3D打印課程-給學(xué)生的“學(xué)習(xí)方式”帶來新的改變
作者:謝謝老師
發(fā)布時間:2019-12-24
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? ? ? ??3D打印技術(shù),又名增材制造技術(shù),是一種革命性的數(shù)字化智能制造技術(shù)。是第三次工業(yè)革命和工業(yè)4.0的代表性技術(shù)將改變未來產(chǎn)品的創(chuàng)意、設(shè)計與生產(chǎn)模式。與計算機(jī)一樣,3D打印技術(shù)作為最簡單、最快速實現(xiàn)創(chuàng)意和創(chuàng)新的技術(shù),是培養(yǎng)青少年創(chuàng)造力最佳工具,也是未來每個人都應(yīng)該掌握的基本技能。

? ? ? ? ??近幾年,隨著開源硬件的發(fā)展,尤其是Arduino的出現(xiàn),讓硬件電子作品的制作變成一件很容易上手的事情,一時間,愛好者、藝術(shù)家、設(shè)計師等沒有電子硬件背景的人紛紛投人到開源硬件的領(lǐng)域當(dāng)中,產(chǎn)生了很多有意思的項目和作品,另外,開源硬件幫助硬件工程師更快地買現(xiàn)他們的創(chuàng)意和設(shè)討一,這些創(chuàng)意和設(shè)計隨著開源硬件的發(fā)展快速地在全球得到復(fù)制,在Arduino方面,開源桌面3D打印機(jī)是十分突出的項目基于Arduino平臺,大家共享項目代碼、改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計、分享制作成果,真正地讓每一個人都能夠參與項目,本人因為Arduino的關(guān)系,接觸桌面3D打印機(jī)比較早,有幸見證了開源桌面3D打印機(jī)的興起和發(fā)展,了解到各種3D打印機(jī)之間的相互關(guān)系,從最開始的RepRap到現(xiàn)在的百花齊放、百家爭鳴,3D打印機(jī)已被大眾所熟知,3D打印機(jī)在開源硬件的影響力之上,進(jìn)一步影響到每個人的生活。
? ? ? ?3D打印創(chuàng)新設(shè)計課程項目具備了最新STEAM教育方式,創(chuàng)新教育戰(zhàn)略項目 STEAM教育是科(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、 藝術(shù)(Art)、數(shù)學(xué)(Mathematics)的縮寫,本3D打印創(chuàng)新設(shè)計課程以創(chuàng)意思路結(jié)合STEAM教育方式引導(dǎo)學(xué)生動手驗證各種精妙的想法, 以此來激發(fā)學(xué)生對于創(chuàng)新實踐的熱愛,培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作、溝通、創(chuàng)造、批判性思維,提高學(xué)生的問題解決能力。
? ? ? ?同時也以三個方面去學(xué)習(xí)?3D打印創(chuàng)新設(shè)計,1、興趣培養(yǎng);2、動手創(chuàng)造;3、創(chuàng)新設(shè)計;3D打印技術(shù)還可以給學(xué)生的“學(xué)習(xí)方式”帶來新的改變,讓抽象的教學(xué)概念更加容易理解;可以激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程和設(shè)計創(chuàng)意的興趣,帶來實踐與理論、知識與思維、現(xiàn)實與未來三方面的相互結(jié)合。??????????
? ? ? ?3D打印不僅能讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何操作3D打印機(jī)和使用建模軟件,通過學(xué)會使用一臺機(jī)器或者一個工具軟件,而且還希望能夠讓學(xué)生完成一個探索、思考和操作實現(xiàn)的完整過程,為學(xué)生開辟一種全新的思維通道,把學(xué)生培養(yǎng)成有思想、有創(chuàng)意的設(shè)計者與思考者。?
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  • 課程性質(zhì)和理念
(一)課程性質(zhì)
? ? ? 1.3D打印技術(shù),又名增材制造技術(shù),是一種革命性的數(shù)字化智能制造技術(shù)。是第三次工業(yè)革命和工業(yè)4.0的代表性技術(shù)將改變未來產(chǎn)品的創(chuàng)意、設(shè)計與生產(chǎn)模式。與計算機(jī)一樣,3D打印技術(shù)作為最簡單、最快速實現(xiàn)創(chuàng)意和創(chuàng)新的技術(shù),是培養(yǎng)青少年創(chuàng)造力最佳工具,也是未來每個人都應(yīng)該掌握的基本技能。
  2.原航空航天部林宗棠部長建議:3D打印技術(shù)要從娃娃抓起,在全國青少年中播種十萬顆3D打印創(chuàng)新種子。“3D打印創(chuàng)新教育播種”計劃即被國務(wù)院及相關(guān)部委批準(zhǔn)立項。此后,中央機(jī)關(guān)老干部康樂文化指導(dǎo)中心與北京紫熙科技發(fā)展有限公司共同成立中國3D打印創(chuàng)新培育工程組委會,貫徹落實這一科技培育任務(wù)。以及教育部:鼓勵探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式。國務(wù)院:李克強主持專題講座,討論加快發(fā)展先進(jìn)制造與3D打印
(二)課程理念
? ? ? ?1.以STEM為理念,培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展
STEM教育作為后設(shè)學(xué)科,以與其他學(xué)科融合成一個新整體為基礎(chǔ)。在3D打印教育中融入STEM理念的教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的STEM素養(yǎng),還可以幫助學(xué)生在雜亂無章的學(xué)習(xí)情境中獲得設(shè)計能力、合作能力、問題解決能力和實踐創(chuàng)新能力的提升。
? ? ? 2.注重學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng),加強學(xué)生實踐能力
3D打印技術(shù)的學(xué)習(xí)不是教條式的課本知識的灌輸,需要學(xué)生參與到課堂中來,通過發(fā)現(xiàn)生活中的問題,提出解決問題的創(chuàng)造性想法,再運用PC平臺進(jìn)行機(jī)器人制作以解決實際問題。這一系列的活動都需要學(xué)生參與其中并主動實踐。
? ? ? 3.通過教學(xué)項目的聚類設(shè)計,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率
聚類設(shè)計是依據(jù)某種線索組合一系列項目,形成具有內(nèi)在聯(lián)系、具有螺旋上升和發(fā)散結(jié)構(gòu)的教學(xué)單元,循序漸進(jìn)地開展項目化教學(xué)。聚類化教學(xué)項目的開發(fā)以創(chuàng)造能力的培養(yǎng)為導(dǎo)向,以基于項目的學(xué)習(xí)為模式,以學(xué)科內(nèi)容的整合為核心,以某種聚類方式為主線,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

? ? ? ?3D打印將顛覆傳統(tǒng)教育方式

? ? ? ?事實證明,一些在傳統(tǒng)教育中表現(xiàn)不好的學(xué)生,主要是因為所學(xué)的課程理論性太強,沒有興趣,死記抽象概念讓學(xué)生通過了考試,但考試過后就很快忘記了,3D打印機(jī)可以讓枯燥的課程變得生動起來,它是一種同時擁有視覺和觸覺的學(xué)習(xí)方式,具有很強的誘惑力,在觸覺學(xué)習(xí)中,學(xué)生不是在黑板或顯示器上簡單地看文字或圖形,而是通過他們的觸覺抓住核心概念的三維模型,這樣能夠吸收和消化知識,使學(xué)生不再遺忘所學(xué)的課程。英國著名教師戴夫懷特曾經(jīng)說過:如果你能抓住學(xué)生的想象力,你就能抓住他們的注意力。

  • 課程目標(biāo)
3D打印創(chuàng)新智造課程的總目標(biāo)是提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合設(shè)計能力和動手實踐能力,進(jìn)而培養(yǎng)和提升學(xué)生的STEM素養(yǎng),強調(diào)學(xué)生在直接經(jīng)驗和親身經(jīng)歷的基礎(chǔ)上,通過觀察、思考、設(shè)計、制作、試驗等活動獲得豐富的學(xué)習(xí)體驗,在生活中發(fā)現(xiàn)問題,在實踐中解決問題,在活動中獲得知識。
根據(jù)三維目標(biāo)的劃分,將課程目標(biāo)細(xì)分如下:
1.知識與技能
能在好奇心的驅(qū)使下,對3d打印如何發(fā)明創(chuàng)造產(chǎn)生探究興趣,體會到通過科學(xué)探究解決問題的樂趣。積極創(chuàng)意解決更多實際問題,在過程中培養(yǎng)創(chuàng)新精神,提高實踐能力。
2.過程與方法
能夠通過PPT視頻圖片,了解3d打印的起源,優(yōu)勢,應(yīng)用,流程。通過講解,認(rèn)識3D打印技術(shù)的重要性,通過直觀演示法,提高學(xué)生的空間想象力
3.情感態(tài)度與價值觀
感受機(jī)器人技術(shù)的重要性以及3D打印機(jī)的便捷性,培養(yǎng)對3D打印創(chuàng)新智造課程學(xué)習(xí)的興趣以及動手解決實際生活問題的興趣,提高問題意識以及STEM素養(yǎng),促進(jìn)全面而有個性的發(fā)展。

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? ? ? ?3D打印運用到教學(xué)課堂上,學(xué)生獲得的主體體驗更加真實、直觀。他們切實地參與到教學(xué)的各個環(huán)節(jié),既是問題的提出者,也是問題的解決者。而老師更像是他們的合作者,跟學(xué)生在探究的過程中一起成長。可以想象,這樣的教育不正好能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、提高學(xué)生的實踐能力嗎?看來,隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,3D打印機(jī)走進(jìn)課堂也必定是大勢所趨。
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? ? ? ? 未來,3D打印技術(shù)將繼續(xù)在教育行業(yè)大展身手學(xué)生創(chuàng)新思維強,接受新事物的能力快的優(yōu)勢,學(xué)校開設(shè)集設(shè)計和3D打印于一體的“邊學(xué)邊做”的課程,把課堂中的許多抽象概念通過讓學(xué)生動手設(shè)計一些由3D打印組件組成的小電路和小裝置,變成有趣的課程,3D打印機(jī)將激發(fā)新一代學(xué)生投身科學(xué),數(shù)學(xué),工程和設(shè)計的熱情,造就一批學(xué)生工程師。
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? ? ? ?3D打印機(jī)進(jìn)課堂,能讓學(xué)生在創(chuàng)新能力和動手實踐能力上得到訓(xùn)練,將學(xué)生的創(chuàng)意、想象變?yōu)楝F(xiàn)實,將極大發(fā)展學(xué)生動手和動腦的能力,從而實現(xiàn)學(xué)校培養(yǎng)方式的變革。學(xué)生可以在電腦面前完成設(shè)計,然后通過3D打印機(jī)完成制作,讓虛擬世界的創(chuàng)作與現(xiàn)實世界的制作實現(xiàn)無縫連接。相信未來,越來越多的學(xué)校都會引進(jìn)3D打印機(jī),幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。

聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
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