面向中小學(xué)的3D打印綜合實踐課程的研究與實踐

1、    面向中小學(xué)的3d打印綜合實踐課程的研究與實踐    董晨 張楠 喬怡濤 陳忠俊 郎慶陽 黃志東摘要：根據(jù)教育部關(guān)于印發(fā)中小學(xué)綜合實踐活動課程指導(dǎo)綱要的通知，依托遼寧科技學(xué)院機電創(chuàng)新實驗室3d打印技術(shù)，借助普立得科技有限公司提供的3d打印設(shè)備，創(chuàng)建3d夢想創(chuàng)意工坊，將3d打印技術(shù)引入中小學(xué)綜合實踐課堂，開發(fā)3d設(shè)計與打印技術(shù)課程，編寫配套教材，經(jīng)入校示范授課，證明該課程滿足中小學(xué)需求，不僅豐富了中小學(xué)生的綜合實踐課堂，更激發(fā)了中小學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情。關(guān)鍵詞：3d打??；綜合實踐；中小學(xué)中圖分類號：g642 文獻標(biāo)識碼：a 文章編號：1009-3044

2、（2018）33-0105-02隨著3d打印技術(shù)的成熟，其應(yīng)用也越來越廣泛，并且正逐步成為未來的熱點1-2。教育部關(guān)于印發(fā)中小學(xué)綜合實踐活動課程指導(dǎo)綱要的通知，要求中小學(xué)充分認(rèn)識綜合實踐活動課程的重要意義，確保綜合實踐活動課程全面開設(shè)到位，并且在設(shè)計制造活動推薦主題中明確提出了“3d設(shè)計與打印技術(shù)的初步應(yīng)用”。目前，很多研究人員已經(jīng)開始探索3d打印技術(shù)在中小學(xué)教育教學(xué)方面的應(yīng)用3-6，然而，將3d打印引入中小學(xué)綜合實踐就顯得十分困難。一是缺少3d打印設(shè)備；而是缺少3d打印教師；三是缺少面向中小學(xué)的3d打印教材?；谝陨显颍瑒?chuàng)建3d夢想創(chuàng)意工坊，開發(fā)面向中小學(xué)的3d設(shè)計與打印技術(shù)課程，編寫配套

3、教材，通過入校示范授課，為中小學(xué)提供全方位服務(wù)。1 調(diào)研論證為了更好地完善教學(xué)模式，3d夢想創(chuàng)意工坊成員到本溪市實驗中學(xué)分校進行3d打印示范授課調(diào)研，如圖1所示。走進中小學(xué)，聆聽學(xué)校所需的教學(xué)模式和知識要求，使得團隊成員在課程制定方面目的明確，為后續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。2 開發(fā)教材3d夢想創(chuàng)意工坊成員根據(jù)中學(xué)和小學(xué)學(xué)生各自的理解能力和接受新知識的能力，分別制定了兩套教材。教材是非常重要的授課材料，必須符合學(xué)生年齡特點的需求，尤其是面向小學(xué)的教材，應(yīng)以圖例為主，這樣可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而有利于提高教學(xué)效果。教材部分內(nèi)容如圖2所示。3 實驗設(shè)備為了解決實驗設(shè)備問題，與普立得科技有限公司

4、簽訂了合作協(xié)議，該公司為團隊提供3d打印設(shè)備，如圖3所示。4 教學(xué)設(shè)計教學(xué)設(shè)計決定了教學(xué)效果，因此，在示范授課之前，詳細研究了授課過程的各個環(huán)節(jié)，具體流程如圖4所示。4.1 ppt課件根據(jù)中小學(xué)學(xué)生的理解能力，接受新知識的能力，用心挑選整合教學(xué)材料，精心制作了可以調(diào)動學(xué)生積極性，讓學(xué)生可以更好接受3d打印知識的ppt課件，如圖5所示。4.2 問題導(dǎo)向式教學(xué)選擇與3d打印有關(guān)的學(xué)生感興趣的問題來引入課程，從而激發(fā)學(xué)生的上課熱情。例如：先給學(xué)生播放一段電影十二生肖中的3d打印片段，學(xué)生倍感震撼，緊接著拋出一個問題，“大家知道這是什么高科技嗎？”這種引入方式能夠充分吸引學(xué)生的注意力，提高教學(xué)效果。在

5、授課過程中穿插一些小問題，有助于保持學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如：同學(xué)們希望將來用3d打印做什么呢？學(xué)生們天馬行空的想象力徹底爆炸，然后再告訴大家，這些夢想都會實現(xiàn)。這樣不僅能夠活躍課堂氛圍，更能促使學(xué)生學(xué)好科學(xué)文化知識。此外，可以提前準(zhǔn)備一些3d打印小禮物獎勵回答問題較好的同學(xué)。4.3 實驗演示授課最關(guān)鍵的部分就是3d打印現(xiàn)場演示，整個制作過程都在學(xué)生的視線范圍內(nèi)完成，這種零距離接觸，最大程度低加深了學(xué)生對3d打印的理解，勝過一切圖片和視頻。不要選擇過于復(fù)雜的模型進行打印7，8，而是應(yīng)該選擇一些簡單的、大家都熟悉的小模型，如小飛機、小玩偶等。5 示范授課5.1 本溪市實驗中學(xué)分校2018年5月31日

6、，3d夢想創(chuàng)意工坊到本溪市實驗中學(xué)分校為七年二班和七年三班示范授課，如果6所示。5.2 本溪市實驗小學(xué)2018年6月14日，3d夢想創(chuàng)意工坊到本溪市實驗小學(xué)為四年五班和四年七班示范授課，如果7所示。5.3 示范授課效果分析兩次示范授課過程中，學(xué)生反響非常強烈，特別喜歡這種授課方式，對大學(xué)生到中小學(xué)開展綜合實踐課十分認(rèn)可，基本滿足了中小學(xué)對“3d設(shè)計與打印技術(shù)的初步應(yīng)用”要求。6 結(jié)論本文分析了中小學(xué)開展3d打印綜合實踐的困難，創(chuàng)建了3d夢想創(chuàng)意工坊，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，開發(fā)出面向中小學(xué)的3d設(shè)計與打印技術(shù)課程，編寫配套教材，并開展了兩次示范授課。實踐證明，所開發(fā)的課程及配套資料滿足了中小學(xué)對“

7、3d設(shè)計與打印技術(shù)的初步應(yīng)用”要求，為其他學(xué)校提供了新思路，起到了引領(lǐng)示范作用。參考文獻：1 冉龍旭，于國龍，聶小雙，余紅，張應(yīng)奎.基于3d打印技術(shù)的中小學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究j.電腦知識與技術(shù)， 2018，14（10）：147-148.2 桂亮，金悅，趙衛(wèi)軍，等.3d打印技術(shù)在創(chuàng)客實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用j.實驗技術(shù)與管理，2016，33（10）：181-184.3 鄭志群，吳玉婷.3d打印技術(shù)在中小學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究j.電腦知識與技術(shù)，2018，14（19）：226-228.4 韓奇，種紅，魏曉風(fēng).3d打印技術(shù)在中小學(xué)教育的應(yīng)用研究j.電腦知識與技術(shù)，2018，14（20）：141-142.5 童宇陽.3d打印技術(shù)在中小學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究j.現(xiàn)代教育技術(shù)，2013，23（12）：16-19.6 kostakis v，niaros v，giotitsas c. open source 3d printing as a means of learning：an educational experiment in two high schools in greecej.telematics and informatics，2015：32（1）：118-128.7 韓