ZJ年度20XX編號390

安徽省“十三五”教育科學規(guī)劃課題開題報告

課題名稱:3D打印技術創(chuàng)意設計在小學創(chuàng)客教育中的實踐研究課題類別:一般課題研究領域:教育信息技術研究課題負責人:XXX,ZJ申請單位:XXXXXX學校填表日期:20XX-XX-XX

合肥市教育科學規(guī)劃領導小組辦公室

制填報須知1.申請人自愿申報合肥市教育科學規(guī)劃課題，承諾對所填寫的各項內容的真實性負責。遵守我國《著作權法》和《專利法》等相關法律法規(guī)；遵循學術規(guī)范,恪守學術道德；遵守《合肥市教育科學規(guī)劃課題管理辦法》的規(guī)定。2．按照《合肥市教育科學規(guī)劃課題管理辦法》，課題負責人必須在項目研究中承擔實質性的研究工作。課題實行“雙負責人”，負責人至少一人須具有一級以上專業(yè)技術職稱，課題負責人參加并完成過市級以上課題，且同期只能申報一個課題。3.選題分為重點課題和一般課題。4．申請書須經課題負責人所在單位審核，承諾提供研究條件、經費保障和課題管理職責并簽署明確意見，加蓋公章。5．《課題申請書》、《課題設計論證活頁》必須使用規(guī)定的格式，匿名評審活頁表供匿名評審使用，填寫時不得出現(xiàn)課題申請人和課題組成員的姓名、單位名稱等信息，否則，一律不得進入評審程序。6．在確保研究者依法享有《著作權法》等規(guī)定的相關權益前提下，同意授權合肥市教育科學規(guī)劃領導小組辦公室：有權保留并向國家有關部門或機構報送課題成果的原件、復印件、摘要和電子版；有權公布課題研究成果的全部或部分內容，同意以影印、縮印、掃描、出版等形式復制、保存、匯編課題研究成果；有權推廣科研成果，允許將課題研究成果通過內部報告、學術會議、專業(yè)報刊、大眾媒體、專門網(wǎng)站、評獎等形式進行宣傳。

一、數(shù)據(jù)表課題名稱3D打印技術創(chuàng)意設計在小學創(chuàng)客教育中的實踐研究關鍵詞3D打印,創(chuàng)意設計,創(chuàng)客教育,實踐研究,所屬學段小學課題類別一般課題學科分類信息技術研究領域教育信息技術研究課題負責人XXX,ZJ性別男民族漢族行政職務XXXXXX職稱一級教師出生日期XXXX最后學歷大學本科研究專長信息技術微課所屬區(qū)域XXX區(qū)工作單位XXXXXX學校電子郵箱XXXX通訊地址XXX區(qū)沿河東路XX號XXX區(qū)教體局郵政編碼XXXXX聯(lián)系電話XXXXXXX身份證號主要參加者姓名出生年月專業(yè)職務研究專長學歷工作單位承擔的任務XXX198X-10-01小學一級3D打印技術，微課制作大學本科XXX區(qū)中心學校信息技術教師XXX198X-06-01小學一級3D打印技術，微課制作大學本科XXX區(qū)實驗小學信息技術教師XXX198X-11-01中學一級3D打印技術，微課制作大學本科XXX區(qū)第1中學信息技術教師XXX198X-09-01小學一級3D打印技術，微課制作大學本科XXX區(qū)中心學校信息技術教師預期最終成果專著研究報告預計完成時間20XX-06-20

二、負責人和課題組成員近五年來與本課題有關的研究成果成果名稱著作者成果形式發(fā)表刊物或出版單位發(fā)表出版時間XXXXXXX論文信息技術教育XXXXXXXXXXX論文信息技術教育XXXXXXXXXXX論文小學信息技術論文市級1等獎XXXXXXXXXXX論文小學信息技術論文省級1等獎XXXXXXXXXXX論文小學信息技術論文省級1等獎XXXX

三、負責人和課題組成員近五年來承擔的研究課題課題名稱課題類別批準時間批準單位完成情況小學XXXXXXX市級課題201X-0X-01合肥市教育科學規(guī)劃辦是四、課題設計論證（建議4000字以內）1.選題依據(jù)：國內外相關研究的綜述,本課題獨到理論或實踐意義等。2.研究內容：研究目標、總體框架、主要內容、重點難點、研究對象等。3.思路方法：研究的基本思路、具體方法、研究計劃、總體框架及其可行性等。4.創(chuàng)新之處：在理論或實踐、研究方法等方面的特色和創(chuàng)新，預計有哪些突破。5.預期成果：成果形式、成果應用及預期社會效益等。1. 選題依據(jù)：國內外相關研究的綜述,本課題獨到理論或實踐意義等。2.研究內容：研究目標、總體框架、主要內容、重點難點、研究對象等。3.思路方法：研究的基本思路、具體方法、研究計劃、總體框架及其可行性等。4.創(chuàng)新之處：在理論或實踐、研究方法等方面的特色和創(chuàng)新，預計有哪些突破。5.預期成果：成果形式、成果應用及預期社會效益等。國內外相關研究綜述隨著科技的不斷發(fā)展，3D打印技術已經成為了當今社會的一大熱點。3D打印技術具有快速、精確、個性化等特點，為各行各業(yè)帶來了革命性的變革。在教育領域，3D打印技術的應用也日益受到關注。特別是在小學創(chuàng)客教育中，3D打印創(chuàng)意設計已經成為了一種新興的教學手段，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和動手能力。本研究旨在探討3D打印創(chuàng)意設計在小學創(chuàng)客教育中的實踐應用，以期為我國小學創(chuàng)客教育的推廣和發(fā)展提供理論支持和實踐指導。本課題就是基于3D打印技術創(chuàng)意設計的實踐研究，探索創(chuàng)客教育的教學模式。那么國內外相關3D打印技術的相關研究如下：（1）全球3D打印技術發(fā)展現(xiàn)狀3D打印技術最早可以追溯到1976年噴墨打印機的發(fā)明，1984年查爾斯胡爾將光學技術應用于快速成型領域，拉開了3D打印的帷幕。20世紀80年代以后，3D打印行業(yè)受到國內外的廣泛關注，各種3D打印技術也在多個行業(yè)應用并發(fā)展，如今已覆蓋了制造、醫(yī)療、學術、航空航天、軍事等多個領域。目前，3D打印產業(yè)主要成形技術典型的有SLA、LOM、SLS和FDM四種技術，是3D打印技術的主流。目前全球3D打印應用最受歡迎的技術為FDM技術，占63.9%。本課題研究的也是基于熔融堆積成型技術FDM。國外3D打印產品種類繁多，在不斷的向高打印速度與高精度、低成本、低耗材、環(huán)境友好的方向發(fā)展。那么3D打印技術在國外教育里的應用首屈一指的算是先行者美國：大約有1000所小學已經在科學課上使用3D打印機。美國總統(tǒng)奧巴馬曾在國情咨文演講中強調了3D打印技術的重要性，從而將推動3D打印業(yè)的發(fā)展。美國的公共機構都搭建了高端的平臺，提供隨時可以給制作者使用的3D打印機以及空間。而西班牙使用3D打印技術幫助高中生學習材料科學。在日本東京，3D打印教育課程已經走進小學。（2）中國3D打印技術發(fā)展現(xiàn)狀國內快速成型技術的研發(fā)工作始于20世紀80年代末，在時間點上和國際上保持一致，在科研水平上公認已經達到國際一流水準。我國近年才引入3D打印技術，與國外相比差距非常大，主要體現(xiàn)在技術和市場應用方面，研發(fā)水平不高，與市場銜接度較低，目前還未產生較大的經濟效益。我國的3D打印技術起源于高校，相關的技術轉化集中在校辦企業(yè)。應該看到我國3D打印技術還存在很多的問題，比如“低水平重復”現(xiàn)象，使得有限的投入沒有發(fā)揮更好的作用，尤其是在學、產、研結合方面力度不夠，影響科研成果的商品化，直至產業(yè)化。另外，大家對3D打印技術重要性認識不足，缺乏企業(yè)的有力支持，目前投入的研發(fā)資金幾乎都是由國家承擔，企業(yè)沒有發(fā)揮其主導作用。對于已引進3D打印技術設備的企業(yè)，也未能充分發(fā)揮其作用。由于目前的3D打印技術設備價格昂貴，因此廣大中小型企業(yè)很少能得到3D打印技術服務。近年來，3D打印教育已成為我國教育界的一個研究熱點。2017年9月，教育部印發(fā)了《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》，其中“3D設計與打印技術的初步應用”作為推薦主題，亮相勞動技術課課程大綱。2018年1月，教育部印發(fā)了《普通高中課程方案和語文等學科課程標準(2017年版)》，其中3D打印被納入《17-1834普通高中通用技術課程標準》和《17-1847普通高中信息技術課程標準》兩大文件中。（3）國內外研究綜述：近年來，全球范圍內創(chuàng)客運動對教育產生了重要影響，各國都在引進和學習美國的創(chuàng)客教育，中國開展的創(chuàng)客教育為教育的創(chuàng)新變革提供了契機，由于創(chuàng)客教育對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力具有諸多優(yōu)勢，創(chuàng)客教育在國內也越來越受到重視，創(chuàng)客中的3D打印由外國進入中國，由科研院校走入中小學，成為人們關注的熱點，也由工業(yè)級應用逐步走進教育領域。近年來，國內很多學校摸索著創(chuàng)新教學模式，把3D打印系統(tǒng)與教學體系相整合。一方面3D打印機可以提高學生在掌握技術方面的優(yōu)勢，提高學生的科技素養(yǎng)。另一方面利用3D打印機打印出來的立體模型，顯著提高學生的設計創(chuàng)造能力。不久未來，越來越多的學校都會引進3D打印機，幫助學生學習和創(chuàng)新。本課題獨到理論或實踐意義為了讓區(qū)域內的學生更好地適應時代發(fā)展，學會建模設計，實現(xiàn)中國智造，將3D打印技術引入學校下午“三點半”課外活動時間開設“3D打印創(chuàng)意”特色課程。該課程具有明確的教學目標，在實施過程中積極創(chuàng)設教學情境、采取任務驅動法，采用主題式教學法開展教學，有效激發(fā)學生的學習積極性。該課程目前已在提高學生動手能力、學習能力、創(chuàng)造性方面取得了一些顯著成效，并積累了一些經典案例。2. 研究內容：研究目標、總體框架、主要內容、重點難點、研究對象等。研究目標：（1）通過查閱相關文獻，了解國內外關于3D打印創(chuàng)意設計在小學創(chuàng)客教育中的應用研究現(xiàn)狀，為后續(xù)研究提供理論依據(jù)。?（2）通過問卷調查、訪談等方式，收集小學生、教師和家長對3D打印創(chuàng)意設計在小學創(chuàng)客教育中的認識和需求，了解實際應用情況。（3）結合調查研究結果，設計并實施3D打印創(chuàng)意設計在小學創(chuàng)客教育中的教學活動，觀察和記錄學生的表現(xiàn)，開發(fā)小學3D打印創(chuàng)意設計的系列項目課程總體框架：小學3D打印教育在國內才剛剛起步，各地區(qū)都在探索試點階段，實施方案、課程內容和教學模式并不健全，相應的教學活動設計實施步驟有待完善，在小學生中開展3D打印教育的途徑和內容還很不健全。例如，小學校園創(chuàng)客空間的建設與使用情況參差不齊，差距很大。很多學校缺乏創(chuàng)客教師師資，創(chuàng)客項目課程教學資源與教材不夠豐富。使用開源軟硬件技術不夠成熟，制定創(chuàng)客教育的發(fā)展規(guī)劃和評價機制方面都存在著諸多的問題。鑒于此，本課題總體研究框架為1、準備階段：20XX年3月—20XX年9月，通過問卷調查、文獻查詢、研究3D打印相關知識，培訓學習培養(yǎng)一批信息技術、科學、美術教師成為創(chuàng)客導師。2、實施階段：20XX年9月—20XX年9月，開發(fā)編制一套小學系列3D建模創(chuàng)意課程。利用學校下午三點半活動開設創(chuàng)意設計課程，訓練學生成為校園創(chuàng)客師，熟練掌握建模技術和創(chuàng)意設計，參加各級各類比賽。2010年9月—20XX年1月形成中期研究報告，總結課程編寫和課程實施過程經驗。3、總結階段：20XX年2月—20XX年6月，總結經驗和撰寫結題報告。主要內容1）小學3D創(chuàng)意設計課程開發(fā)；?2）小學3D創(chuàng)意設計教學模式；?3）小學3D打印教學活動實施方案。重點難點（1）小學3D創(chuàng)意建模項目課程開發(fā)。?（2）小學3D創(chuàng)意設計教學活動實施方案。?研究對象：全區(qū)小學生3. 思路方法：研究的基本思路、具體方法、研究計劃、總體框架及其可行性等。研究的基本思路本課題研究從當前小學創(chuàng)客教育如何有效開展入手，總結學校開展創(chuàng)客教育的基礎上，廣泛開展調查研究，通過對小學創(chuàng)客教育開展情況的調查分析，剖析影響小學創(chuàng)客教育的相關因素，總結諸多小學創(chuàng)客教育的成功案例，通過對案例的分析和調查研究，揭示小學創(chuàng)客教育理論與實踐研究的內涵和價值，探索小學創(chuàng)客空間的設計方案與使用管理方法技巧，研發(fā)小學創(chuàng)客教育創(chuàng)意建模項目課程、培養(yǎng)小學創(chuàng)客教師，建立小學創(chuàng)客教育評級指標體系。從而構建較為完善的小學創(chuàng)客教育途徑和內容的研究體系。具體方法：1.文獻法：通過查閱相關文獻，了解國內外關于3D打印創(chuàng)意設計在小學創(chuàng)客教育中的應用研究現(xiàn)狀。2.調查研究法：通過問卷調查、訪談等方式，收集小學生、教師和家長對3D打印創(chuàng)意設計在小學創(chuàng)客教育中的認識和需求，了解實際應用情況。3.實踐研究法：結合調查研究結果，設計并實施3D打印創(chuàng)意設計在小學創(chuàng)客教育中的教學活動，觀察和記錄學生的表現(xiàn)，評價教學效果。4.案例分析法：通過對典型案例的分析，總結3D打印創(chuàng)意設計在小學創(chuàng)客教育中的成功經驗和存在問題。5.經驗總結法：通過兩年的實踐研究，課題組的研究者和實踐者對本課題進行總結、驗證、提煉加工工作。在實踐中取得良好效果后形成一套行之有效的3D打印創(chuàng)意課程實施方案和結題報告。研究計劃：總體分為四步：師資培訓（每校培訓2-3名創(chuàng)客導師）、課程開發(fā)（開發(fā)適合小學生的建模課程，由淺入深結合實踐）、學生授課（利用學生三點半課程進行教學，選拔和興趣相結合，循序漸進教授課程）、創(chuàng)意智造（學生學以致用，利用XXXX軟件和建模知識從臨摹學習入手，逐步自己創(chuàng)意智造?？梢詤⒓痈骷壐黝悇?chuàng)意賽事。）。總體框架：根據(jù)建構主義理論、多元智力理論和活動理論帶來的啟示，“3D打印創(chuàng)意建模”采用主題式的教學方式，將課程教學分為身邊的棋類玩具、生活用品制作、創(chuàng)意小幫手和中國智造四個主題。通過對這四個主題的不同體驗，來引導學生感受3D打印給生活和學習帶來的便利，從而逐步構建學生在虛擬、實體與想象之間的聯(lián)通，最終實現(xiàn)融會貫通、創(chuàng)意智造?？尚行裕喝珔^(qū)已經配備建設了十幾個創(chuàng)客教室，學校自購和教育局獎勵配發(fā)了一百多臺3D打印機。預算20XX年再配100臺3D打印機，設備將實現(xiàn)每校3-5臺3D打印機。通過和廣州XXXXX股份有限公司及XXXX青少年三維創(chuàng)意社區(qū)合作，對全區(qū)七十多位教師培訓考核，有六十多位獲得了創(chuàng)客導師證書。由XXX名師工作室開發(fā)出適合小學生的建模創(chuàng)意課程，20個課時的視頻、課件和電子稿即將完成。教育局領導和各校領導高度重視，予以資金支持及提供場地人員的便利用于課題實驗。4. 創(chuàng)新之處：在理論或實踐、研究方法等方面的特色和創(chuàng)新，預計有哪些突破。理論創(chuàng)新：任務驅動與動手實踐相結合。實踐創(chuàng)新：建模、臨摹、創(chuàng)新和智造循序漸進研究創(chuàng)新：立足名師工作室，落地學校三點半課外活動課程，以點帶面，全面開花。突破：在全市3D打印課程與培訓方案方面形成體系化的成果，為探索創(chuàng)客教育積累經驗。5.預期成果：成果形式、成果應用及預期社會效益等。成果形式：1、專著一本，《小學3D打印創(chuàng)意建模教程》（暫定名）。2、結題報告一份。成果應用：課題研究經驗區(qū)域推廣。預期社會效益：參加實驗的學生在動手能力和創(chuàng)新能力上突飛猛進，受到家長和社會認可。1、通過3D打印培訓學生動手參與能力，探索創(chuàng)客教育實施方案。在3D打印創(chuàng)意學習中，學生通過實物設計、操作體驗、分組交流，正確領會了3D打印技術的基本操作要點。從設計到打印都需要學生參與完成，這充分提升了他們的操作能力、觀察能力和制作能力，同時也全面增強了他們的動手和參與能力。2、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力，實現(xiàn)中國智造。3D創(chuàng)意課程的主要內容是利用XXXX軟件建模，學習建模軟件的基本操作方法和設計創(chuàng)新之作的基本思路，將創(chuàng)新的想法用3D打印機實現(xiàn)。尤其是在最后一個主題中，要求孩子們結合之前學過的建模軟件基本指令，進行個性化的設計。盡管有難度，但孩子們可以充分發(fā)揮想象，設計出各具特色的創(chuàng)意作品。該課程通過將孩子們的創(chuàng)新想法及時變成實物，有效開發(fā)他們的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。五、完成課題的條件和保障（建議1000字以內）1.人員情況：課題負責人的主要學術簡歷，在相關研究領域的學術積累和貢獻等，課題組人員結構及分工。2.研究基礎：課題組前期相關研究成果、核心觀點及社會評價等。3.條件保障：完成本課題研究的時間保證、資料準備、科研手段和經費保障等。1.人員情況：課題負責人的主要學術簡歷，在相關研究領域的學術積累和貢獻等，課題組人員結構及分工。XXX，男，省教育學院計算機本科畢業(yè)。XXX區(qū)教體局信息中心主任，XXX區(qū)教體局教研室信息技術教研員，XXX區(qū)XXX信息技術名師工作室主持人。一直在教育信息化研究和實踐方面卓有成效，在課件和微課制作以及3D打印、可視化編程方面研究頗深。代表作品：在《小學信息技術教育》發(fā)表論文：農村學校機房管理與維護、摳像出鏡技術在微課制作中的應用。2017年和2018年連續(xù)兩年組織培訓、帶領XXXX鄉(xiāng)村教師團隊獲得安徽省首屆、第二屆鄉(xiāng)村教師教學信息化應用團隊賽一等獎第一名。課題組人員結構和分工：ZJ，本科學歷，語文高級教師，XXX名師工作室成員，負責資料收集匯總。XXX，本科學歷，信息技術一級教師，XXX名師工作室成員，負責課程編寫與教學實踐。XXX，本科學歷，信息技術一級教師，XXX名師工作室成員，負責課程編寫與教學實踐。XXX，本科學歷，信息技術一級教師，XXX名師工作室成員，負責課程編寫與教學實踐。XXX，本科學歷，信息技術一級教師，XXX名師工作室成員，負責課程編寫與課題撰寫。2.研究基礎