(圖：建塘小學(xué)3D打印體驗(yàn)活動(dòng))
3D 打印、機(jī)器人、創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室、STEAM 實(shí)驗(yàn)室，近幾年，這些新名詞從產(chǎn)業(yè)界向公立學(xué)校蔓延，將創(chuàng)客/STEAM 教育擴(kuò)展至中小學(xué)內(nèi)，但這類優(yōu)質(zhì)教育資源往往集中在北上廣深等一線城市，在三四線城市以及教育資源薄弱的地區(qū)，仍有大量未接觸過此類新理念的師生，以教育均衡為首要目標(biāo)的云南省是其中之一。
2015 年底，云南省教育廳對(duì)外采購 6000 套 3D 打印設(shè)備，陸續(xù)向全省 5500 多所中小學(xué)配發(fā)，改善薄弱學(xué)校的辦學(xué)條件，讓各地州的中小學(xué)都有機(jī)會(huì)接觸到前沿技術(shù)和教育理念。
而當(dāng)每個(gè)學(xué)校有一臺(tái) 3D 打印機(jī)之后，創(chuàng)客教育在各個(gè)學(xué)校如何落地?芥末堆在云南省各地州學(xué)校走訪中發(fā)現(xiàn)，硬件普及只是萬里長(zhǎng)征的第一步。
3D 打印機(jī)進(jìn)校之后
“老師，可以打印足球嗎?”在云南省香格里拉市建塘小學(xué)的 3D 打印體驗(yàn)活動(dòng)上，小朋友們圍在一臺(tái)打印機(jī)面前觀看正在運(yùn)轉(zhuǎn)的神奇機(jī)器，還有一些同學(xué)興奮地站在掃描儀前，等著頭像被掃描，接著打印出來，也有不少同學(xué)在排隊(duì)玩兒 3D 打印筆。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的工作人員告訴他們，用這支筆畫完的圖像可以摳下來帶走，學(xué)生們一個(gè)個(gè)瞪大眼睛不敢相信，這是他們第一次接觸 3D 打印。校長(zhǎng)也在展位前興致勃勃地掃描自己的頭像，體驗(yàn) 3D 打印技術(shù)帶來的驚喜。
(建塘小學(xué)學(xué)生第一次使用 3D 打印筆)
據(jù)了解，香格里拉所屬的迪慶州共下發(fā) 33 套設(shè)備，分配到下轄的香格里拉市、德欽縣以及維西縣。建塘小學(xué)也分配到一臺(tái) 3D 打印機(jī)，不過，該學(xué)校的科學(xué)課老師告訴我，目前設(shè)備尚未向?qū)W生開放，老師們處于初步了解和學(xué)習(xí)的階段，暫時(shí)沒有足夠的條件開設(shè)課程。而校長(zhǎng)希望通過這次活動(dòng)激發(fā)學(xué)生對(duì) 3D 打印的興趣，之后嘗試在校內(nèi)開設(shè)興趣課。
在芥末堆走訪的德欽縣，也是同樣的情況。去年，德欽一小的教導(dǎo)主任扎史農(nóng)布曾到昆明參加過為期三天的骨干教師集訓(xùn)，但這對(duì)他來說這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，“上的都是大課，我根本聽不懂”。此后，項(xiàng)目合作企業(yè)方滇中恒達(dá)派出工程師到當(dāng)?shù)貙W(xué)校做過兩次培訓(xùn)，試圖讓老師們盡快上手，當(dāng)?shù)匚鍌€(gè)中小學(xué)的信息技術(shù)老師都參加了培訓(xùn)。德欽一小的扎史白姆學(xué)得很快，并將自己的作品寄到昆明參加比賽，作為剛畢業(yè)不久的信息技術(shù)老師，她喜歡研究新東西，在教導(dǎo)主任的提議下，她打算下學(xué)期在學(xué)校開設(shè) 3D 打印興趣課。
(建民中學(xué)學(xué)生作品)
這其中也有部分已經(jīng)開課的學(xué)校，目前均以興趣活動(dòng)課的形式開展。以紅河州的建民中學(xué)為例，信息技術(shù)老師徐珠負(fù)責(zé)這門課，她介紹說，目前課程剛剛起步，每周一次，主要內(nèi)容是讓學(xué)生了解 3D 打印的概念和原理，學(xué)習(xí)軟件的基本操作方法，以及打印簡(jiǎn)單的模型。這門課對(duì)她和學(xué)生雙方來說都是全新的挑戰(zhàn)。
在此之前，徐珠并未接觸過 3D 打印，在省里參加過一次集訓(xùn)之后，她一直在摸索如何開展教學(xué)，經(jīng)常會(huì)在 QQ 群里跟其他老師討論模型設(shè)計(jì)和教學(xué)中的問題。
在每個(gè)已經(jīng)開課的學(xué)校里，必然少不了一名熱愛創(chuàng)客教育的老師。
一個(gè)老師撐起來的創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室
“你教生物的又來了，讓我這個(gè)電腦老師咋整啊”，前段時(shí)間去參加 3D 打印師資培訓(xùn)，有老師調(diào)侃道，梁云作為一名生物老師把計(jì)算機(jī)老師的飯碗搶了。
梁云是昆明金辰中學(xué)一名任教將近 20 年的生物老師，同時(shí)是教科室主任，自從開設(shè) 3D 打印興趣課之后，他的業(yè)余精力幾乎都撲在這上面，“經(jīng)常開著車突然也會(huì)聯(lián)想到這個(gè)課該怎么上”，梁云擺弄著學(xué)生的作品，邊跟我們介紹，每天下午四點(diǎn)半放學(xué)后，他都會(huì)在這件小小的科技實(shí)驗(yàn)室里呆著，教學(xué)生設(shè)計(jì)自己的作品。
(圖：金辰中學(xué)學(xué)生模型展臺(tái))
實(shí)驗(yàn)室里擺滿了學(xué)生這一年來設(shè)計(jì)的上百個(gè)作品，左下角的立體組合餐盤作品在去年盤龍區(qū)的比賽中獲獎(jiǎng)。而這間教室原本是 09 年申報(bào)下來的以模型制作為主題的科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，前幾年擺放的是 36 臺(tái)機(jī)床、各類手工作品以及自制教具，去年被梁云改造為 3D 打印創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室。
2015 年 12 月，3D 打印設(shè)備下發(fā)到金辰中學(xué)，喜歡探索新東西的梁云開始在網(wǎng)上搜索教程，研究這門新技術(shù)。他發(fā)現(xiàn)，相比于之前的手工模型制作，3D 打印的延展性更強(qiáng)，在模型設(shè)計(jì)上有無限的延展空間，對(duì)學(xué)生更有教育意義。“到現(xiàn)在我還沒找到盡頭”，摸索一年多，他自稱剛?cè)腴T。
當(dāng)梁云把自己設(shè)計(jì)并打印出來的模型帶到生物課上，學(xué)生很激動(dòng)又好奇，因此，他決定將科技實(shí)驗(yàn)室的重心轉(zhuǎn)到 3D 打印上。借著教科室主任的優(yōu)勢(shì)，他把學(xué)校淘汰的一批舊電腦組裝起來，從初一年級(jí)挑選出 9 名學(xué)生，在次年 4 月份開了第一個(gè)興趣班，每天放學(xué)之后帶著學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模型。
梁云沒想到，跟信手拈來的生物課不一樣，這門課教起來難度高很多，由于學(xué)生對(duì)從平面到立體的轉(zhuǎn)變沒有概念，最開始教基礎(chǔ)知識(shí)就花了三節(jié)課，“比如說要把某個(gè)部件豎起來，而不是平放，要講好幾次，學(xué)生才會(huì)懂，他們沒有空間和立體的概念”，梁云發(fā)現(xiàn)，3D打印對(duì)學(xué)生的年齡和思維能力是有要求的，同時(shí)，他也在實(shí)踐中摸索最佳的教學(xué)方式，比如，如果學(xué)生實(shí)在不理解立體概念，就讓他先在平面上畫，再組裝成立體模型，“現(xiàn)在我更有底氣了”，梁云笑著說。
今年，梁云招收了第二批學(xué)生，因?yàn)樗诩议L(zhǎng)會(huì)上做了宣講，把上學(xué)期的成果匯報(bào)給家長(zhǎng)，家長(zhǎng)的接受度提高，幾乎每個(gè)班都有一半的學(xué)生報(bào)名，但是受限于硬件設(shè)備和師資，他只招收了36 名學(xué)生。
興趣課的時(shí)間是下午四點(diǎn)半放學(xué)之后到六點(diǎn)，“經(jīng)常到七點(diǎn)了學(xué)生還不愿意走”，說起學(xué)生，梁云很高興，經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)教，讓他驚喜的是，除了依葫蘆畫瓢，學(xué)生也能加入自己的想法了，梁云在電腦里調(diào)出一張學(xué)生設(shè)計(jì)的模型圖，這是一張凳子，他解釋說，雖然這個(gè)作品看起來簡(jiǎn)單，但是學(xué)生加入了自己的想法，包括多層面的模型設(shè)計(jì)，底座，蓋子等等。
(學(xué)生設(shè)計(jì)的模型)
每節(jié)課后，梁云都會(huì)要求學(xué)生提交模型，幫他們指正其中的問題，不斷修改，每隔一段時(shí)間，他會(huì)將模型打印出來獎(jiǎng)勵(lì)給學(xué)生，讓學(xué)生通過觀察成品發(fā)現(xiàn)模型設(shè)計(jì)中的問題，比如比例不對(duì)，結(jié)構(gòu)不合理等問題，再反過來修改模型。“最重要的是，成為一個(gè)真正有意義的作品”，梁云這么教導(dǎo)學(xué)生，他鼓勵(lì)學(xué)生在作品里加入自己的想法和創(chuàng)意，去解決實(shí)際生活中的問題，而這才是創(chuàng)客教育的真諦。
“這個(gè)事情我可以不做，但我個(gè)人認(rèn)為很有價(jià)值，特別是帶著學(xué)生做出作品的時(shí)候，很有成就感”，邁出了從 0 到 1 的那一步，生物老師梁云還會(huì)繼續(xù)堅(jiān)持下去。
硬件普及只是第一步
讓創(chuàng)客教育在校園落地，這是云南省在中小學(xué)普及 3D 打印系統(tǒng)的初衷。硬件設(shè)備下發(fā)一年以后，云南省電教館今年年初發(fā)布的《2017 工作要點(diǎn)》里再次提到：
“繼續(xù)推進(jìn) 3D 打印集成系統(tǒng)項(xiàng)目學(xué)校的應(yīng)用和培訓(xùn)工作，開展 3D 打印課程開設(shè)試點(diǎn)工作，推進(jìn)教學(xué)改革與教育創(chuàng)新。 ”
同時(shí)，云南省教育廳在各地州推進(jìn) 3D 打印課程示范校項(xiàng)目，篩選出適合本地的落地模式，在當(dāng)?shù)匾?guī)?；茝V。
梁云正在跟校長(zhǎng)協(xié)商，申請(qǐng)將 3D 打印活動(dòng)課設(shè)為初一學(xué)生的必修課，每周安排一節(jié)課。如果校長(zhǎng)答應(yīng)下來，對(duì)他來說，則又面臨一大堆現(xiàn)實(shí)問題：師資、課程、設(shè)備等等......
目前學(xué)校僅有他這一位編外的 3D 打印課老師，而這是一門沒有課程標(biāo)準(zhǔn)、課程體系以及固定教材的全新課程。他自己也意識(shí)到，在 從 0 到 1 將 3D 打印課程做起來之后，將其從興趣活動(dòng)課轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ǖ谋匦拚n，還有很長(zhǎng)的路要走。
此外，學(xué)校需要更硬件設(shè)備。考慮到成本、環(huán)保和安全等因素，進(jìn)校的 3D 設(shè)備和技術(shù)并不是市面上最前沿的，其模型成型耗時(shí)較長(zhǎng)，往往需要三個(gè)小時(shí)完成打印，對(duì)精度要求更高的作品甚至需要十多個(gè)小時(shí)，一臺(tái)打印機(jī)難以滿足日常教學(xué)需求。而對(duì)于義務(wù)教育階段的中小學(xué)來說，并沒有額外的經(jīng)費(fèi)采購這類“非剛需”的教學(xué)設(shè)備。梁云告訴我，目前四臺(tái)設(shè)備勉強(qiáng)夠用，但其中三臺(tái)是向外部企業(yè)借用的資源。
梁云面臨的挑戰(zhàn)，也是創(chuàng)客教育進(jìn)校園普遍的難題。
去年教育部信息管理中心發(fā)布的STEAM 教育報(bào)告顯示，STEAM 課程入校之后，50% 的學(xué)校以社團(tuán)活動(dòng)的方式開展，處于比較邊緣的地位。從學(xué)校的角度來看，由于考試的壓力以及師資的缺乏，校方并沒有足夠的動(dòng)力將這類新課程開設(shè)為必修課，大多數(shù)是校本課程、興趣課或社團(tuán)活動(dòng)。
在云南省同樣如此，各個(gè)學(xué)校3D 打印課的師資基本以科技課、信息技術(shù)老師等兼職為主，而老師日常教學(xué)任務(wù)比較重，并沒有太多精力投入在課外活動(dòng)中。自然而然地，教師本身的驅(qū)動(dòng)力成為學(xué)校能否長(zhǎng)期開課的關(guān)鍵因素之一。
缺乏體系化的專業(yè)課程，是目前創(chuàng)客教育進(jìn)校園普遍的難題之一。但在課程和師資方面，短期內(nèi)很難解決教師職前培訓(xùn)的短板，目前較好的解決方式仍然是校企合作，引進(jìn)外部?jī)?yōu)質(zhì)資源。滇中恒達(dá)在售后服務(wù)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)校普遍的問題是，老師對(duì)于開設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室很積極，但教學(xué)資源不足，因此，團(tuán)隊(duì)在籌劃建設(shè)以 3D 打印課程為核心的線上學(xué)習(xí)平臺(tái)，為一線老師提供線上教學(xué)資源和師資培訓(xùn)。同時(shí)，他們研發(fā)出一套基礎(chǔ)教材，供學(xué)校參考。
“針對(duì) 3D 打印，全國(guó)各地(包括研究機(jī)構(gòu)和教育機(jī)構(gòu))有許多不同的課程，但我還沒有找到最適合教給學(xué)生的課程”，在教學(xué)中摸索的梁云認(rèn)為，老師需要不斷地思考怎么教，以便讓學(xué)生更好地吸收，更重要的是，把技術(shù)跟課程相結(jié)合，在模型設(shè)計(jì)過程中給學(xué)生更多啟發(fā)。
也許，當(dāng)中小學(xué)老師普遍成為創(chuàng)客類課程的參與者和設(shè)計(jì)者，而不只是消費(fèi)者，創(chuàng)客教育將會(huì)真正地融入校園。
