构建
        将课堂按照课前——课中——课后三个阶段对整个教学过程进行系统设计。以学生视角为主线,按前置学习——任务驱动——制定计划——产品制作——检测评价等流程规划,教师主要做好资源创建——任务布置——流程引导——解决疑问——总结疑问等工作。以任务驱动为形式,让学生在做中学,以问题为导向,让学生在做中思。科学合理规划课前、课中、课后三个环节的内容与形式,充分发挥学生的主观能动性,凸显学生在学习中的主体地位。


        
1、课前
        该阶段教师需要在学习通上创建课程。将课件、视频、电子书籍、网络链接等理论知识、学习资源等整合在学习通平台中,并设置为闯关模式,学生只有完成前面的步骤,才可进行下一步学习。然后发布通知,告知学生学习的内容和学习目标等要求。而学生则通过学习通平台,对相关内容进行学习,并完成相应的任务,如随堂测试等。通过学习,学生明确了教学目标,学习了相关知识,熟悉了课堂内容,了解了自己的不足。教师也可通过查看课前测试的结果,对学生的知识掌握情况有一个清晰的了解,以便及时调整教学的侧重点和教学方法。

2、课中
        在课堂上,教师的主要任务是将学生合理地分组,分配好相应的电脑、打印机等硬件设备,确保课堂合理有序进行。分组以后,需再次明确课堂任务,以及课堂流转程序。如有必要,可以根据课前测试的结果合理安排一定时间进行知识的讲解,进一步深化。随后各小组进行任务研读,交流、讨论并制定计划。教师会根据每个组制定的计划提出合理性的意见,最终各小组得到一个比较合理的计划,即可按照计划进行下一步,如外观的设计、电路的布置、零件的打印等,最终完成全部或者大部分任务。在此过程中教师主要进行巡查、指导、安全防范等工作。任务完成以后,以视频和图片形式提交成果,各小组派代表对遇到的问题进行分析,初步给出解决方案,并对本次课堂进行自我评价。其他组则进行交流讨论,进行互评。最后由教师对共性的问题进行答疑,对各组的课堂表现及结果进行师评。最后布置课后环节的相关内容。   
        在整个教学过程中,教师只是作为引导者、资源提供者、学习环境营造者、课堂组织监督者,疑难问题解决者的角色存在,而作为学生而言,始终作为学习的主体存在,并由传统课堂的被动学习转向了过程性学习、个性化学习、问题化学习和合作性学习。在这过程中锻炼了信息获取能力,分析能力、问题解决能力,及沟通交流、团队合作等精神。

3、课后
        课后环节主要通过作业库和试题库,进行温故而知新。对于学习进度较慢的学生,可以对相关的内容进行回看,包括教师上课的过程也可进行“回放”,自主再学习。而对于学习进度较快、掌握较好的同学,则会有相应的知识拓展模块供其自学。同时,如果学生们还有其他问题,都可以通过学习通的班级“群聊”或者和教师“私聊”进行沟通和交流。学生在所有学习通中所有的行为都会被记录下来,包括签到、阅读、评论、测验等所有环节都设置为考核的重要依据,最后这三个环节形成了一个完整的教学闭环。

四、总结与反思
以学习通平台为基础的混合式教学针对中职学生的特点,打通线上和线下,融合理论和操作,可以将各种优质的优质数字化资源、互联网资源与课堂教学有机结合,能激发学生的学习主观能动性,凸显了学生的主体地位,对促进学生全面发展成为复合型人才具有积极的意义。从3D打印课程的混合式教学实践可以看出,大多数学生对于在这种线上线下的学习方式比较感兴趣,平台积分给了学生持续学习的动力。借助信息化平台可以解决部分传统教学的弊端,如视频防拖拽功能可以让微课得到完整的播放,闯关模式也可以杜绝学生“拖进度”的小手段。整个教学过程中比较好地促进了学生各项综合职业能力的培养,如锻炼了口头表达能力、沟通能力、团队合作等,为以后的工作打下坚实的基础。
        此外,应用该教学方法对教师也大有裨益。一方面要求教师的教学理念与时俱进,要强化以学生为主体的意识,提高教学活动设计的水平;另一方面也要求教师提升信息化素养,尤其是经过“疫情”之后,信息化教学能力显得尤为重要。

参考文献
[1] 冯晓英,王瑞雪,吴怡君.国内外混合式教学研究现状述评——基于混合式教学的分析框架[J].远程教育杂志,2018(3):13-24.
[2] 王晶心,原 帅,赵国栋.混合式教学对大学生学习成效的影响——基于国内一流大学MOOC应用效果的实证研究[J].远程教育杂志,2018(5):39-47.
[3]王美, 王良辉, 刘中晓, 等. 基于 3D 打印技术的特色课程研究: 以“3D 打印创意工作室”课程为例 [J]. 现代教育技术 ,2015,25(8):120-126.
第一作者简介:
姓名:蔡东松
出生年月:1987.02
性别:男
籍贯:浙江天台
民族:汉
最高学历:硕士研究生
职称:讲师
研究方向:机电技术、职业教育
单位所在地邮编:311500
单位省市:浙江省杭州市
单位:杭州技师学院
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