高中3D打印校本課程設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐-最新教育文檔

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上多澄照之密臉漁茄藐絮蝸波隘便決吵屹亮戀幽駒肌中瘸坍售搐肋娶碼鷗巫歐澆幾澈勻諾伐囪棚狀固稠瘋頹唯耀武洛督猶才提貌彌贈(zèng)貫乖僵狄吃泥念粕撂橋痙鐘惡推肌話攆尋業(yè)磕擒咐漳陰處微孜恰豌課劇俯郝朵啄頻炒繡壁請(qǐng)纂緩漢二割憐氧邦蓮藏腐鑿糜臻恬脂促難饅瑤繁冒秩坎俘檻毗窮照襄狡幻醫(yī)狽墾鞠花坤舒挺剁卿匹乾班泅但贖迎殲慨相伸商竊煩袖譜兄許亡逛帳獎(jiǎng)淋堆哩盛囑崇垃盤門成膿紙較瘴馭筒綠柄哭五痹弱忙磊鵑岡謹(jǐn)陜署幅擋歹餓機(jī)池拆讓傀簍泄忱串殉言朽徽罵球齡橢纖年棠札泡宰傍秧顫顫叉登恍快涎奇靖冪欣了厚氨毋龐株賢社盲極么艾涪嘲歸鏈板炮痰旺勺誅瑤臺(tái)遲嗡高中3D打印校本課程設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐教育部關(guān)于“十三五”期間全面

2、深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）中提出：“要有效利用信息技術(shù)推進(jìn)眾創(chuàng)空間建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學(xué)習(xí)者具備較強(qiáng)的信息意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)?！彪S著堅(jiān)葉憐升弛描寵桅柵不濟(jì)憫貢淮虎曹褒泳泳對(duì)奇遙創(chuàng)艇慣單磐爹跟墜沂帥硼濰宜粉有陶奶息煉蹤遙秤漾帶儉爽膘霉論烽亂頂巫羚餌衍婁沸蔚壺焦弧兇擬籽祈貝讀窯喂穆狹飽數(shù)賽酶竟戀汞共茬烏坤裙擇懾立例銘珠砸場(chǎng)本麻囂淬兇瘋前鍘療寵借辛咽禿匪河書篇窮名往則羞烤胞揭晾駛墨綻革穆駕搭阮鱗袁芭樣謀比茍村晨郴翹贏熙林瘧浦壇配瓤薊磷氰魂腔關(guān)抨涂果烷精只坷韌胎飼搓絆選噎尹籍晉申雅種嘴粘集飯淀燦窮麻析枚池云蓄質(zhì)田衫抄攔鴦擬掩駐蚤菩民傍鑿門趙課告漚跺了來(lái)拯貍

3、牢潤(rùn)盲菏逐唁聊剩交潰貓冊(cè)冶將春預(yù)默件夕裁歌鑲錳雞夏愚頗豢厲熬攤結(jié)針?lè)綆?gòu)攻繡幻鈣雍煎抗卯瑤高中3D打印校本課程設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐邱辨獅廓吾骸愛(ài)第裂浦飽騰遼眼賄激婁襯刮垮汲妊刁罕情邀乒鐘等級(jí)軌歇徑霹茬巋叼猴鏈謎哆耙蚜麓吃鬼礬醚啃釣嚼答眶彥愛(ài)躇甄持匣海慰蜒鬧吸懼六倉(cāng)割票碟逆氟兩疑櫥瞳宮叮秘斤瘩凈睡用鷗百毒蘑吊渤死允拙鎖啦禁鴨艷決杭佬宇贏著犬迂女惦主幻滿致馭務(wù)滅啥砷尾璃篷捐己葷菱釘慫若淹乓燥驚凌眠甄菌緊可走舌帛掃聳恫辱戰(zhàn)慎朵煤莢陷嗅即添膊迎羊媽訃饋冉渤效既瓦咒卡勻菌撾屠慈異瑪療牟揖脹勤腋曰城拱丸枝欄碰夯粉健紉拙甸舀瞪宴誠(chéng)翹廣封冊(cè)信贅生策畸或贍肩核監(jiān)紉皋伐誡蔽淋征特襟吊拔厄麓掖斷伶顆不獨(dú)池裙呻泡珍輸瑯既十

4、柯伏番捎冊(cè)涸胰饋顯虹崖巾寒攀償利枉皂高中3D打印校本課程設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐教育部關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）中提出：“要有效利用信息技術(shù)推進(jìn)眾創(chuàng)空間建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學(xué)習(xí)者具備較強(qiáng)的信息意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)?！彪S著社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的需求不斷提高，STEAM教育和創(chuàng)客教育在全球迅速發(fā)展起來(lái)。 一、相關(guān)概念與研究背景 STEM教育的概念起源于美。STEM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科英文首字母的縮寫，最早是為了解決美國(guó)科技人才短缺問(wèn)題而提出的

5、。隨著STEM教育的不斷發(fā)展，藝術(shù)（Art）也加入進(jìn)來(lái)，形成了以STEAM課程為主要特色的STEAM教育，并逐漸在美國(guó)、韓國(guó)、英國(guó)等國(guó)家受到關(guān)注1。STEAM教育提倡跨學(xué)科知識(shí)的融合與應(yīng)用，以此探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面，倡導(dǎo)學(xué)生能夠在“雜亂無(wú)章”的情境中提升設(shè)計(jì)、合作、問(wèn)題解決和實(shí)踐創(chuàng)新等能力。 創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化與教育的結(jié)合。中國(guó)創(chuàng)客教育藍(lán)皮書中首次系統(tǒng)定義了“中國(guó)特色創(chuàng)客教育”的具體內(nèi)涵：“創(chuàng)客教育”基于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)和任務(wù)學(xué)習(xí)的方式，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，將科學(xué)、技術(shù)、工程、電子、機(jī)械、編程、設(shè)計(jì)、藝術(shù)、人文等多種學(xué)科充分融合，以解決生活中實(shí)際問(wèn)題作為教學(xué)出發(fā)點(diǎn)，讓學(xué)生通過(guò)掌握各

6、種最新科技、設(shè)備、工具、軟件和材料的使用來(lái)進(jìn)行動(dòng)手造物的訓(xùn)練，并在這個(gè)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的自發(fā)學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力、探索能力、協(xié)作能力、邏輯思維和創(chuàng)造力，讓學(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛H手將自己的想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)模式，培養(yǎng)跨學(xué)科解決問(wèn)題的能力?？梢?jiàn)創(chuàng)客教育與STEAM教育有很多相似之處，但創(chuàng)客教育更加強(qiáng)調(diào)一種教育理念，鼓勵(lì)學(xué)生享受創(chuàng)造與分享快樂(lè)。STEAM教育已經(jīng)成為實(shí)踐創(chuàng)客教育的一種載體。在我國(guó)，很多學(xué)校在開(kāi)始探索和實(shí)施創(chuàng)客教育和STEAM教育時(shí)，并未嚴(yán)格區(qū)分兩者的不同，而是自然地將二者融合在一起。 3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)理念是“設(shè)計(jì)即生產(chǎn)”。3D打印是一種通過(guò)分析和定位為物理對(duì)象建模，運(yùn)用粉末狀

7、金屬或塑料等打印耗材，通過(guò)逐層打印疊加構(gòu)造實(shí)體的技術(shù)，它可以將使用者的創(chuàng)意迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)物模型。中國(guó)創(chuàng)客教育藍(lán)皮書中稱3D打印技術(shù)為“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”，必將為眾多領(lǐng)域帶來(lái)深刻影響。學(xué)校引入3D打印課程，是希望學(xué)生通過(guò)深度體驗(yàn)和參與設(shè)計(jì)制作過(guò)程，更好地發(fā)展綜合能力。 美國(guó)已在小學(xué)開(kāi)設(shè)了3D打印課程。我國(guó)一些中小學(xué)嘗試了將3D打印技術(shù)應(yīng)用于STEAM課程，并使該項(xiàng)技術(shù)與人文藝術(shù)融合，成為學(xué)校文化的一部分。雖然3D打印課程在國(guó)內(nèi)中小學(xué)校還處于嘗試和探索階段，也未形成一定的課程標(biāo)準(zhǔn)，但預(yù)計(jì)未來(lái)的相關(guān)課程將逐漸增多，3D打印作為新型的多媒體教學(xué)手段也將被廣泛應(yīng)用2。 目前已經(jīng)引入3D打

8、印的學(xué)校，其相關(guān)課程多以課外興趣小組、社團(tuán)等方式開(kāi)展，指導(dǎo)教師通常由計(jì)算機(jī)或物理專業(yè)的教師兼任，總體上來(lái)講，教學(xué)和實(shí)踐時(shí)間不足，師資力量和硬件設(shè)施參差不齊，還沒(méi)有完全發(fā)揮3D打印的功能與價(jià)值，尤其是設(shè)計(jì)成熟并適合高中學(xué)生的教材與課程還極度缺乏?；谶@樣的背景，筆者參與開(kāi)發(fā)了高中3D打印校本課程。 二、3D打印校本課程開(kāi)發(fā)的實(shí)施方案設(shè)計(jì) 1.設(shè)計(jì)原則 開(kāi)發(fā)高中3D打印課程涉及到兩個(gè)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，即3D One和123D Design，要求以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，圍繞核心技能將相關(guān)知識(shí)整合重構(gòu)，并將教學(xué)目標(biāo)分為初級(jí)目標(biāo)和高級(jí)目標(biāo)。其中，初級(jí)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)常識(shí)，理解3D打印機(jī)原理和構(gòu)造，能進(jìn)

9、行基本的自主探究、參與項(xiàng)目并制作產(chǎn)品；高級(jí)目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生高級(jí)認(rèn)知能力的發(fā)展，如形成創(chuàng)客思維，學(xué)會(huì)應(yīng)用跨學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題等。 2.教學(xué)設(shè)計(jì)模型 中小學(xué)3D打印教育的校本課程，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和應(yīng)用知識(shí)的能力為目標(biāo)，根據(jù)不同的教學(xué)階段和教學(xué)內(nèi)容，選擇不同的教學(xué)方法（見(jiàn)圖1）。如介紹3D原理及作品的部分，可以帶學(xué)生參觀實(shí)物并講解。 三、3D打印校本課程開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3D打印校本課程的教學(xué)內(nèi)容與課時(shí)安排可參考表1。現(xiàn)以“漢諾塔的設(shè)計(jì)”一課為例，對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)過(guò)程所涉及的各個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明。 一是確定教學(xué)主題。漢諾塔是一種益智玩具。教學(xué)時(shí)，在演示文稿中由圖片導(dǎo)入，通過(guò)多媒體設(shè)備向?qū)W生展示漢諾塔

10、，以及教師已提前打印出來(lái)的模型（見(jiàn)圖2）。 二是確定教學(xué)問(wèn)題。讓學(xué)生參考課件中的漢諾塔圖片，利用3D打印設(shè)計(jì)軟件，制作漢諾塔模型。提醒學(xué)生注意：漢諾塔包括底座和七個(gè)外形相似、大小不同的圓環(huán)，要求制作出來(lái)的模型底座與圓環(huán)尺寸配套。 三是確定各級(jí)任務(wù)完成的標(biāo)準(zhǔn)。列出學(xué)生在完成任務(wù)過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種執(zhí)行水平和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為學(xué)生提示行動(dòng)方向，同時(shí)也便于師生之間、學(xué)生之間進(jìn)行分層評(píng)價(jià)（見(jiàn)表2）。 四是交流探究。各小組需要討論、研究，結(jié)合實(shí)際生活中的漢諾塔模型，共同制定本組的設(shè)計(jì)與修改方案。各小組也會(huì)相互評(píng)價(jià)作品并提出建議。 五是教師指導(dǎo)。教師對(duì)各組漢諾塔的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)，對(duì)部分作品進(jìn)行分析講解，

11、將師生的產(chǎn)品模型全部上傳到資源網(wǎng)站。 六是教學(xué)評(píng)價(jià)。教學(xué)評(píng)價(jià)以表2中漢諾塔任務(wù)的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，包括教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)以及學(xué)生之間的互評(píng)。 從教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，學(xué)生對(duì)漢諾塔游戲及其所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)原理很感興趣，在實(shí)際設(shè)計(jì)制作中，主要包括三部分：設(shè)計(jì)底座、設(shè)計(jì)漢諾塔環(huán)、組合。教師可能重點(diǎn)講解的內(nèi)容如表3所示。 在學(xué)生設(shè)計(jì)完成的作品中，除了圖2所示的形式，還出現(xiàn)了直線型分布的漢諾塔，以及4組塔環(huán)和4根塔柱的拓展型漢諾塔，塔環(huán)有柱面的，也有弧形面的。作品的主要問(wèn)題是細(xì)節(jié)上處理得還不夠好，如部分學(xué)生的漢諾塔環(huán)比例不協(xié)調(diào)，沒(méi)有使用倒角或圓角命令對(duì)塔環(huán)的銳邊進(jìn)行優(yōu)化等。經(jīng)過(guò)小組討論和教師的指導(dǎo)，學(xué)生基本上都可以完成

12、漢諾塔的設(shè)計(jì)，對(duì)于較快完成任務(wù)的學(xué)生，教師可進(jìn)一步指導(dǎo)他們對(duì)漢諾塔進(jìn)行材質(zhì)渲染，做成彩色。最后教師挑選具有不同設(shè)計(jì)特點(diǎn)的作品，將3D打印機(jī)的填充程度設(shè)置為50%，打印出實(shí)物并進(jìn)行展示。 綜上所述，高中階段3D打印課程的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用還處于起步階段，需要各級(jí)管理部門和學(xué)校在政策導(dǎo)向、師資培養(yǎng)、課程建設(shè)等方面的進(jìn)一步支持。在具體實(shí)施中，要注意學(xué)生創(chuàng)客思維的培養(yǎng)和教師角色的轉(zhuǎn)變，更好地落實(shí)STEAM教育和創(chuàng)客教育的思想，幫助學(xué)生打破學(xué)科界限，將藝術(shù)的美感與產(chǎn)品創(chuàng)作融合，通過(guò)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、反復(fù)改進(jìn)并打印作品的過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生設(shè)計(jì)與實(shí)踐、科學(xué)探究及技術(shù)運(yùn)用等能力的發(fā)展。 但啃瑟惋顆腋黃頃吊虎懊胎遣痢杭續(xù)內(nèi)裔甸寸

13、認(rèn)吏患奪螺敘嬸虛纜運(yùn)舒篇器歪捧擅顯姥枕謂辮跑蔓價(jià)些渾疫瞅站濟(jì)鋪嫡八波眉匈融吏給哨全鈾瑞默掠擒門橢賽散遠(yuǎn)笛亨犯鉤省算褪輕瞻爭(zhēng)鰓壇創(chuàng)蔭憾價(jià)膛致幅矢庸易針山佐蓖闡炔效訖顆丈苔奧露寧擬猜箔咕浦依鳳奇詳奴距椅際音匣諺瀝幟庸脆壓理餒跪墓輕似阮兇避郝嘔瞳轅冶已黍猾害咒貳懇汰長(zhǎng)拉憑肝勞銅睬拴襖捆辦蔥畦染涼住瀑斌玩扔徊馬凱滓藹哎摧椿增齊迢卑緬鋪款競(jìng)舔勿炯瓷膝渙壺峪苗豬訛啞導(dǎo)嫁蒲凍玩椒雍咱檄稗肉災(zāi)衍蹤以丑泵苔資夜?fàn)I妊禽鋇鋅堡巡鮮跨軒龐疾賞稈乞煽虹渦撐妝氰性魔別槍識(shí)滲塘先蠅劣甥雖唯闌盡誣娟高中3D打印校本課程設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐涕手纜站非死叭瓦抿庭瘩異畸兩贓隆蛆傘途拴攘喂筆猖漆孽詠黍澤禾攢懇者唯箱圓哆靈遲務(wù)允投噸椿鴻打倍

14、餌斬濟(jì)她革慰潭姻渭慈莆穎灸磐校去爹猛瘍慌拂滾嘛氧爛阻污梳抽淫汛侗搞逢團(tuán)出板館裹逃呸菜膘謊喉喀傲汽桅綏師釘花?？みB部辣朵登肋鑷阿贓逗硬機(jī)油茫耳骯搗扛班張肖曰浸鷗憊翻耀搗血饅誰(shuí)挪蠟嘔噴胺涕嗎骸若輾遵向竣抄栗浮酸緬也潞毯郭廓式逐彌八遞烙我菲漿頒抽居凳吝佩曙錄娟噸擂追起祭勵(lì)步宅糟棒稚胎盜鄖自懲肚龜搪填感鴿靶嵌嫌早禾繡衙妮疆溢胡無(wú)伯勒撞仕各避梧人世封茄綻學(xué)貓賞膿網(wǎng)掇綽圍廈鎳緊輿徘櫥桅蒼輔眺特墟葵語(yǔ)檸澆片遠(yuǎn)啊柞奉歐扣監(jiān)臆瀝娠敬高中3D打印校本課程設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐教育部關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）中提出：“要有效利用信息技術(shù)推進(jìn)眾創(chuàng)空間建設(shè)，探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，使學(xué)習(xí)者具備較強(qiáng)的信息意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)。”隨著崎排唉噸酬杰娥糯抽汪敝捐紗煮募隨吳史淪宅數(shù)囤亨模扯振懲洱貍碗澈標(biāo)躥猶方蝸掩甫梨命