《3D打印技术》课程标准1

3D打印教学实践与反思

摘要：随着社会不断进步,新一轮基础教育课程改革正轰轰烈烈地进行,传统的高中教育模式逐渐无法满足信息时代人才培养的要求,跟随时代发展潮流,引入3D打印教学已势在必行。3D打印技术,与智能机器人、人工智能并称为实现数字化制造的三大关键技术。为了让学生领略新技术和新科技理念,笔者所在的学校于2016年9月开设了3D创意设计及其他的创客课程。本文从3D打印教学开展准备、教学方式转变、教学实施情况及教学反思等方面，阐释该课程的教学实施情况,总结经验进行反思,希望笔者的实践能为更多的教育同行提供借鉴参考。

关键词：3D打印；三维设计；课堂教学；自主学习；创客教育

近些年来，3D打印技术备受瞩目，已经应用于医疗、建筑、汽车、增材制造等各个领域。鉴于国家重点研发计划和3D打印技术光明的发展前景，各地中小学陆续把3D打印引进课堂，并不断尝试与探索，取得了突破性进展。在普通高中信息技术课程标准中，明确将三维设计纳入到信息技术选修部分的一个模块，以满足学生升学和个性化发展的需要。三维设计作为一种立体化、形象化的新兴设计方法，已经成为新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的重要基础。如何有效地实施3D打印创客教育，培养学生的创造性思维，满足学生的个性化发展，是笔者一直关注的问题。

一、3D打印教学开展的准备

由于新疆地区还未普及新课标教材的使用，在没有统一教材和课程的情况下，结合新课标要求，设计出适合笔者所在学校学生使用的3D设计教学资源，是开展3D打印教学的前提。因此在2016年夏天暑假期间，笔者就基于Moodle网络教学平台，尝试建设3D创意设计的在线校本课程。而对于3D设计课程，纸质的校本课程明显不如微视频、在线资料等教学资源，因此开源的Moodle平台成为了开发3D设计校本课程的首选。任课教师需要将3D打印教学资源全部发布在Moodle平台上，按照主题项目式管理和设计3D设计课程。每个项目都设计相应的学习指导活动，建立对应的知识思维导图，录制作品模型设计操作的微课，制作详细的3D软件设计的图文教程。这样设计课程，可以实现教学资源的共享、师生之间的交互、以及对课程教与学方面的评价和及时反馈，满足了后来3D打印教学的开展，同时为学生的课余时间自主学习，提供指导和帮助。

教学设计

年级 创客社团 科目 信息技术 课型新授 新授

主备课教师所在学校 孟集小学 执教教师姓名：

课时数 1课时 所在学校 孟集小学 授课时间：2018.12

主备课课题 小学少年创客3D打印笔入门课程 一、教材分析

3D打印笔课程具有拓展创新性，培养了中小学生的创新精神，传统的中小学教学方法只是教师要求学生模仿教师操作，在无形中扼杀了他们的创造力，并不利于创新精神的培养。而在学习实践过程中，学生的动手能力、设计能力和思维能力等都得到全面发展和提高，这是推动学生创新精神和创造能力发展的重要环节，对创新型人才的培养具有积极意义。

二、学情分析

本课的教学对象是创客社团学生。均是全校每个班的前三名，已经对知识有较强的渴望，对于科技的兴趣比较浓厚，而且逻辑思维强。因此，在本课教学中，在此基础上请学生认识3D打印笔，并学习3D打印笔的相关知识，以此来提高学生的思维逻辑能力和美感。

三、教学目标

（一）知识目标

学生能认识3d打印笔的相关部位及其元件名称

（二）能力目标

学生能够通过本节课的学习掌握3d打印笔的功能和用途。

（三）情感目标

培养孩子动手能力，逻辑思维，美感。

四、教学重难点

1、教学重点：掌握3d打印笔的功能

2、教学难点：掌握3d打印笔的功能

五、课前准备

3d打印笔，充电器，材料，纸巾

六、教学过程

1、先互动，介绍3d打印技术发展与应用等知识

2、介绍3d打印笔，颜色，形状，每个按键功能，材料，笔的眼睛的灯光变化等；选图案

3、介绍注意事项

①重点提醒不要触碰笔头，要用纸巾处理笔头材料

②进料短于笔的长度要退料，换新材料

③线头有细丝要剪掉再进料

④长时间使用要先冷却，再预热退料

4、介绍画法，可以横向再纵向，不断重复；要匀速，才能使吐出线条均匀；要画的足够厚，才有立体感

5、过程中，要对每个同学都不断纠正画法，提醒注意事项

高中3D打印校本课程设计与教学实践

教育部《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中提出：“要有效利用信息技术推进‘众创空间’建设，探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，使学习者具备较强的信息意识与创新意识。”随着社会对创新型人才的需求不断提高，STEAM教育和创客教育在全球迅速发展起来。

一、相关概念与研究背景

STEM教育的概念起源于美。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写，最早是为了解决美国科技人才短缺问题而提出的。随着STEM教育的不断发展，艺术（Art）也加入进来，形成了以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[1]。STEAM教育提倡跨学科知识的融合与应用，以此探究世界相互联系的不同侧面，倡导学生能够在“杂乱无章”的情境中提升设计、合作、问题解决和实践创新等能力。

创客教育是创客文化与教育的结合。《中国创客教育蓝皮书》中首次系统定义了“中国特色创客教育”的具体内涵：“创客教育”基于学生学习兴趣，以项目学习和任务学习的方式，强调理论联系实际，将科学、技术、工程、电子、机械、编程、设计、艺术、人文等多种学科充分融合，以解决生活中实际问题作为教学出发点，让学生通过掌握各种最新科技、设备、工具、软件和材料的使用来进行动手造物的训练，并在这个过程中培养学生的自发学习能力、动手能力、探索能力、协作能力、逻辑思维和创造力，让学生从被动接受知识转变为亲手将自己的想法变为现实的创造性学习模式，培养跨学科解决问题的能力。可见创客教育与STEAM教育有很多相似之处，但创客教育更加强调一种教育理念，鼓励学生享受创造与分享快乐。STEAM教育已经成为实践创客教育的一种载体。在我国，很多学校在开始探索和实施创客教育和STEAM教育时，并未严格区分两者的不同，而是自然地将二者融合在一起。

《3D打印技术》课程标准

一、课程说明

课程名称 3D打印技术 标准简称 3D打印

适用专业 应用电子技术 修读学期 第五 制订时间 2022年8月

课程代码 1343340 课程学时 64 制订时间 4

课程类型 B 课程性质 必修 课程类别 专业核心课程

先修课程 无人机概论、机械基础

后续课程 无

对应职业资格证或内容 无线电调试工

合作开发企业 无

执笔人 合作者 无 审核人

修定日期 2022年8月

二、课程定位

本课程是应用电子技术专业无人机应用技术方向的核心课程、专业必修课程。先修课程是无人机概论、机械基础、无人机构造与制作、无人机装调实训等课程。本课程通过项目式任务驱动方式，采取一体化教学方法，培养学生从事无人机生产、调试、维护的能力、具备上岗的基本综合专业能力以及可持续发展的社会能力。

三、设计思路

本课程是应用电子技术专业无人机应用技术方向的核心课程，是一门实践性强的理论结合实践的课程，要求学生学习本课程之前掌握机械基础、电工基础、电子技术基础、无人机构造与制作等理论知识，且有一定的动手能力即理论联系实践解决实际问题的能力。本课程重点讲解了3D打印机的产生与发展历史，简述了打印原理以及材质的分类；通过生动案例展示3D打印的具体流程，分析了主流打印技术，包括光固化成型技术，激光烧结技术等，介绍了当前主要3D打印机的类型，阐述了打印机保养维护的方法，最后介绍3D打印机在各行业特别是无人机行业的应用。

本课程的学习按照工学结合的学习模式，以任务为载体，贯彻“做、学、教”的一体化项目教学模式的指导思想，运用项目教学法编制教学项目，通过模块化编写方式，力求体现趣味性、易学性的特点，教学中加入了丰富的案例和图片，结合职业院校学生的学习特点，使学生“一教就懂，一学就会，一做就成”，符合高职学生的知识水平、能力水平 以及职业岗位的需求，充分运用互联网+教育信息化，在网络中开设网络课程，在实训室多做多练，真正掌握3D打印技术基本设计、编程、工艺、操作等关键技能，为从事无人机行业打下良好基础。