随着经济社会的发展和信息技术的进步,社会对创新人才的需求不断加大,而传统教育的知识传授模式已不能满足培养创新型人才的需求。为此,各地各校纷纷开展创客教育,建立创客空间。3D打印作为创客教育的一个重要存在形式,对培养学生的创新意识、创新思维和创新能力有着重要的作用,但其孤立存在的形式尚未与学科建立关联,其教学形式单一且教学内容也未与所学的知识建立联系。因此,本研究旨在通过设计型学习实现3D打印与小学数学融合,既能够培养学生对数学知识的运用与创新能力,又能打破3D打印孤立的形式,使其能够有效地与学科融合。在本研究中,将设计型学习作为3D打印与小学数学融合的指导思想,通过对设计型学习的两个经典模型(“逆向思维”学习过程模型和基于设计的科学探究循环模型)进行解读和分析,构建基于设计型学习的3D打印与小学数学融合教学过程框架。该教学过程框架对教师活动和学生活动进行了重新的解构,采用基于设计的研究方法,通过三轮迭代实验对框架进行修正和完善。本研究是以南京理工大学实验小学六年级某班的学生作为教学实验对象,选取苏教版小学数学的“图形与几何”部分作为3D打印和小学数学融合的教学内容,以几何体体积计算——笔筒的设计与制作、三视图的观察和绘制——制作简易拼接小动物、数学问题解决——制作多肉小花盆作为三轮教学实验的主题,依据每轮设计并修正的教学过程框架设计了三轮实验的教学设计方案。在三轮教学实验中,笔者通过课堂观察、课后访谈、学习过程记录分析和作品分析等方法分析学生的学习效果。第一轮教学实验主要关注的是学生活动,在“调查与探究”和“设计-再设计”的循环中帮助学生进行问题的调查探究和作品的设计制作;第二轮教学实验关注的是教师活动,教师在整个主题活动中充当的是引导者与指导者的角色,帮助学生进行探究与设计;第三轮教学实验主要关注的是反思总结活动,对学生的反思总结活动进行深入的挖掘,实现对知识的深入理解。经过三轮的教学实验,能够通过“调查与探究”和“设计-再设计”实现3D打印与小学数学的融合教学,而其融合的教学效果更多体现在学生的作品设计上。