裝備改變教育 創新引領未來

近日，由教育部教育裝備研究與發展中心組織成立的「3D列印技術教育教學應用協同創新中心」，在瀋陽、武漢、成都、深圳、江門、廣州、南京、蘭州等地，對3D列印（VR、AR）技術在教育教學中的應用現狀進行了專項調研。通過問卷調查、座談、實地考察和課堂觀摩等方式發現，3D列印（VR、AR）技術既是教育裝備現代化建設增長點，也是驅動課程創新的新亮點，在各級學校中的應用已呈快速發展趨勢，但實踐中存在的問題很多，不僅需要教育創新理論的指導，更需要在實踐中探索一條新的路徑。

信息技術的應用已成為引領教育裝備技術現代化的新課題

信息化時代，大量的新裝備與新技術不斷湧現，如人工智慧、納米技術、3D列印、大數據、石墨烯等。其中，3D列印（VR、AR）技術由於其趣味性、開放性、實踐性、體驗性等特點，受到各國教育界的普遍重視，而成為教育裝備現代化建設的重要內容。

在廣州市城區的一所小學，記者實地觀摩了該校學生在老師的指導下進行3D建模的製作，並嘗試用3D列印筆製作工藝品。在與記者的交流中，學生們表現出了對3D列印（VR、AR）技術的濃厚興趣。他們認為，這些新奇技術能夠營造出「自主學習」的環境，建立各種虛擬的實驗室與體驗室，感受、體驗諸如太空旅行、火災地震安全逃生、人體生理結構、化合物分子結構等等，獲取平時課堂上說教難以描述的知識與技能。

對於3D列印而言，最核心的價值是為學生提供個性化創新的實踐載體，並將創新的思維延伸落實在真實的問題情境之中。3D列印技術可以體現不同學生的設計意圖與理念，沒有唯一的標準答案，這種個性化的列印最能讓學生體驗到喜悅感和成就感，從而進一步激發學生的想像力、認知欲和創造力，引導學生向更深的領域發展。

覆蓋面狹隘與師資力量不足，成為阻礙3D列印技術應用於教育的「攔路虎」

由於3D列印（VR、AR）技術所特有的教育品質，3D列印裝備在近幾年得到了教育裝備部門和學校的高度重視，在經濟發達地區出現了以校或市區為特徵的配備以及實際應用的先行先試。

目前，在小學階段，3D列印技術的應用主要體現在建設3D列印實驗室，建立供少數學生體驗的社團，以開展綜合實踐活動為主；中學階段，此類技術多數在創客空間中使用，結合社團的具體內容來開展活動；而在職業教育階段，一般是通過校企合作形式，讓學生依據企業所提供的設備，學習操作實踐，學以致用，畢業以後能夠操作企業儀器設備即可，專業性和指向性明確，比如機械製造、口腔工藝等，但沒有專門開設課程；而在高校當中，目前還沒有專門的3D列印技術的專業和課程。

由此可見，中小學的3D列印技術應用缺乏普遍的通識教育，而是以社團的形式開展少數的、精英式的教育，應用的覆蓋面比較狹隘。雖然部分地區和學校開始積極探索，也取得了一些經驗，但是問題還是很多。主要的根源是沒有把技術與教育很好融合，缺乏頂層設計與實踐指導。比如在調研中，儘管大多數受訪者對3D列印技術進入學校持積極態度，但理解不夠、認識膚淺，在與記者的交流中不少校長表示，3D列印等技術科技含量高，如果長期不解決配套教材、課程標準、設計軟體問題，3D列印在中小學教育教學中的應用會流於形式。瀋陽敬業中學校長李冬雲告訴記者，「很渴望給學生引入3D列印（VR、AR）技術的教育，已經多次考察，因國家尚未規定課時，看到一些學校只限於社團活動，成了少數學生的奢侈課程，所以還在猶豫不決中。」

此外，師資問題也是阻礙3D列印技術應用於教育教學的「攔路虎」。由於我國教師教育長期以來實行單科專業化培養與培訓，在3D列印技術應用於教育教學中，學科教師普遍感覺到知識和能力結構不適應，不能把3D列印新技術與本學科或多種學科知識融會貫通在教學活動中，於是這門課程的教學主要由信息技術或勞動技術課老師擔任，被定位於非主流課程。因此，要將3D列印（VR、AR）新技術應用於教學中，必須加強專業技術教師和學科骨幹教師的培訓，加強教學科研的緊密合作。

課程、裝備並駕齊驅，以實驗區推進3D列印技術與教育的深度融合

通過對調研地的走訪，針對3D列印技術應用的現狀和困境，「3D列印技術教育教學應用協同創新中心」提煉出了以建立實驗區為抓手的解決3D列印（VR、AR）技術教育問題的基本思路和方法，即「理念引領，課程引導，裝備支撐，實驗先行，搭建平台，逐步推廣」。

首先，堅持以人為本，在協同創新中整體推進。任何一項工作的推進，都必須做好謀劃，謀定而後動。各地教育局、學校呼籲，推動3D列印進教室，必須由教育部裝備主管部門儘快組織專家隊伍開發課程資源，解決教材和設計軟體問題，必須緊緊依靠教育專家、技術專家、一線教師深入研究，釐清課程理念、內容和評價標準，並做好推廣的一系列措施，整體協調推進。

其次，以實驗區建設為基礎，在教育理論指導下穩步推進。以市、區（縣）為單位建立3D列印（VR、AR）技術教育教學應用實驗區，面向全體學生，以地方課程的形式，對3D列印技術教育理念、課程、裝備配置和評價進行小範圍的實驗，開展教學實踐，通過實驗形成完善的整體解決方案，在取得經驗之後再逐步推廣。

再其次，大力開展教師培訓，結合科研促進教師專業成長。中國教育科學研究院教授畢誠表示，目前，最要緊的是要解決師資問題，有計劃地實施專業教師和學科教師技術培訓，教師熟練掌握技能後，才能實現技術與課程和教學實踐的深度融合。為此，建議將此新技術培訓納入我國教師繼續教育範疇。教師培訓分兩類，一類是3D列印（VR、AR）技術專業教師的培訓，另一類是技術與學科教育的融合，要對學科教師進行培訓。同時在實驗區內，必須設立教師科研平台，充分發揮教師的創造力，讓更多的教師通過課題研究和教學實踐，不斷拓展3D列印（VR、AR）技術教育教學的應用範圍。

最後，以實驗驅動政策創新，促進裝備技術應用標準化建設。在採購新技術裝備、建設實驗室時，應探索一種包含使用、培訓、服務、指導的整體配備機制，形成實驗室建設的標準化新思路，並逐漸形成新的政策導向，加強政策引導和規範管理，確保教育裝備技術教育功能最大程度發揮。

總之，3D列印（VR、AR）技術在教育教學中的應用普及，已經顯示出新技術驅動教育創新的強大潛力。教育部教育裝備研究與發展中心主任曹志祥表示，教育裝備主管部門必須緊密聯合教育科研機構、現代教育裝備技術研發與生產企業、學校，通過技術與教育的協同創新，大力推進整體配套的3D列印課程、教師培訓、實驗室建設標準，教學資源配置以及教學評價等，同時研究VR、AR技術教育教學應用模式，並以此為先導，推進我國教育裝備技術現代化建設邁入規範化、標準化、科學化的新階段。（本報記者 黃蔚 通訊員 劉俊波）

《中國教育報》2017年08月12日第3版

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