用3D打印手段培养创造性思维的教学设计研究

摘要

随着3D打印技术在世界各领域内的不断发展，近年来3D打印已经进入到教育领域，走进课堂，成为一种新的教育技术手段。目前我国已进入“十三五”阶段，“创新”的重要地位已经显而易见，科技创新带来的进步能够引导一个国家走向更高的水平。3D打印技术本身就是创新的产物，而3D打印手段在课堂中的恰当应用能够培养学生的创造性思维，使学生在设计和操作中体验创新带来的成就感。
　　研究从培养学生创造性思维的角度出发，分别采用文献研究法，案例分析法，行动研究等方法，探索3D打印在教学应用中的有效途径。3D打印进入课堂，一方面从根本上发展和优化了教师的教学手段，方便学生对知识的理解和学习；另一方面培养学生的创造性思维和科学素养，为未来学习打下基础。
　　这篇论文对美国加州理工大学多林·尼尔森基于设计的学习的BT模型进行研究，分析其教学过程“六步半”与传统教学流程的区别和优势，分析BT模型的成功教学案例，结合3D打印的特点，在 BT模型的基础上设计出一个适合以3D打印为多媒体教学手段的教学设计模型。总结3D打印在小学课堂中应用的方向分别为3D打印课程和3D打印应用于学科教学，3D打印机和3D打印笔在培养学生创造性思维方面起到的作用等。根据目前小学课程安排情况选择课程，以3D打印课程《3D打印初级教程》第九章《印章的制作》和小学五年级科学课第一单元“沉和浮”第四节《造一艘小船》为例进行教学设计。并选择《印章的制作》在X小学初步实施，记录了实施过程和不足。论文的最后分别从增加教师培训、发掘更多适合3D打印手段的课程、重视学生基本技能的学习、加大三维软件研发的适应性和建立与课程配套的模型库等角度，对3D打印在未来教学中的发展提出了建议。
　　3D打印在教育教学中的应用是双向的，学生既是3D打印的受益者、使用者，也会在未来成为3D打印或者更高创新产物的缔造者。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 引言

一、研究背景

二、国内外研究现状

三、研究目的与意义

四、研究内容与方法

五、论文研究框架

第二章 相关概念及理论基础

一、相关概念的界定

二、理论基础

第三章 基于设计的学习与逆向思维六步半模型

一、基于设计的学习DBL

二、BT（Backward Thinking）六步半模型

三、BT模型与传统的教学模型

四、BT模型和DBL的关系

第四章 基于3D打印的小学创造性思维课的课程分析及模型设计

一、基于3D打印的小学创造性思维课程需求分析

二、国内的3D打印课程分析

三、基于3D打印的六步半（BT）教学模型设计

第五章 基于3D打印的小学创造性思维课程的教学设计

一、课程的选择

二、3D打印校本课程教学设计《印章的制作》

三、基于3D打印的小学科学课教学设计《造一艘小船》

第六章 基于3D打印的小学创造性思维课程教学设计的实施

一、3D打印课程《印章的制作》教学设计的实施

二、3D打印课程《印章的制作》教学设计实施的效果分析

结论与展望

一、总结与思考

二、不足与展望

参考文献

附录

致谢

个人简历