3D 打印课程对初中学生综合能力的培养研究

罗秀琴

一、研究的意义

（一）技术创新时代的教育诉求

在制造业向智能制造转型升级、产品附加值提升、运行效率大幅提高的背景下，先进的机器人技术、3D 打印、AI 等技术被广泛应用，成为行业发展内生动力。2017年3D 打印产业快速发展，在这一年国家相关部门出台了8 项对3D 打印的支持政策，科技部、教育部等部门都对增材制造产业提出了发展规划，技术的不断发展对教育提出了新的要求。

（二）义务教育阶段学生特点与人才培养需求

义务教育阶段学生的发展是多元的，创新人才的培养应该从小开始。国务院印发《新一代人工智能发展规划》，明确指出应逐步开展全民智能素质教育项目，在中小学阶段设置人工智能、机器人、3D 打印等相关课程、建设人工智能学科，培养复合型人才，形成我国素质人才高地。

3D 打印作为当下热门的创客教育内容，中小学生学习积极性高，也获得了家长的支持。

（三）学校特色发展需求

我校为原长沙高新区第一批创建科技教育特色学校，创客教育是最主要的科技创新特色，3D 打印为其中特色项目得到了学校的大力支持。

二、研究目标

（一）探究3D打印课程设置，完善和规范3D打印课程教学范式及课程教学资源，提高3D打印课程的效率，提升课堂的有效性。

（二）探究以3D 打印课程为载体，培养学生动手操作能力、表达理解能力、创新实践能力、团队协作能力、人文底蕴能力这五种能力培养策略。

（三）探索3D 打印课程评价体系，以评价为导向促进学生综合能力的提升。

三、研究思路与方法

（一）研究思路

成立课题研究小组，制定研究工作步骤，实行分工合作，分阶段开展研究，研究前期阶段，学习理论知识，寻求研究理论视角，收集学习理论基础、收集相关资源，对研究开展设想请专家论证。实施阶段，在这一阶段我们分环境搭建与资源保障、课程设置、资源整合、评价等几个项目开展研究，每个项目有专门负责人。总结阶段，课题成员根据负责项目，整理和归纳课题研究成果并汇编成册，撰写研究报告；收集过程性资料、结合研究报告，发布其他类成果，如3D 打印教学观摩会、3D 打印作品展览、3D 打印相关竞赛、典型案例等。

（二）研究方法

调查研究法：通过调查课题研究相关的情况，对相关数据（如访谈数据、问卷测量中的开放式问题数据、教学实例、作品等）进行分析；案例研究法：通过个案研究，详细分析3D 打印、初中生综合能力培养的实践前后相关系数，探索课题与实践的一般规律；行动研究法：结合已有的经验和数据，学校特点，因地制宜、规范科学地边实践，边思考。

四、研究框架

从研究文献述评中提炼理论支撑，用理论指导实践。提出3D 打印课程如何培养初中学生综合能力的问题。从课程设置、活动开展、课程评价对学生综合能力培养进行分析，从这三个维度提出3D 打印课程对初中学生综合能力的培养策略。

五、研究特色与创新之处

本课题以3D 打印课程对初中学生综合能力的培养开展研究，主要研究3D 打印课程开设、活动开展、评价对学生综合能力特别是动手操作能力、表达理解能力、创新实践能力的培养。

本课题在研究中设计三种类型的课程。一是面向全体学生的普适性3D打印课程，作为信息科技课程教学内容之一占3-4个课时；二是开展3D打印社团课每周2节，面向对3D打印感兴趣的学生；三是开展3D打印竞赛课，面向青少年科技竞赛、创客节、科技节等竞赛活动开展，注重学科融合。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部. 义务教育信息科技课程标准（2022 年版）[M]. 北京：北京师范大学出版社， 2022.

[2]丁焱.3D 打印技术在中小学创客教育及学科教育中的整合运用[J]. 教育与装备研究，2018（3）：20-25.

[3]吴晶晶，杨庆光，祝方才等.OBE 视域下的课程考核改革实践——以3D 打印建造技术课程为例[J]. 创新创业理论研究与实践，2024（1）：181-185.

[4]牛玲玲.EDIPT 模型在3D 打印教学中的应用研究[J]. 多媒体教学，2023（22）：120-122.

【本文为长沙市教育科学规划课题《3D 打印课程对初中学生综合能力的培养研究》（课题编号：CJK2020135）研究成果】