摘要：信息技術飛速發(fā)展，在教育領域得到了廣泛的應用。本文從兒童視角出發(fā)，以智慧教育理念為抓手，通過對幼兒園3D打印技術的應用與實踐進行分析，以期在此基礎上將智慧教育理念在實踐中不斷落實與調(diào)整，從而探索兒童3D打印活動的實踐路徑。

關鍵詞：智慧教育理念；兒童；3D打印；創(chuàng)新；實踐

2014年，國務院推出“3D打印創(chuàng)新教育播種”計劃，意在為學生的創(chuàng)新創(chuàng)造提供良好的氛圍，以培養(yǎng)其“創(chuàng)客”精神和提升其“創(chuàng)客”能力[1]。從國際到國內(nèi)，3D 打印技術應用已經(jīng)成為各界研究的焦點[2]。隨著該技術的不斷發(fā)展，近幾年也逐漸開始應用于教育領域。智慧教育理念以學生為中心，關鍵在于激發(fā)學生主觀能動性，學生不再一味地被灌輸知識，而是更加主動地學、更有效地練，從而提升自主學習能力和語言綜合應用能力。在兒童3D打印活動中，教師如何進行有效指導，如何提供多元支持？如何在智慧教育理念下實施3D打印活動？這些問題都是非常值得研究討論的。本文以兒童為中心，將智慧教育理念運用于3D打印活動中，并在智慧教育理念的指導下，探索兒童3D打印活動的實踐路徑，以求更加有效地提升活動的趣味性、有效性、科學性。

二、研究相關述評

（一）智慧教育

智慧教育的研究主要分為兩個方面。一方面是依托于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算基礎之上的智能化教育，注重教育技術功能性方面，是教育系統(tǒng)的信息化改革和資源的網(wǎng)絡化支持；另一方面是指培養(yǎng)學生智慧的教育[3]。祝智庭認為：通過構建智慧學習環(huán)境，運用智慧教學法，促進學習者進行智慧學習，從而提升成才期望，即培養(yǎng)具有高智能和創(chuàng)造力的人，利用適當?shù)募夹g智慧地參與各種實踐活動并不斷創(chuàng)造智慧和價值，實現(xiàn)對學習環(huán)境、生活環(huán)境和工作環(huán)境靈巧機敏的適應、塑造和選擇[4]。

智慧教育理念則是指利用智能化技術構建與學科融合的智能化環(huán)境，讓師生施展靈巧的教與學方法，從而培養(yǎng)新世紀智慧型人才的一種教育理念[5]。智慧教育理念是全面、多元的，重點強調(diào)將智能技術與教學活動相融合，從而培養(yǎng)幼兒的主觀能動性，發(fā)展幼兒的創(chuàng)新能力。與此同時，以智慧教育理念為抓手，依托信息技術，能更加有利于激發(fā)幼兒學習興趣，促進幼兒全面發(fā)展。

（二）3D打印

3D打印是指利用塑料或樹脂等可粘連的原料進行層層打印形成物件的增材制造技術[6]。它是一種新型快速成型技術，其原理是先將實體模型分為若干薄層，每次打印材料生成一個薄層，通過塑料或粉末狀金屬等可黏合材料，層層疊加生成物體[7]。時至今日，3D打印技術已經(jīng)經(jīng)歷過了30余年，尤其最近十年3D打印技術發(fā)展更是進入快車道，對各行各業(yè)都產(chǎn)生了影響。

近年來，我國積極推進3D打印技術在教育領域的應用，并逐步受到了越來越多的關注。許多省市中小學、幼兒園開始積極嘗試和開展3D打印活動。這些活動在幼兒園的開展，潛移默化地激發(fā)了幼兒的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

三、理論依據(jù)

（一）建構主義理論

“情境、協(xié)作、會話和意義建構”是建構主義的關鍵思想，學生要想在學習上有所收獲，就需要依靠特定的學習環(huán)境。通過教師的引導、班級成員的協(xié)作，借助學習資源，再通過意義建構才可以得到[8]。教師在組織開展3D打印活動中，應成為幼兒的支持者、合作者、引導者。在智慧教育理念下，借助信息技術為幼兒提供游戲化學習環(huán)境，引導幼兒結合現(xiàn)有的知識與經(jīng)驗，充分發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造性，實現(xiàn)知識經(jīng)驗的建構。

（二）多元智能理論

美國哈佛大學的霍華德·加德納教授提出了新的智能概念，多元智能理論所倡導的教育理念是：以幫助孩子找到一個可以盡情施展才能的地方為最有用的教育方法。在智慧教育理念指導下開展兒童3D打印活動，可以讓活動更有趣味性，通過引導幼兒自由創(chuàng)作，能夠發(fā)展幼兒的語言智能、空間智能、人際交往智能等，讓幼兒在愉悅體驗的同時身心得以全面發(fā)展。

（三）從做中學理論

杜威認為，教學過程實際上就是實踐的過程，要注重培養(yǎng)學生的動手實踐能力。在項目開展的過程中，學生遇到問題的時候，需要設計解決問題的方案并進行實踐，這個過程能使學生豐富自己的知識、經(jīng)驗。在幼兒3D打印自由創(chuàng)作過程中，引導幼兒在教師創(chuàng)設的情境中，運用自己的已有知識經(jīng)驗解決問題，是一種真實且有意義的“做中學”，能夠培養(yǎng)幼兒發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，提升幼兒的動手能力和創(chuàng)造能力。

四、智慧教育理念下兒童3D打印活動實踐路徑

隨著冬奧會的舉辦，經(jīng)常在班上能聽到幼兒在討論自己擁有的“冰墩墩”，借此機會筆者開展了“冰墩墩”為主題的活動。2022年北京冬奧會，以世界熟知的中國國寶大熊貓為原型的“冰墩墩”是本次冬奧會的吉祥物，外形友好、溫暖、可愛，深受國內(nèi)外的喜愛。例：“冰墩墩”被一搶而空，孩子們想DIY屬于自己的“冰墩墩”。結合冬奧會的開展，本研究以“3D打印冰墩墩”為例，嘗試探索3D打印活動開展的活動路徑。這不僅是一次動手動腦的手工制作過程，更能讓幼兒在潛移默化中了解冬奧會，感受奧運精神，增強民族自豪感和歸屬感。同時，能讓幼兒熱愛科學，喜歡探究，對自己感興趣的事情充滿好奇。廣州市人民政府機關幼兒園以信息技術為特色課程之一，近幾年，幼兒園在政策引領及專家團隊的指導下，全面推進信息技術應用能力提升2.0工程。本次活動將以信息技術為抓手，以微能力點C4支持學習創(chuàng)造性學習與表達為指引，以兒童視角為中心，用行動研究的方式，探索智慧教育理念下兒童3D打印活動應用與的實踐路徑。

（一）行動研究一——可視“墩墩”初體驗

本次活動中，圍繞“四化兩創(chuàng)造”進行3D打印冰墩墩活動的初步展開。首先，在活動前通過微信班群布置小任務，邀請家長和幼兒在網(wǎng)上查閱冰墩墩的相關資料與圖片。嘗試用不同材料，不同形式進行創(chuàng)作，并將完成的作品拍照，或錄制制作過程的視頻上傳班群。同時創(chuàng)設機會，引導幼兒多樣化自己學習與思考的結果，達到資源、成果的共享化。然后利用午餐前后或放學前談話時間邀請幼兒分享自己的創(chuàng)作過程，錄制微視頻發(fā)放班群，引導幼兒和家長對所有作品進行評價和投票，以此增強學生真實化體驗。其次，在活動中邀請幼兒欣賞親自創(chuàng)作的冰墩墩，并展示各種形態(tài)冰墩墩圖片。很多小朋友在活動前積極參與查閱資料，加上對多種形式作品的欣賞，已對冰墩墩有些許了解?；顒又斜斩請D片的引入，更是吸引了幼兒的興趣。此外，結合視頻《冰墩墩是如何設計出來的》，將幼兒自己已經(jīng)了解到的冰墩墩小知識與視頻中的內(nèi)容相融合，充分調(diào)動幼兒多感官參與，讓幼兒更好地理解奧運會吉祥物冰墩墩是如何設計出來的。以此豐富幼兒經(jīng)驗，發(fā)展幼兒創(chuàng)造性思維，激發(fā)創(chuàng)造潛能。最后，向幼兒介紹本次活動需要的基本材料，3D打印筆，墊板，耗材等，并重點說明3D筆正確操作流程及注意事項，輔助幼兒利用3D打印筆進行自由創(chuàng)作。3D打印既可以是平面的，也可以是立體的。在本次活動中，由于幼兒直接接觸3D打印活動較少，教師根據(jù)幼兒能力不同分層指導，能力較強的幼兒可以直接繪制打印冰墩墩；能力偏弱的幼兒可借助冰墩墩的圖片底板輔助打印。活動結束后，教師對本次活動反思發(fā)現(xiàn)，大部分幼兒并沒有將冰墩墩的特色凸顯出來，只是進行了冰墩墩基本形狀的打印。

（二）行動研究二——智能技術助創(chuàng)作

通過對第一輪活動的分析、反思，發(fā)現(xiàn)幼兒對冰墩墩的認知各不相同，導致呈現(xiàn)的作品難以突出特色。為此，教師進一步調(diào)整方案，將智能技術與3D打印活動更好地融合起來，以激發(fā)幼兒創(chuàng)造力和想象力，幫助幼兒更好地理解冰墩墩的突出特征。在智慧教育理念下，創(chuàng)設智慧教育環(huán)境，能給予幼兒多元支持，將幼兒的學習過程與結果可視化、共享化。先以軟件希沃白板5.0為例，引導幼兒了解并認識思維導圖，使幼兒直觀感受，更深入、細致地觀察，共同繪制“冰墩墩”思維導圖。在這個過程中，幼兒將觀察到的冰墩墩組成部分、特征及顏色等，做成可視化思維導圖，能幫助幼兒以多種形式外化自己的思考。相比第一輪，本次活動幼兒能夠更加順利地打印，冰墩墩的形態(tài)也更加形象。幼兒根據(jù)已有的圖形模板進行打印，或是根據(jù)自己的喜好，自主設計創(chuàng)作冰墩墩。同時，教師引導一些能力較強的幼兒直接在墊板上繪制冰墩墩，能力中等的幼兒則借助一定的輔助材料先將冰墩墩的輪廓繪制好，再將輔助材料撤離，而能力偏弱的幼兒則可以借助圖片繼續(xù)繪制平面的冰墩墩。通過教師對不同層次幼兒的進行個別化指導，每位幼兒都能在原有基礎上獲得了提高，并體驗到成功的快樂?；顒雍罄闷桨咫娔X及時拍攝上傳幼兒作品，創(chuàng)造機會，給予幼兒交流的平臺，讓每個幼兒都有表現(xiàn)自己的機會，分享交流自己的作品和創(chuàng)作過程。培養(yǎng)幼兒自信心的同時，引導幼兒互相欣賞評價作品，并進行投票。

（三）行動研究三——多元支持促探究

通過之前兩輪的實踐，幼兒自主想象、設計，并將其制作出來，這個從無到有的過程，一定程度上提升了幼兒的想象力、創(chuàng)造力和動手能力，也讓幼兒在活動中 “會學、會玩、會制作”，有效地促進了幼兒各方面能力的提高。但是，幼兒獨立、自主創(chuàng)作依然是最需要關注的部分。本次活動將結合“四化兩創(chuàng)造”，重點介紹如何將幼兒最關注的問題——冰墩墩從平面到立體的轉變，變成具體可操作的實踐過程。

3D打印分為平面打印和立體打印，立體打印對于幼兒來說可能有一定的難度。于是我們邀請幼兒將自己家里不同形式的冰墩墩作品帶回幼兒園與小朋友分享，通過真實化、可視化實物豐富幼兒感知體驗，讓幼兒初步具有“物”的概念。其次，借助VR技術，讓幼兒全面觀察立體冰墩墩的形態(tài)。幼兒結合自己的想法，嘗試利用不同材料輔助3D打印。通過“計劃——工作——回顧”循環(huán)，幼兒選擇利用橢圓形物體和輕黏土做冰墩墩的身體，將輕黏土與3D打印相融合，進而實現(xiàn)了平面到立體的轉變，極大地激發(fā)了幼兒的興趣和創(chuàng)造潛能，并真實感受到了平面與立體之間的空間關系。教師在活動中及時捕捉幼兒精彩瞬間，將此作為幼兒活動結束后反思回顧的重點，將真實化、可視化的學習過程與結果共享，以支持幼兒在活動后的多樣化學習與表達。

綜上，通過三輪活動不斷反思改進，本研究初步完成了智慧教育理念下兒童3D打印技術的探索路徑，并逐漸得以完善。伴隨著智慧教育理念的發(fā)展，社會對促進幼兒全面發(fā)展的重視程度逐漸提高，對教師的要求也在不斷地提高。在智慧教育理念下開展兒童3D打印活動相比傳統(tǒng)教學來說，一方面教師的教學過程更加輕松愉悅，教學手段更加豐富，教學能力得以提升；另一方面可以給予幼兒更多發(fā)揮的空間和更多元的支持，豐富幼兒的想象力和創(chuàng)造力，讓幼兒在3D打印過程中，發(fā)現(xiàn)美、感受美，進而用自己的方式表現(xiàn)美和創(chuàng)造美。

該路徑的特色主要體現(xiàn)在：首先，路徑的探索是在智慧教育理念的指引下，結合建構主義理論、多元智能理論、從做中學理論等理論進行分析探究，以理論指導三輪實踐活動的組織開展。其次，路徑的探索中以問題式學習為主，將智慧教育理念與兒童3D打印活動相融合，激發(fā)幼兒興趣，引導幼兒更加主動地學與做。

五、智慧教育理念下兒童3D打印實踐反思

（一）創(chuàng)設環(huán)境，打造創(chuàng)作空間

創(chuàng)設環(huán)境是開展兒童3D打印活動的重要環(huán)節(jié)?；顒忧敖處熜枳龊梦镔|(zhì)環(huán)境和心理環(huán)境的創(chuàng)設。首先，物質(zhì)環(huán)境。物質(zhì)環(huán)境包括材料準備和環(huán)境布置。在3D打印材料的選擇上，在幼兒園的大力支持下購買了創(chuàng)客小型3D激光打印機，以及幼兒自己可以參與操作的3D打印筆、耗材、墊板等。環(huán)境布置方面，不需要過多的物質(zhì)裝飾，只需要在打造創(chuàng)作空間中強調(diào)幼兒的參與和互動。其次，心理環(huán)境。兒童3D打印過程是一個幼兒主導、教師引導的過程，教師要充分發(fā)揮自身的引導作用，根據(jù)幼兒可以接受的方式向幼兒示范展示，充分激發(fā)幼兒對3D打印活動的興趣。

其次，對于幼兒來說3D打印是一種新的操作體驗，在激發(fā)幼兒興趣的同時能夠充分調(diào)動幼兒的想象力，激發(fā)幼兒的創(chuàng)造潛能。幼兒利用普通的畫筆畫出來的畫都是平面的，但是3D打印不僅是可以平面打印，還可以實現(xiàn)從平面到立體的轉變，能夠讓幼兒更加直觀地感受。其次在日常建構區(qū)的搭建活動中，幼兒的作品不能被完整保存下來，只能以照片形式進行保存展示。但是3D打印正好可以將幼兒搭建出的物體，進行完整地保存。因此，教師在創(chuàng)作空間時要為幼兒搭建展示平臺，將幼兒日常的作品進行展示。同時，利用信息技術將幼兒創(chuàng)作的過程進行即時拍攝記錄，制作成二維碼投放在區(qū)域，并引導幼兒實時進行互動，不斷豐富幼兒的知識經(jīng)驗。

（二）轉變觀念，理論指導實踐

在兒童3D打印活動中從確定主題，到平面打印，再到材料輔助立體打印，這是一個循序漸進的過程。目前，對于在智慧教育理念大環(huán)境下開展兒童3D打印活動的研究較少。在幼兒園，教師們能夠充分意識到開展3D打印活動對于幼兒的重要性，但是對于智慧教育理念下如何有效引導幼兒，如何組織開展，如何多元評價還有些欠缺。教師首先要轉變觀念，除了在實踐操作中嘗試探索，還要有更加豐富的相關理論知識支撐。只有理論知識更扎實了，在理論的指導下，才可以更加理解智慧教育理念在兒童3D打印活動中的意義和價值。才能更好地在智慧教育理念指導下，進一步有效指導3D活動的組織開展。

（三）提供平臺，豐富活動主題

兒童3D打印的主題是開展活動最重要的部分，主題的引發(fā)、開展、延伸，這些環(huán)節(jié)相對比較簡單，且完全是教師根據(jù)幼兒的興趣進行的，幼兒將自己好奇的問題，感興趣的事物在教師的引導下進行分享交流，最終確定主題。教師可以通過線上、線下相結合的方式將幼兒的創(chuàng)作進行即時反饋，請幼兒把3D打印的樂趣帶到家里與家長一起分享，豐富幼兒經(jīng)驗的同時讓家長感受3D打印的魅力。其次，邀請家長一起加入，和幼兒以小組形式進行，這能更加豐富主題，促進幼兒與家長之家的親子互動和情感溝通。

六、結束語

總之，智慧教育理念下兒童3D打印技術的應用，要始終以智慧教育理念為抓手，融合多種教育資源，形成教育合力，才能進一步促進智慧教育的縱深發(fā)展。

作者單位：吳亞琴 廣州市人民政府機關幼兒園

參? 考? 文? 獻

[1]周路菡.教育成為3D打印新藍海[J].新經(jīng)濟導刊，2015（08）：65-69

[2]王娟，吳永和，段曄.3D打印技術教育應用創(chuàng)新透視[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2015（01）：62-71.

[3]蒙倩靜.基于智慧教育理念的英語泛讀課程課前自主學習設計[J].海外英語（上），2020（6）：23-24.

[4]祝智庭，賀斌.智慧教育：教育信息化的新境界[J].電化教育研究，2012，33（12）：5-13.

[5] 朱求勝.基于常態(tài)課表的中職校本資源庫應用系統(tǒng)設計[J].中國職業(yè)技術教育，2018（11）：79-83.

[6] DIMITROY D，SCHREVE K，BEER N D .Advances in Three Dimensional Printing-state of the Art and Future Perspectives [J].Rapid Prototyping Journal（S1355-2546），2006，12（3）：136- 147.

[7]王娟，吳永和，段曄.3D打印技術教育應用創(chuàng)新透視[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2015（01）：62-71.

[8]何克抗.建構主義──革新傳統(tǒng)教學的理論基礎：上[J].電化教育研究，1997（03）：3-9.