基于steam的小学《3d打印》课程——设计与教学实践研究

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1、基于STEAM的小学《3D打印》课程——设计与教学实践研究编者注：郑贤老师曾荣获国培专家、全国模范教师、广东省小学特级教师、广东省劳动模范、广东省首批名教师、广州市优秀专家等称号。她现不仅是全国模范教师，而且是全国五一劳动奖章者、广州亚运会火炬手，执教20多年，所培训的学生参加全国、省、市小学计算机竞赛获奖达392人次。受省教育厅的委托，她合编的广东省小学计算机课本第三册《上机实验手册》，获得1998年度海珠区优秀科技项目四等奖；所撰写的教学设计、论文也多次获得省、市、区一等奖。基于3DOne编写的3D设计学习课程受到了教育界的关注与好评。 一、引言 21世纪的

2、教育，以培养具有创新精神和创新能力的新型人才，推动社会发展和进步为使命。2015年，李克强总理在政府工作报告中提出“大众创业，万众创新”，更把“创新”提升到了一个前所未有的高度。近年来，为了进一步探索教学创新，一些国家尝试将3D打印技术应用于STEAM课程中，以推动技术对创新教学的发展，使得技术与艺术人文教育和工程教育融合成学校文化的一部分。 虽然3D打印技术适应信息化时代发展的需求，在国内也较为新颖，但是目前设计成熟并适合小学生学习的3D打印课程却是极度缺乏。面对新技术和教育新理念的变革浪潮，在基于STEAM教育思想的教育教学实践中，教育工作者需要不断反思，不

3、断创新教育教学新思想、新经验，提高教学质量。 二、STEAM教育理念20世纪80年代，STEM课程在美国逐渐发展，其本身是为了提高美国学生对理工科知识的兴趣而建立的课程。STEM教育通过整合Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Mathematics(数学)领域内容指引教学和学习的途径和方法，它并不是将这四门课程知识的简单叠加，而是要将多学科内容的交叉融合形成有机整体，倡导问题解决驱动的跨学科教育，旨在培养学生的问题解决能力、团队合作能力、设计能力和实践创新能力。STEM教育的出现改变了传统的教育理念和思维方式，引

4、导人们重新探索新型的教学方式。随着课程的改革以及STEM教育实践研究的开展，艺术(Arts)类课程也添加到STEM课程中，形成以STEAM课程为主要特色的STEAM教育，并逐渐在美国、韩国、英国等国家受到关注。 在国内，2015年新媒体联盟《地平线报告》(K12版)，将STEAM列为未来1-2年技术驱动K12教育的重要趋势。傅骞等认为，STEM教育是一种教学策略，通过借助基于设计的学习、基于项目的学习和探究性学习等学习方式，培养学习者解决实际问题的能力。任友群等人提出，STEAM教育是以项目学习、问题学习为主的学习方式，它在STEM教育基础上进行了延伸和拓展，形

5、成一种新的教育模式，是技术与工程教育和艺术人文教育的融合，旨在推动技术驱动的教学创新。余胜泉等认为，STEAM教育以多学科整合的教学方式，注重过程实践，以真实问题为向导，强调知识与能力并重，倡导“做”中“学”；强调创新思维和能力的培养，注重知识的跨学科迁徙及其与学习者之间的关联。STEAM教育的这些理念和思想融入到信息技术课程和教学中，有利于通过技术的学习培养学生的创新能力。 三、3D打印课程 作者以中望3DOne打印技术为依托，设计了适合小学生学习的3DOne打印课程。该课程采用项目学习的形式，以STEAM教育思想为导向，以做中学为策略，并以激发学生学习兴趣、

6、贴近学生生活为出发点，进行课程的设计与实践。 (一)3D打印与3D打印课程(3DPrinting) 3D打印也叫“三维打印”，基于所创建的原型样品或者实体模型，运用塑料、树脂、粉末状金属或其他材料，通过逐层打印实现快速成型。3D打印技术为科技的创新提供了一个新的平台，被喻为第三次工业革命的核心技术之一。3D打印课程是以3D打印技术为主的课程，是以“傻瓜型”三维设计软件为基础的课程。为了促进我国中小学的创新教育，结合时下影响意义深远的3D打印技术，国内有关公司，根据8-18岁孩子的教育特点，开发出适用于中小学的3D打印设计软件——3DOne，并配套3D打印教学课程

7、资源。通过3D打印实体的触觉过程，建立新型的简易3D建模学习通道，快速搭建起某种类型的简易模型，最终利用3D打印机将设计实体化。 (二)3DOne打印软件的特点 趣味性学习是3DOne打印软件的核心关键。3DOne打印软件界面简洁，功能强大，易于上手，非常符合中小学的开放思维创意操作，让学生能够简单、轻松、快捷地表达创意想法，能让没有任何基础的学生在短短的十分钟通过“搭积木”堆砌、拖拉等操作方式，掌握最基础的3D绘画设计，极大地激发了学生学习3D打印的兴趣与热情。 促进学科融合是3DOne打印软件的创新特色。运用3DOne打印软件进行创意操作，所涉及的学科学习有

8、信息技术、综合实践、美术