3D 打印課程對初中學生綜合能力的培養(yǎng)研究

羅秀琴

一、研究的意義

（一）技術創(chuàng)新時代的教育訴求

在制造業(yè)向智能制造轉型升級、產(chǎn)品附加值提升、運行效率大幅提高的背景下，先進的機器人技術、3D 打印、AI 等技術被廣泛應用，成為行業(yè)發(fā)展內(nèi)生動力。2017年3D 打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，在這一年國家相關部門出臺了8 項對3D 打印的支持政策，科技部、教育部等部門都對增材制造產(chǎn)業(yè)提出了發(fā)展規(guī)劃，技術的不斷發(fā)展對教育提出了新的要求。

（二）義務教育階段學生特點與人才培養(yǎng)需求

義務教育階段學生的發(fā)展是多元的，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)應該從小開始。國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確指出應逐步開展全民智能素質(zhì)教育項目，在中小學階段設置人工智能、機器人、3D 打印等相關課程、建設人工智能學科，培養(yǎng)復合型人才，形成我國素質(zhì)人才高地。

3D 打印作為當下熱門的創(chuàng)客教育內(nèi)容，中小學生學習積極性高，也獲得了家長的支持。

（三）學校特色發(fā)展需求

我校為原長沙高新區(qū)第一批創(chuàng)建科技教育特色學校，創(chuàng)客教育是最主要的科技創(chuàng)新特色，3D 打印為其中特色項目得到了學校的大力支持。

二、研究目標

（一）探究3D打印課程設置，完善和規(guī)范3D打印課程教學范式及課程教學資源，提高3D打印課程的效率，提升課堂的有效性。

（二）探究以3D 打印課程為載體，培養(yǎng)學生動手操作能力、表達理解能力、創(chuàng)新實踐能力、團隊協(xié)作能力、人文底蘊能力這五種能力培養(yǎng)策略。

（三）探索3D 打印課程評價體系，以評價為導向促進學生綜合能力的提升。

三、研究思路與方法

（一）研究思路

成立課題研究小組，制定研究工作步驟，實行分工合作，分階段開展研究，研究前期階段，學習理論知識，尋求研究理論視角，收集學習理論基礎、收集相關資源，對研究開展設想請專家論證。實施階段，在這一階段我們分環(huán)境搭建與資源保障、課程設置、資源整合、評價等幾個項目開展研究，每個項目有專門負責人。總結階段，課題成員根據(jù)負責項目，整理和歸納課題研究成果并匯編成冊，撰寫研究報告；收集過程性資料、結合研究報告，發(fā)布其他類成果，如3D 打印教學觀摩會、3D 打印作品展覽、3D 打印相關競賽、典型案例等。

（二）研究方法

調(diào)查研究法：通過調(diào)查課題研究相關的情況，對相關數(shù)據(jù)（如訪談數(shù)據(jù)、問卷測量中的開放式問題數(shù)據(jù)、教學實例、作品等）進行分析；案例研究法：通過個案研究，詳細分析3D 打印、初中生綜合能力培養(yǎng)的實踐前后相關系數(shù)，探索課題與實踐的一般規(guī)律；行動研究法：結合已有的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，學校特點，因地制宜、規(guī)范科學地邊實踐，邊思考。

四、研究框架

從研究文獻述評中提煉理論支撐，用理論指導實踐。提出3D 打印課程如何培養(yǎng)初中學生綜合能力的問題。從課程設置、活動開展、課程評價對學生綜合能力培養(yǎng)進行分析，從這三個維度提出3D 打印課程對初中學生綜合能力的培養(yǎng)策略。

五、研究特色與創(chuàng)新之處

本課題以3D 打印課程對初中學生綜合能力的培養(yǎng)開展研究，主要研究3D 打印課程開設、活動開展、評價對學生綜合能力特別是動手操作能力、表達理解能力、創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。

本課題在研究中設計三種類型的課程。一是面向全體學生的普適性3D打印課程，作為信息科技課程教學內(nèi)容之一占3-4個課時；二是開展3D打印社團課每周2節(jié)，面向?qū)?D打印感興趣的學生；三是開展3D打印競賽課，面向青少年科技競賽、創(chuàng)客節(jié)、科技節(jié)等競賽活動開展，注重學科融合。

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【本文為長沙市教育科學規(guī)劃課題《3D 打印課程對初中學生綜合能力的培養(yǎng)研究》（課題編號：CJK2020135）研究成果】