破解问题学习法：理论与实践相结合的学以致用新方法
[提要]潍坊市在推进经济社会建设过程中，坚持运用“破解问题学习法”指导实践，通过机制推动、规划引领、政策扶持、整改措施等切实破解经济、政治、社会、文化、生态建设中的问题。
　　　　　　　　　　　　　　　　　破解问题学习法　　
　　一、背景介绍　　党的十七届四中全会提出建设马克思主义学习型政党的重大战略任务。中共潍坊市委认真贯彻落实中央和省委决策部署，把学习型党组织建设纳入党的建设总体规划，成立了协调小组，健全了办事机构，组建了工作队伍。在推进学习型党组织建设过程中，市委清醒地认识到，新形势、新任务对各级党组织的学习状况和党员干部的思想理论素养，对各级党组织和党员干部执政能力和领导水平提出了新的更高的要求。如何实现在学习中工作，在工作中学习，将学习成果转 化为解放思想的动力和解决实际问题的能力，找准学用结合的着力点和结合点，使各级党组织和党员干部在提高理论素养的基础上，带着问题和目标任务学习、提高学习的针对性和时效性，使学习成果惠及群众，是摆在学习型党组织建设过程中现实而迫切的问题。市委领导班子坚持以解决问题为抓手，坚持把解决思想认识问题和实际发展问题、促进经济社会又好又快发展作为学习型党组织建设的出发点和落脚点，在学习理念、学习方法和学习方式上不断探索、大胆创新，在 全市创新推出了提升学习能力与破解问题、理论与实践相结合的学以致用的新方法&&&破解问题学习法&，把学习成果转化为加快推动科学发展、转型发展的强大动力，全市上下呈现出锐意进取、真抓实干、奋勇争先的良好局面。　　二、主要做法　　&破解问题学习法&是党组织和党员个人通过有针对性地加强组织和个人的学习，在不断提高思想认识、锤炼共同理想信念的基础上，把学习与研究解决工作中的热点、难点问题结合起来，围绕发现、解决思想认识和实际工作中存在的问题，通过各种有效学习形式，深入基层一线向群众学、向实践学、带群众学，提高发现问题、分析问题、解决问题的能力，创新发展思路，推动科学发展，不断摸索提高群众幸福感和满意度的方法和途径。　　（一）带头学习思考，带动群众学习，提高辨别问题的能力　　一是领导干部、领导班子率先带头示范。潍坊市将学习型党组织建设工作纳入全市科学发展综合考核，制定下发了考核办法，将领导干部带头学习、领导班子带动学习作为重要测评点和选拔任用领导 干部的重要依据，将带头述学、评学作为领导干部、领导班子考核的重要内容，将学习成果转化和群众满意度作为主要考核指标。各级领导干部做到&五带头&，即带头学习，带头宣讲，带头撰文，带头听课，带头调研。二是转变学习态度，深入一线主动学习。要求各级领导干部自觉主动地深入一线学习，在创造性地贯彻执行党的路线、方针、政策中深化认识，在破解影响工作的重点难点问题中增强能力， 在基层实践的风浪和考验中转变学风、砥砺品行。主要采用五种一线学习方式：体验式学习、调研式学习、联席会式学习、混编式考察学习、联系点式学习。三是改变学习形式，双向带动，互动学习。潍坊市重点推动党群干群互动学习方式，做到互相学习、互相促进、增强兴趣、共同提高。主要采取五种形式：四级联动联学、开通宣讲直通 车、运用网络互动学、选树典型激励学、开展活动互动学。　　（二）分层、分类查找问题，项目化管理研究分析问题　　在广大基层党员干部中，广泛开展&查找问题、分析成因&的活动，针对部分党员干部思想观念陈旧、僵化、落后等问题，从深层次上查找原因、找准症结，对症下药地进行理论学习&诊治&，从根本上提高了基层党员干部的思想认识，使广大基层党员干部更新了学习理念，增强了学习意识。针对当前各项工作中存在的节点问题，市级领导班子就高新技术产业、现代制造基地、现代物流基地、现代农业 示范基地和文化创意旅游基地、新型城镇化体系和水生态文明、交通和能源基础支撑，以及节能减排、滨海开发、提升市区、惠民工程等 重点领域如何实现新突破，分成若干小组深入基层一线展开调研，先后提出了236个影响发展的关键性问题。同时，在各地广泛组织开展了 &听民声、解民忧、惠民生&调研活动，带动党员干部对各类实际问题展开深入研讨，收集群众意见建议9大类6 700余条，将如何解决群众关注的热点难点问题作为调研课题，形成调研报告2016篇。　　（三）组建&破解问题学习小组&，形成有效运行机制　　市级领导干部带头，在全市各级领导班子组建了1132个&破解 问题学习小组&，围绕经济建设、发展大局、改善民生等重大问题，组织相关部门负责人到基层一线开展学习调研活动，积极研究思路对策。在破解问题过程中，探索出了由实际工作者、理论专家学者、基层干部群众代表、新闻工作者和领导干部共同组成的&4＋1&问题研 究攻关模式。实际工作者对矛盾问题刨根究底，归纳总结出症结；理论专家学者深入研究、反复探讨，拿出科学有效的思路对策；基层干 部群众代表结合各自实际提出操作性强的意见和建议；新闻工作者跟 进采访宣传、营造舆论氛围；领导干部制定出系统、具体的解决办法和措施，并抓好督查落实。&破解问题学习小组&在全方位的学习研 讨中，就查摆出的各类重大问题进行了集中攻关，对在调研中发现的 难点问题和困难缺陷经反复讨论、研究后，制定解决办法，明确责任部门，签订限定时限的&问题解决承诺书&，实现了在一线学习发现 问题，在一线研究解决问题，在一线推动学习成果转化。　　（四）&承诺、践诺、评诺&，切实破解实际问题　　在破解问题过程中，各级各部门都组织开展了长期性的&承诺、践诺、评诺&活动。领导干部和基层党组织负责人带头承诺，无职党 员设岗定责、依岗承诺，签订公开承诺书，并通过党建网站、党务公开栏等方式公开承诺事项。建立工作台账，明确具体的承诺事项、承诺人、践诺措施和完成时限，实行销号管理。采取党员互评、群众参评、领导点评三种方式对承诺、践诺情况进行评议，确保承诺事项件件有着落、事事有回音。　　（五）创新保障机制，推进&破解问题学习法&的有效实施　　一是创新完善考核督查机制。潍坊市委把破解问题学习法的有效 实施作为学习型党组织建设工作的一项重要内容，制定了覆盖全市各级党组织四大类80余项的《破解问题学习法实施考核细则》。二是畅 通&破解问题&反馈渠道。在各部门、各单位推行&大阅信大接访& 和群众约谈制度。三是建立&下基层促学习包千村谋发展&机制。以市县镇三级机关事业单位党员干部为主体，以脱产方式为主，对学习基础差、存在问题多的村和困难户进行分别包靠，引导机关党员干部主动围绕&三农&、基层社会治理现代化等工作开展理论、政策学习 和技术，为基层党员群众拿主意、破难题、解难事，助推农村发展。　　三、成效评价：案例一 潍坊市集&三区&于一身，是山东半岛蓝色经济区、黄河三角洲　　高效生态经济区和胶东半岛高端产业聚集区的前沿城市和骨干城市， 如何在&三区&建设中发挥自身优势，提升在整体发展布局中的地位，拓展发展空间，创新发展优势，形成潍坊独特的城市发展核心竞争力，是潍坊当前和今后一个时期的重大战略任务。&破解问题学习 小组& 紧紧把握这一历史机遇，组织财政、税务、民政、建设、国土 规划等相关部门负责人到基层一线广泛开展学习调研活动， 针对&三区&建设重点工作领域如何实现新突破，积极查找相关资料进行学 习，补充完善相关知识，深入研究思路对策，确定了《&三区& 重点发展方向和专项资 金管理暂行办法》，明确了重点产业、重大科 技创新平台及科技示范 推广、特色教育与高端人才培育等三个方面28 类项目要求。　　案例二 &破解问题学习小组&深入厂房车间开展调研活动　　近几年，潍坊市针对能耗高、污染重的问题，成立了多个&破解问题学习小组&，邀请专家学者、群众代表参加决策会议，广泛征求意见和建议，制订了以打造生态建设示范区为目标，坚持开发与保护并重，在建设中修复生态，集约节约利用资源，努力走资源节约、环境友好的发展路子，开展&三八六&行动。　　四、启示点评　　潍坊市在推进经济社会建设过程中，坚持运用&破解问题学习法&指导实践，通过机制推动、规划引领、政策扶持、整改措施等切实破解经济、政治、社会、文化、生态建设中的问题，使广大党员干部更加主动自觉地深入一线学习，在具体工作中全面查找问题、深入 分析问题、切实解决问题，在创造性地贯彻执行党的路线方针政策中 深化认识，在破解影响工作的重点难点问题中增强能力，在基层实践的风浪和考验中转变学风、砥砺品行，为加快推动经济社会发展注入动力，为促进社会和谐稳定做出了有益探索。但&破解问题学习法& 的长效机制还有待继续完善，方式方法还需进一步结合各地各部门不 同实际、紧贴党员群众工作生活进行创新，具体内容及措施还有待丰富、细化和强化。（中共潍坊市委宣传部）
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[责任编辑：杨凡、郑保军]
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秒以后自动返回3D打印技术在中小学教学中的应用——以英国中小学课堂引进3D打印技术项目为例_MOOC-爱微帮
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本文由《现代教育技术》杂志授权发布作者：柯影、郑燕摘要摘要：3D 打印技术基于“设计即生产”的基本理念，通过支持学生在学习过程中的深度体验与参与发展学生的创造性思维和跨学科思维，同时也有助于提升学生的实践能力。该文主要分析英国中小学在学科教学中引入 3D 打印技术的目标指向、应用方式，并分析影响 3D 打印技术在学科教学中有效应用的相关因素，为探索教师在学 科教学中适当应用 3D 打印技术提供参考。关键词：英国；3D 打印技术；学科教学；创新设计；体验式学习引言3D 打印技术以计算机辅助设计（CAD）软件生成的或通过实体扫描设备扫描实物所获得的 数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过“积层造型法”逐层打印材料 层创建物体，主要用于原型设计以及组件或产品地制造[1][2]。3D 打印技术实现了“设计即生产” 的创想，具有快速生成的特点，不但能够实现从零件设计到整体设计的跨越，而且所“打印”的 产品，较之传统方法所生产的产品具有更强的稳固性、更精密的结构，支持更有创意的设计与生 成，因此近年来在机械制造、生物医药、建筑设计、艺术创造等多个领域受到越来越多地关注[3]。虽然 3D 打印技术在上述多个领域的应用受到关注，但目前针对 3D 打印技术在基础教育领 域深入应用的系统研究相对较少。英国教育部及相关组织机构于
年实施了为期一年的 探究 3D 打印技术在学科教学创新中的应用，该项目不仅取得了实质性教学应用成果，而且推动 了 3D 打印技术在教育领域中的应用，为更多学校引进 3D 打印技术，变革教与学的模式起到示 范与引领作用。本文结合英国 3D 打印技术教学应用案例，深入分析 3D 打印技术在英国中小学 教学中应用的目标指向、应用效果及影响因素，探究 3D 打印技术在教学应用推广时需要注意的 问题，希望为学校教育引入 3D 打印技术提供一定的参考。一 3D打印技术在英国中小学教学中应用的目标指向1 指向提升学生的学习主动性、培养学生的创新思维基于对 3D 打印技术本身特性的把握，发现该技术可以作为动力激发工具和支持创新设计的 技术工具应用到教学活动中，促进学生学习主动性的提高和学生创新思维的培养。一方面，3D 打印技术本身的功能特性以及对学习活动的支持作用决定了其作为技术支持工具对提升学生学习主动性有积极影响。首先，3D 打印技术作为一种新型技术，其新颖性更加容 易引起学生参与基于该技术的学习活动的好奇心和兴趣，激发他们主动参与学习活动的动机。其 次，3D 打印技术的独特功能——快速打印模型或实物，支持并激励学生主动参与打印活动。学生可以利用 3D 打印机将自己的创新设计或想法以可视化方式呈现给教师和其他学习者，由此获得的成就感，不仅会促使学生更加积极主动地参与学习活动，而且会激励他们主动参与创新设计。第三，3D 打印技术支持的学习活动有助于体现学生作为学习活动主体主动参与学习的重要性和 价值，进而促进学生主动参与学习活动。基于 3D 打印技术的学习任务，需要学生主动分析打印 任务、参与计划与决策、参与创新设计原型，这种主体意识和被需要的感觉让学生意识到自己在 学习过程中的重要性和价值，促使学生更加的主动地参与到打印活动。另一方面，为保证学生主动参与并有效进行学习活动，英国教育研究者认为在 3D 打印技术 快速打印实物功能的支持下，学生可以将时间和精力集中在创新设计环节，有助于创新思维的培 养。创新启于格物致知，创新思维启于透彻地分析打印任务和丰富的实践经验，是进行创新设计、 打印出创新性个性化作品的基础和源泉。学生通过主动参与创新设计、全面细致地分析打印任务， 充分发挥想象力和创造力，最终打印出个性化的作品。2 指向探索新的教学方法英国 3D 打印技术在学科教学中的应用项目是在“人类可以通过制造和分享过程产生学习” 理念指导下开展的学科教学创新探索项目[4]。该理念的核心是“制造”和“分享”，强调在真实情境中通过体验式学习与探究式学习是获得知识并实现学以致用的有效方式。所以，教师借助 3D 打印技术可以为学生创建“体验式学习中心”，这同时也是一个知识运用空间，学生需要主动参 与到真实的实践活动中，并通过亲自动手操作获得直接的学习体验，提高解决问题的知识与技能水平。在 3D 打印技术支持下的体验式学习中心从学习内容、学习方式上都有所突破。“体验式学习中心”的学习内容可以是一个专题的探究学习，也可以是单一知识或问题的学习与探究，还可以仅是一个创意的实现，甚至是这三者的交叉融合。在专题探究学习活动中，教师需要给学生提供一个主题及其设计纲要，并期望学生能对该设计做出自己的选择，主动的进行 学习和探究。学生在专注于研究主题的同时，会自然地将 3D 打印机作为学习或探究内容的一部 分。针对后两种学习内容，学生可以利用 3D 打印机将一个想法变成现实，将一个知识或问题以 可视的打印作品呈现，有助于个性化和创新思维的发展。例如，沃特福德男子文法学校（Watford Grammar School for Boys）的学生打印出各种代数方程的 3D 图形[5]。“体验式学习中心”的学习方式可以是协作学习，也可以是自主学习，前者是实现“共享” 理念的有效方式，而后者在实践中已经证实了 3D 打印技术对学生个性化学习起着重要的支持作用。在
年英国 3D 打印技术走进校园项目研究中发现：基于 3D 打印技术的自主学习能改善学习效果并伴随产生其他更广泛的利益。例如在物理和数学学科教学中，教师非常希望能 成功的使用打印机来促进学生思考、推理和理解学科教学知识，并且开展学生为主导的实验。这种自主学习方式更大程度的将学习的主动权交付学生，让学生在 3D 打印技术支持下进行自主学习，将知识学以致用。这种突破性的新教学方法，不仅有利于学生个性化发展，而且有助于学生 创新思维的培养。通过身临其境地制造和分享所产生的学习行为，对学习或知识获得具有实际效益，而且 3D打印技术是为教师和学生提供体验式学习机会、为学生创建知识运用空间的重要支撑技术。体验 式学习让学生更容易理解知识的内涵，在实践中有效应用知识是强化知识、体现知识的价值。这种新的教学方法，有利于促进学生主动参与学习与探究活动，培养学生的协作意识以及发展学生的创新思维和自主学习能力。二 3D 打印技术在英国中小学不同学科教学中的应用3D 打印技术在英国中小学不同学科教学中的应用，多角度展示 3D 打印技术在促进学科教与 学的功能的优势和应用方式，为优化技术与学科知识的整合提供可借鉴的观点与方法，为实现学 科教学目标以及突破学科教学难点提供策略。笔者基于对 3D 打印技术功能性特点和学科教学目 标、特点等的考虑，总结出 3D 打印技术在学科教学中应用的分析框架（如图 1 所示）。1 在“科学”学科教学中的应用“科学”学科的教学内容涉及生物、化学和物理三方面的知识，其教学目标是通过学习与探索生物、化学和物理的基础知识，发展学生对科学本质、过程和方法的理解力，并通过不同形式 的科学调查，帮助他们回答现实生活中的科学问题，提高科学素养[6]。基于对 3D 打印技术功能特性与“科学”学科教学目标及特点的关联与分析，发现该技术可 以观摩和协助探究两种方式促进学科教学目标的实现。首先，3D 打印技术支持学生通过观摩教 师利用 3D 打印机打印的模型来获得相关知识内容，有助于发展他们的观察能力、分析能力以及理解力。比如“科学”学科教师可以利用 3D 打印机打印眼球模型，帮助学生理解有关眼球构造、 功能等知识。其次，3D 打印技术支持学生在教师协助下主动构建 3D 模型，并对相关知识进行深 度学习，提升他们探究事物本质、规律的能力。如“科学”学科教师可以组织学生在 3D 打印技 术环境下讨论塑料的性能，也可以利用 3D 打印机协助学生构建分子、细胞甚至正弦波等模型[7]， 学生在构建过程中可以通过研究这些数字模型文件的数据信息进行深度学习与探究，最终获得相 关知识。当然，在项目中该学科的打印活动大部分依靠如 Thingiverse 等提供设计文件网站所共享 的 3D 模型源数字文件。3D 打印技术通过提供观摩与协助构建这两种技术使用方式，为学生在“科学”学科学习中 营造体验式的学习空间，促使学生获得更加直接的学习体验。学生通过主动进入该学习空间，获 取空间中所展示和隐藏的知识，探究事物本质、过程和变化规律等，提高科学理解力、探究能力以及科学素养。观摩与协助构建体现了 3D 打印技术作为教学工具与学习工具应用到“科学”学 科教学中的功能优势，对拓展教学工具的广度、挖掘教学工具深层内涵有重要意义。2 在“数学”学科教学中的应用 中小学“数学”学科的培养目标是通过频繁的计算、推理、演示等教学活动，促进学生对数学基本概念和原理的理解和应用，培养学生推理能力和问题解决能力[8]。“数学”学科的教学难点 是将抽象的数学概念或规律以简单可视化方式呈现给学生，促进学生理解和掌握。基于对 3D 打印技术功能特性与“数学”学科教学目标、特点及难点的关联与分析，发现该 技术可以通过演示和协同构建两种方式帮助突破数学学科教学难点，促进教学目标的实现。一方 面，3D 打印技术为教师演示数学抽象概念或规律形成过程提供技术支持。比如立体几何中关于 毕达哥拉斯定理（勾股定理）和三角法的教学，一般停留在平面演示、想象、计算、推理的层面， 但在 3D 打印技术支持下，教师可以利用 3D 打印机轻松简单地构建立体几何体，使该定理的推 理演示过程更加直接地呈现给学生，促进学生从形象的实物和过程演示、推理中理解并掌握数学抽象概念和知识，而且有助于提升学生的立体空间感。另一方面，3D 打印技术支持学生协同构 建或探究数学规律。例如，沃特福德男子文法学校（Watford Grammar School for Boys ）六年级 组教师和学生协同研究与抛射体速度、高度和距离相关的微积分[9]。首先，他们利用 3D 打印机 产生一个支持内部弹射器的联结，然后再利用 3D 打印机为这个项目生产一系列的抛射体。在实 验中，学生可以通过立体多角度的观察物体运动与变化规律，促进他们对微积分知识的深度理解 和掌握。此外，该校学生还打印出各种代数方程的 3D 图形，帮助理解代数方程的内涵。3D 打印技术通过演示和协同构建两种技术使用方式，为学生理解和掌握数学抽象概念，探 究数学规律提供了可靠的技术支持。同样，教师可以借助 3D 打印机以立体简易化方式呈现数学 概念或规律，有助于提升学生对抽象知识的理解度和掌握度。演示与协同构建体现了 3D 打印技术在“数学”学科教学中的应用对拓展教学工具深度的意义。第一，在知识展示方面。以往的学 习内容大多基于二维平面进行展示，除非一些需要学生亲自操作的实验活动，否则都是依靠想象、 理解或死记硬背的方式来获取知识。利用 3D 打印技术可以将概念和知识立体化、具体化、可视 化，帮助学生摆脱对抽象概念和知识的空想，促进他们全面理解知识并激发他们的求知欲。第二， 在知识实践方面，3D 打印技术支持学生的创造活动，并能快速物化设计，既促进了学生主动参 与学习活动，也有助于学生将理论知识与实践相联系。3 在“设计与技术”学科教学中的应用 “设计与技术”学科是一门具有启发性、严谨性和实用性特点的学科，更是一门综合性学科。该学科的教学培养目标是通过组织和引导学生使用创造力和想象力设计并制造出能够解决各种 情境下的现实及相关问题的产品，同时也考虑产品使用者的需求、愿望以及价值观；通过支持学 生独立完成简单的设计与制造工作，提升其参与“设计与技术”学习活动的自信心，促进创造性 专业技能的获得；通过批判、评估和测试他们的想法或产品，理解和应用相关项目学习事项、技 能和流程[10]。基于对 3D 打印技术功能特性与“设计与技术”学科教学目标和特点的关联与分析，发现该 技术可以通过创造与设计促进教学目标的实现以及跨学科知识的融会贯通。首先，3D 打印技术 为教师和学生发挥想象力和创造力等创造性活动提供便捷性的技术支持。师生利用 CAD 等计算机辅助设计软件充分发挥想象、联想能力设计出 3D 立体数字模型，再使用 3D 打印机将模型实 体化。其次，该技术为师生制造实用性产品提供技术保证。由于该学科特别注重产品的实用性， 所以 3D 打印技术支持的教学活动不仅需要学生系统地考虑、细致地分析打印任务，并通过迭代 完善工作创造出实用性强且质优的产品，而且要尽量节省生产原材料、保证高精度和高坚固性， 为实际实施提供质量保障。比如在桥梁工程学教学中，学生可以利用 3D 打印机打印出桥梁模型，通过力学测试来及时发现并改进桥梁稳固性、规模等问题，为实际施工做足准备。第三，该技术为跨学科知识的综合运用提供桥梁。例如在 Cramlington 学习村庄[11]，学生在学习工程课程时， 除了需要学习生产技能相关知识外，还包括物理、数学等方面的知识。比如学生在创造和生产椅 子的过程中，首先需要考虑椅子的平衡性,防止打印过程中出现斜倒、扭曲的状况；其次要考虑 椅子的承重力，防止先打印出来的部分被后打印的部分压挤变形；最后，还需通过成本评估确保 物有所值。可以看出这个过程不仅涉及有关生产过程的技术知识，而且涉及有关于椅子的稳定性、 承受力以及平衡性等物理知识，还涉及用三角法来计算椅子的后视角、用软件绘制坐标等数学和 软件操作知识。3D 打印技术通过创造与设计这两种技术使用方式为学生获得并应用知识提供可靠、便捷的 技术支持，实践了“设计是重点，生产不是问题”的新思想，在提升学生分析、设计、评估、实 践和创造能力、促进学生的分析性思维与创新性思维以及系统思维发展、提高现实中建造高质量 的工程提供保障并切实地实现了利用技术辅助工程设计等方面有重要实际意义。而且就如温莎男 子学校（The Windsor Boys’School）的 DT 负责人[12]认为，熟悉 3D 打印设计流程（计划、设计、 制造和评估）的学生能够利用 3D 打印机来缩短“制造”阶段的时间，使打印机在“打印”产品 时更快。这意味着学生可以将更多的时间和精力分配到产品的“设计”上，发展他们的创新思维。 此外，目标指向中提到的“体验式学习中心”，更多地发生在“设计与技术”学科教学过程中。三 影响 3D 打印技术在英国中小学教学中应用的因素分析通过对
年英国开展的 3D 打印技术进入学科教学项目的分析，总结出成功背后的 影响因素有以下几个：1 教师对 3D 打印技术的教学应用持积极的态度 正如许多参与项目的老师说，他们只花几个月的时间就能足够熟练地使用打印机和相关软件，并且能在教学中成功而自信地使用。在实践教学中表明，自信的教师在使用 3D 打印技术时要比 那些相对孤立且不能坚持解决委托或获得持续支持的教师更得心应手，因为他们有着对主题探究 的热情和敢于实验与创新的胆量。正所谓“心之所向，身之所往”。当教师憧憬并相信 3D 打印技术具有促进教与学的潜能，便会致力于技术与教学的有效整合，探究创新教学方法，最终获得成 功的经验和有效的技术应用策略。2 教师与教学支持人员的通力协作英国 3D 打印技术在中小学学科教学中应用项目，是由教育部、物理学会、全国数学教师理 事会（NCETM）、3D 打印机厂商、学校等合作进行的。其合作的目的有三个：一是确保教学中 所选择的软件是适合跨学校、跨科目的；二是提高各种资源的有效利用率，包括各学校的教师资 源、技术资源；三是促进交流与共享技术应用经验。技术与教学整合需要投入大量的时间、精力 和人力。例如参与项目的 Highworth 女子文法学校有成功的案例，该校的 DT 老师和物理技术人员密切合作，共同设计一组可以通过金箔模拟阿尔法粒子的散射的设备。所以，教师与教学支持 人员，包括专业技术人员、3D 打印机厂商、同一学科或不同学科的教师之间的通力协作是推动 探索技术促进学科教学的持续动力。3 必要的软硬件环境建设（1）软件 项目组织者和支持者为教师和学生提供使用设计软件的专门培训，而且尽可能选择容易上手 且免费的设计软件，比如很多学校选择使用的免费 Sketchup（草图大师）。基于该类设计软件的数字设计模型是 3D 打印机打印产品的源文件。该文件在打印输出时，通常是一个.stl 文件，然后 送入第二层软件并生成打印机指令（G code），该指令唯一指向于一个特定的打印机。.s3g 文件格 式的 G 代码通过 SD 卡输入打印机。打印项目中 Makerware 和复制因子 G 计划通常被用于生成 G 代码[13]。数字设计模型可以从如 Thingiverse 等免费网站下载，这有助于入门打印机操作的学习。（2）3D 打印机从英国 3D 打印技术应用到学科教学的项目经验分享中可以看出，3D 打印机的选择关系着能 否有效使用打印机并将其优势功能发挥到最大化。需要从以下几点考虑：第一，要考虑 3D 打印机的使用者和使用目的。若是教师使用 3D 打印机打印教学模具，优先考虑打印机的速度和质量； 若是学生利用该技术制作模型，则还需要考虑其易用性、耗材和成本。第二，要考虑打印机本身 的一些因素，比如打印速度、打印机文件传输接口、与学校操作系统和网络的兼容性以及质量和 售后支持等。第三，要重视打印机所置放位置和环境，防止拖拉或移动，避免要打印出来的物体 出现干燥和翘曲等问题。所以，学校或者教师在选择和使用 3D 打印机时需要全面且慎重考虑。4 对应用过程提供系统的支持（1）来自学校管理层的支持 参与项目的大多数学校里的领导教师都是具备专业计算机辅助设计能力的设计与技术专家，他们通过“低干涉”管理让学科教师更专注于技术使用方法和教学目标实现途径，这不仅为学校 师生提供财政支持以及他们创新使用 3D 打印机的视角，而且在鼓励和支持教师使用新的、不熟 悉的技术，组织并建立强大的人才团队以及给学生传授他们的技术知识等方面也起着积极作用。（2）对应用 3D 打印技术的教师团队进行专门的培训 学校管理者与相关技术专家在学校引入 3D 打印技术后需要对校内拟在教育教学中的应用 3D打印技术的教师进行专门的、系统的培训。培训初始期间，3D 打印技术的使用轻松实现教师、 技术工作人员和学生的一些大胆创新性想法，进而激发他们对技术持续探索的热情。而且，跨部 门在使用相关软件时证明专门的培训和持续的支持对技术使用与推广起着至关重要的作用，因为 没有经验的教师必须花一段时间来提高使用打印机和应用设计软件的能力。培训课程一般包含为教师提供 3D 打印机项目基础内容和实践机会，组织讨论会分享使用 3D 打印机的经验想法等活动。此外，教师需要花费正常教学以外的时间和精力来巩固编程技术和 CAD 专业技术，以保证熟练使用 3D 打印机并充分发挥 3D 打印机的功能。四 结束语2014 年地平线报告中将 3D 打印技术应用划为 2～3 年的中期计划，报告中指出 3D 打印技术 对教学和学习有很大的潜在价值[14]。3D 打印技术将无形的思想与设计有形化，通过提供观摩与 探究、演示与构建、创造与制造等技术支持，为学生搭建一个知识运用空间，创造一个体验式学 习中心，充分体现学生作为学习活动主体性的原则，有助于培养并发展学生的成功智力，即分析 性智力、实践性智力和创新性智力。3D 打印技术在英国中小学学科教学中取得比较明显的应用成果，并且由此总结了相应的学 科教学应用模式，不仅开启 3D 打印技术促进教与学的探索，而且有望为其他国家或地区的学校 引入该技术提供成功的案例和有价值地指引。但从项目试点学校反馈中可以发现在实践过程中存在一些问题，比如打印复杂模型时耗时、耗力的问题，网络软件与打印机接口契合的问题，教师和学生熟练使用 3D 打印机的问题等。如何将 3D 打印技术恰当有效地应用到学科教育中以优化 教与学活动过程，提升教学质量，仍然是教育研究者值得探索的问题。作者简介：李柯影，硕士研究生，研究方向为现代远程教育，邮箱为。编辑：小西转载自：《现代教育技术》杂志2015年Vol.25 No.4排版、插图来自公众号：MOOC（微信号：openonline）
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