优势与挑战:设计思维支持下的数学与3D打印融合研究

摘要

教育信息化高质量发展离不开技术促进课堂教学的研究.当前,数学课堂教学在实践中面临着众多障碍,3D打印可用于改善数学教学,设计思维有利于促进该教学方式的创新.基于此,提出"设计思维支持下数学与3D打印融合的设计框架",并在小学四年级开展数学与3D打印融合的项目,将单组实验研究与个案研究结合,采用定性分析为主、定量分析为辅的方法,探索在我国开展数学与3D打印融合教学的优势与挑战.研究结果表明:数学与3D打印融合的学习过程具有合作性、情境性、操作性、探究性和跨学科的特征,它不仅对普通学生和"学困生"的数学学习有积极的影响,而且有利于促进"问题学生"的行为转变.但是,在我国开展该项目受课时制度和课程内容的限制,且创新教学缺少相对应的创新评价标准.为了促进3D打印技术从"改善"数学课堂走向"改变"数学课堂,通过探索分析,提供了3D打印与数学融合的设计框架与实例,反映了数学与3D打印融合之于学习过程优化与学生成长的价值,并就项目在实施过程中可能遇到的挑战,提出了相应的解决方案.