3D打印課程的開發(fā)與實(shí)施探索

徐歡 李娜

摘要：3D打印技術(shù)是目前比較新興而又熱門的制造技術(shù)，將此類新興科技引入校本課程中，將有利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力和促進(jìn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。探索針對中學(xué)生的3D打印技術(shù)校本課程的課程開發(fā)與實(shí)施，目前仍未有成熟并采納實(shí)施的方案。因此，我們通過對3D打印技術(shù)與校本課程開發(fā)的理論學(xué)習(xí)和文獻(xiàn)研究，根據(jù)簡陽中學(xué)的教學(xué)資源及中學(xué)生的實(shí)際情況，探索適合本校的3D打印技術(shù)中學(xué)校本課程方案并親自進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，通過實(shí)踐過程中的教學(xué)反饋和課程反思，有針對性地對課程方案進(jìn)行改進(jìn)，希望能給同行一些有益的借鑒和幫助。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);校本課程;課程開發(fā)

一、3D打印課程開發(fā)的背景

2013年1月，現(xiàn)任教育部部長袁貴仁同志又在全國教育工作會議上的講話指出：要加強(qiáng)對學(xué)生的社會責(zé)任感、創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。由國務(wù)院的兩次全國教育王作會議和教育部部長的講話中，可以看出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力是一項(xiàng)重要國策。

二、我校開展情況

簡陽中學(xué)科創(chuàng)室（啟智樓318）已經(jīng)購買了一套3D打印設(shè)備，經(jīng)過一年的摸索，部分創(chuàng)客教師已經(jīng)使用3D打印技術(shù)并用于成都市實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新說課比賽，科創(chuàng)社的少數(shù)學(xué)生也能夠比較熟練地操作打印機(jī)，已經(jīng)有一定的技術(shù)儲備，但是要向全校師生近8000人推廣普及，沒有固定的教材實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)是難以實(shí)現(xiàn)的，通過2年的努力我校3D打印課程的開展有了一定的起色。

通過梳理我們發(fā)現(xiàn)，簡陽中學(xué)創(chuàng)客空間3D打印課程的開發(fā)與實(shí)施過程中主要突出了以下幾個作用：

（1）3D打印屬于非高考課程，但可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

（2）學(xué)校開發(fā)的3D打印校本教材，引起了師生的極大興趣。

（3）教師固守的教學(xué)觀念，得以改觀，特別是理化生涉及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的老師。

（4）學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，參加比賽獲得榮譽(yù)，進(jìn)一步激起了3D打印的學(xué)習(xí)熱潮。

（5）促進(jìn)學(xué)校建立健全3D打印課程的開發(fā)、實(shí)施、管理制度、評價機(jī)制等。

三、3D打印課程的開發(fā)情況

為制定合理有效的3D打印課程，筆者翻閱學(xué)習(xí)了課程理論專家泰勒的相關(guān)理論，拜讀了被公認(rèn)為是課程開發(fā)原理最完美的闡述的“泰勒原理”。結(jié)合此理論和四川省簡陽中學(xué)實(shí)際情況，擬定了我校3D打印課程預(yù)從以下四個方面展開研究：一是通過學(xué)校3D打印技術(shù)想要達(dá)到哪些教育目標(biāo);二是根據(jù)我們現(xiàn)在已有的哪些教育經(jīng)驗(yàn)才能去實(shí)現(xiàn)3D教育課程的目標(biāo);三是怎樣去組織學(xué)生實(shí)施3D教育課程;三是如何確定3D打印課程的目標(biāo)正在得以實(shí)現(xiàn)。筆者為此列出3D校本課程開發(fā)與實(shí)踐流程圖如下：

隨著科技發(fā)展和社會智能發(fā)展，3D打印智能技術(shù)正一步一步地改變著我們的生活，社會對智能化技術(shù)人員的需求也進(jìn)一步的擴(kuò)大。在文件《中國制造2025》中明確了我國的制造強(qiáng)國戰(zhàn)略戰(zhàn)策，由此可見社會對智能化技術(shù)人才的需材若渴，3D打印課程對培養(yǎng)跨學(xué)科思維和創(chuàng)新思維人才起至關(guān)重要的作用。

筆者所在的四川省簡陽中學(xué)，是該市的一所國中，高中生源為該市最好的生源，學(xué)校的辦學(xué)理念“以德為為先，通材樹人”，大力推進(jìn)以民主教育、賞識教育、創(chuàng)新教育為核心的素質(zhì)教育，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，學(xué)校希望學(xué)生除了成績優(yōu)秀外，還十分重視音體美，信息技術(shù)和通用技術(shù)等課程的開設(shè)和實(shí)施，希望能培養(yǎng)出德智體美勞全面發(fā)展的學(xué)生。為此，3D課程開發(fā)首當(dāng)其沖成為學(xué)校教育的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

我校的高中生能力強(qiáng)，自我要求也高，都希望在學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)內(nèi)容上有更多的改變和提高，他們在掌握了一定的基礎(chǔ)知識和信息技術(shù)知識后，有能力進(jìn)一步去探討和研究新的技術(shù)和科學(xué)的能力，從而緊跟時代發(fā)展的節(jié)奏。大部分高中學(xué)生對3D打印技術(shù)、機(jī)器人人等創(chuàng)客內(nèi)容心存好奇，渴望對3D打印課程的學(xué)習(xí)打開認(rèn)識新技術(shù)的大門。所以，3D打印課程的開設(shè)勢在必行。

我校教師根據(jù)以上需求，力求開發(fā)切實(shí)可行的3D打印課程，在實(shí)際教學(xué)中，采用試聽結(jié)合操作的教學(xué)方式進(jìn)行3D打印課程的教學(xué)，力求培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在師生共同努力下，我校3D課程取得了顯著成果。

四、3D打印課程的保障體系

1.課程開發(fā)人員保障

課程開發(fā)組由四川省名師，成都市特級教師，全國科創(chuàng)大賽評委、青少年科創(chuàng)比賽國際金獎、市名師工作室老師領(lǐng)銜，經(jīng)常帶領(lǐng)學(xué)生打磨項(xiàng)目、參加各級各類比賽，帶領(lǐng)學(xué)生獲得3D打印比賽四川省一、二、三等獎;堅(jiān)持每周為科創(chuàng)學(xué)生授課，其中便包括了3D打印技術(shù);長期工作在創(chuàng)客教學(xué)和科研一線。

2.課程設(shè)備保障

我校是全國青少年科普調(diào)查示范校，四川省科技示范校，成都市第二批拔尖創(chuàng)新人才早期培育基地校。我校已經(jīng)建成一個科技體驗(yàn)室，一個STEAM教室。為便于課程開展，學(xué)校以學(xué)生發(fā)展中心作為辦公地點(diǎn)，為課程開發(fā)小組配備2臺筆記本電腦，1臺打印機(jī)，1套3D打印普教設(shè)備，1套3D打印比賽專用設(shè)備，1套3D教學(xué)設(shè)備，均由專人負(fù)責(zé)管理。

3.課程實(shí)施保障

為了使課程真正落到實(shí)處，取得實(shí)效，學(xué)校實(shí)行了課程管理制度，減輕上課老師的其他工作量，讓他們有時間潛心研究3D打印教學(xué)。學(xué)校每周二有不少于1小時的集中備課研討時間，要求組員每月面向校內(nèi)外開展教學(xué)展示活動不少于2次。教務(wù)處將對教學(xué)情況作協(xié)調(diào)、監(jiān)督。

五、3D打印課程的實(shí)施效果

自開展3D 打印教學(xué)以來，提 高 了 學(xué) 生參與項(xiàng)目的積極性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)意靈感，增加了實(shí)踐教學(xué)的途徑，為個性化的實(shí)物制作提供了方便，對培 養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和工程能力起到了很好的作用。今年，所指導(dǎo)的學(xué)生設(shè)計(jì)制作出實(shí)物作品30余項(xiàng);設(shè)計(jì)制作出的作品在四川省18屆中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐大賽（3D 智能作品創(chuàng)作）中獲得一等獎2項(xiàng)，二等獎1項(xiàng)，三等獎1項(xiàng)。

在全國18屆中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐大賽（3D 智能作品創(chuàng)作）中獲得二等獎1項(xiàng)，三等獎1項(xiàng)。

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