生物学科创客教育与 3D 技术融合的报告

生物学科创客教育与 3D 技术融合的报告

刘建军

湖北省咸宁市赤壁市赤壁一中 437300

摘要：科技创新是国家发展，社会进步的主要来源，而具备高水平的科研创新能力人才是科技创新发展的动力来源，为了适应社会发展的需要，我们学校的教育应当转变思路，要着力培养学生的创新思维、创新精神，要教授创新方法，带领学生做创新项目，让学生具有创新的能力，成为新一代创客，才能源源不断的为祖国发展输送新鲜血液。

关键字：创新、创客教育、生物、3D生物打印技术、融合

前沿：本文将重点介绍如何把创客教育培养模式应用于高中生物教学，又如何使用三维打印技术，落地发展生物学科创客教育。

一、 创客教育的概念

创客教育是一种旨在培养学生创新能力，帮助学生建立创新观念，发展创新思维的教育模式。高中阶段创客教育的教学目标不是让学生在现阶段就能创造新事物，而是培养学生的创新能力，让学生能够了解高中所学的基础学科延伸出的最前沿，最有科技含量的知识，让学生进入大学或更高阶段的教育之后，能找到自己的研究方向，为我国的科技创新发展做出贡献^[1]。

2. 将创客教育模式融进生物教学

创客教育对于高中学段的学生来说，不仅仅要培养学生的创新思维，还需要给予学生一定的创新项目、创新方法教育，要帮助学生把新思路，新想法落实到地，把创新思维与学生具体擅长的科目结合起来，作出自己的东西。本文主要讲如何把创客教育应用于生物教学。为了达到这一目的，学校和教师首先要把对学生的创客教育体现到教学活动中来。

(一) 学校促进创客实验室建设

学校应该加大资金投入，为高中学生建立生物创客实验室，在硬件设备上满足学生的学习需求，让学生有地方进行试验，模拟。学校可以创建下列实验室，为学生的创新发展提供培育的温床。例如：高中可以创建航空模拟飞行器实验室、3D打印实验室、单片机实验室等实验室，让学生能够有条件把具体课程中想到的新点子应用到创客课堂教学中，做出自己的成果。

(三) 开发特色生物课程， 培养学生创新意识与能力

学校应鼓励教师结合具体科目的课程，将创客教育模式和课堂教学内容结合起来，开创特色课程。在各个科目的特色课程中，首先可以给学生介绍基础生物课程延伸出的大学优秀专业课程，以及生物基础学科学科最前沿的研究成果。教师可以在生物特色课程当中，首先给学生简单讲一下3D打印技术在生物工程当中的运用，以及生物3D打印技术对于人类社会发展的重大意义，然后教师可以以课本为基础，进行适当延伸，给学生讲一下生物工程3D打印技术的原理，有条件的话，带领学生观看国外对于生物工程3D打印技术讲解的纪录片，带领学生去听该领域先进人才举办的讲座，教师带领学生读一些生物工程前沿研究成果的论文，真正让创客教育扎根与日常课程教学的过程中，让学生接触先进知识。学校还可以针对教师积极开展创客教育普及课程大赛，通过比赛，让教师能够努力设计出最符合学生发展需要，最能够培养学生创新能力，深入了解学科前沿知识的创客教育课程^[2]。

2. 将3D打印技术融进生物创客教学

（一）3D生物打印技术简介

生物打印代表了3D打印技术的最高水平，可以通过3D生物打印技术为患者构建复杂的组织或器官，攻克现阶段无法治愈的各类癌症，免疫系统疾病。掌握和发展3D打印技术，对于我国有非常重大的意义，可以解决人口老龄化带来的社会人口身体素质下降的问题，可以治愈现阶段无法治愈的严重疾病，可以产生巨大的经济效益。随着高中新课程改革的深入，生物课程作为一门基础学科也面临着引进的挑战着新技术教学模式的更新，3D打印技术也正如期而至。

（二）3D生物打印技术对于生物创客教学的意义

通过3D打印技术，可以把生物课程当中一些抽象的客观概念，具现出来，加深学生抽象知识的理解。例如在学习细胞结构的课程中，学生可以使用三维建模通过三维打印技术，了解细胞结构，然后自己打印细胞结构，打印出细胞的结构，如细胞核，细胞膜，线粒体等，真正直观地了解这些知识识别并增强记忆。其次，3D打印技术可以帮助学生提高对困难的理解点理解，例如在遗传模块中，可以通过3D打印技术来恢复相关属性通过基因实验，学生可以直接利用特殊物体进行基因重组，增强比对能力了解基因分离和自由组合等重要规律。前文说到，3D生物打印技术，是生物科学发展的中心，学生能够利用校内3D打印实验室的条件，深化学习掌握关于3D生物打印技术的知识，通过长时间的学习，让学生对生物学科有深入的了解之后，产生自己的科研观点，学生到大学之后，如果学习生物工程等相关专业，可以立足于高中阶段对于学科基础知识的掌握，和学科前沿知识的了解，找到自己的科研方向，为科技创新作出贡献^[3]。

结语：创新发展是我国社会进步，经济建设，国家发展的紧迫需要，3D生物打印技术是生物学科的创新发展方向，因此必须要让学生在高中阶段建立创新观念，掌握学科前沿知识，从而锻炼出高水平的创新能力，未来才能真正为我国科技创新发展作出贡献。

参考文献：

[1]石进德. 基于创新与创客教育的高中生物学建模活动[J]. 福建基础教育研究, 2018, 20(004):128-130.

[2]杨晓红, 朱广袤. 向学科高地进发——浅谈创客教育的愿景与发展路径[J]. 创新时代, 2018(9)：34-35.

[3]谭倩. 基于3D打印技术背景下创客教育的学习模式[J]. 发明与创新·教育信息化, 2019, 50(001):24-23.