开题报告3D打印技术创意设计在小学创客教育中的实践研究（优秀等次）

ZJ年度20XX编号390

安徽省“十三五”教育科学规划课题开题报告

课题名称:3D打印技术创意设计在小学创客教育中的实践研究课题类别:一般课题研究领域:教育信息技术研究课题负责人:XXX,ZJ申请单位:XXXXXX学校填表日期:20XX-XX-XX

合肥市教育科学规划领导小组办公室

制填报须知1.申请人自愿申报合肥市教育科学规划课题，承诺对所填写的各项内容的真实性负责。遵守我国《著作权法》和《专利法》等相关法律法规；遵循学术规范,恪守学术道德；遵守《合肥市教育科学规划课题管理办法》的规定。2．按照《合肥市教育科学规划课题管理办法》，课题负责人必须在项目研究中承担实质性的研究工作。课题实行“双负责人”，负责人至少一人须具有一级以上专业技术职称，课题负责人参加并完成过市级以上课题，且同期只能申报一个课题。3.选题分为重点课题和一般课题。4．申请书须经课题负责人所在单位审核，承诺提供研究条件、经费保障和课题管理职责并签署明确意见，加盖公章。5．《课题申请书》、《课题设计论证活页》必须使用规定的格式，匿名评审活页表供匿名评审使用，填写时不得出现课题申请人和课题组成员的姓名、单位名称等信息，否则，一律不得进入评审程序。6．在确保研究者依法享有《著作权法》等规定的相关权益前提下，同意授权合肥市教育科学规划领导小组办公室：有权保留并向国家有关部门或机构报送课题成果的原件、复印件、摘要和电子版；有权公布课题研究成果的全部或部分内容，同意以影印、缩印、扫描、出版等形式复制、保存、汇编课题研究成果；有权推广科研成果，允许将课题研究成果通过内部报告、学术会议、专业报刊、大众媒体、专门网站、评奖等形式进行宣传。

一、数据表课题名称3D打印技术创意设计在小学创客教育中的实践研究关键词3D打印,创意设计,创客教育,实践研究,所属学段小学课题类别一般课题学科分类信息技术研究领域教育信息技术研究课题负责人XXX,ZJ性别男民族汉族行政职务XXXXXX职称一级教师出生日期XXXX最后学历大学本科研究专长信息技术微课所属区域XXX区工作单位XXXXXX学校电子邮箱XXXX通讯地址XXX区沿河东路XX号XXX区教体局邮政编码XXXXX联系电话XXXXXXX身份证号主要参加者姓名出生年月专业职务研究专长学历工作单位承担的任务XXX198X-10-01小学一级3D打印技术，微课制作大学本科XXX区中心学校信息技术教师XXX198X-06-01小学一级3D打印技术，微课制作大学本科XXX区实验小学信息技术教师XXX198X-11-01中学一级3D打印技术，微课制作大学本科XXX区第1中学信息技术教师XXX198X-09-01小学一级3D打印技术，微课制作大学本科XXX区中心学校信息技术教师预期最终成果专著研究报告预计完成时间20XX-06-20

二、负责人和课题组成员近五年来与本课题有关的研究成果成果名称著作者成果形式发表刊物或出版单位发表出版时间XXXXXXX论文信息技术教育XXXXXXXXXXX论文信息技术教育XXXXXXXXXXX论文小学信息技术论文市级1等奖XXXXXXXXXXX论文小学信息技术论文省级1等奖XXXXXXXXXXX论文小学信息技术论文省级1等奖XXXX

三、负责人和课题组成员近五年来承担的研究课题课题名称课题类别批准时间批准单位完成情况小学XXXXXXX市级课题201X-0X-01合肥市教育科学规划办是四、课题设计论证（建议4000字以内）1.选题依据：国内外相关研究的综述,本课题独到理论或实践意义等。2.研究内容：研究目标、总体框架、主要内容、重点难点、研究对象等。3.思路方法：研究的基本思路、具体方法、研究计划、总体框架及其可行性等。4.创新之处：在理论或实践、研究方法等方面的特色和创新，预计有哪些突破。5.预期成果：成果形式、成果应用及预期社会效益等。1. 选题依据：国内外相关研究的综述,本课题独到理论或实践意义等。2.研究内容：研究目标、总体框架、主要内容、重点难点、研究对象等。3.思路方法：研究的基本思路、具体方法、研究计划、总体框架及其可行性等。4.创新之处：在理论或实践、研究方法等方面的特色和创新，预计有哪些突破。5.预期成果：成果形式、成果应用及预期社会效益等。国内外相关研究综述随着科技的不断发展，3D打印技术已经成为了当今社会的一大热点。3D打印技术具有快速、精确、个性化等特点，为各行各业带来了革命性的变革。在教育领域，3D打印技术的应用也日益受到关注。特别是在小学创客教育中，3D打印创意设计已经成为了一种新兴的教学手段，有助于培养学生的创新思维和动手能力。本研究旨在探讨3D打印创意设计在小学创客教育中的实践应用，以期为我国小学创客教育的推广和发展提供理论支持和实践指导。本课题就是基于3D打印技术创意设计的实践研究，探索创客教育的教学模式。那么国内外相关3D打印技术的相关研究如下：（1）全球3D打印技术发展现状3D打印技术最早可以追溯到1976年喷墨打印机的发明，1984年查尔斯胡尔将光学技术应用于快速成型领域，拉开了3D打印的帷幕。20世纪80年代以后，3D打印行业受到国内外的广泛关注，各种3D打印技术也在多个行业应用并发展，如今已覆盖了制造、医疗、学术、航空航天、军事等多个领域。目前，3D打印产业主要成形技术典型的有SLA、LOM、SLS和FDM四种技术，是3D打印技术的主流。目前全球3D打印应用最受欢迎的技术为FDM技术，占63.9%。本课题研究的也是基于熔融堆积成型技术FDM。国外3D打印产品种类繁多，在不断的向高打印速度与高精度、低成本、低耗材、环境友好的方向发展。那么3D打印技术在国外教育里的应用首屈一指的算是先行者美国：大约有1000所小学已经在科学课上使用3D打印机。美国总统奥巴马曾在国情咨文演讲中强调了3D打印技术的重要性，从而将推动3D打印业的发展。美国的公共机构都搭建了高端的平台，提供随时可以给制作者使用的3D打印机以及空间。而西班牙使用3D打印技术帮助高中生学习材料科学。在日本东京，3D打印教育课程已经走进小学。（2）中国3D打印技术发展现状国内快速成型技术的研发工作始于20世纪80年代末，在时间点上和国际上保持一致，在科研水平上公认已经达到国际一流水准。我国近年才引入3D打印技术，与国外相比差距非常大，主要体现在技术和市场应用方面，研发水平不高，与市场衔接度较低，目前还未产生较大的经济效益。我国的3D打印技术起源于高校，相关的技术转化集中在校办企业。应该看到我国3D打印技术还存在很多的问题，比如“低水平重复”现象，使得有限的投入没有发挥更好的作用，尤其是在学、产、研结合方面力度不够，影响科研成果的商品化，直至产业化。另外，大家对3D打印技术重要性认识不足，缺乏企业的有力支持，目前投入的研发资金几乎都是由国家承担，企业没有发挥其主导作用。对于已引进3D打印技术设备的企业，也未能充分发挥其作用。由于目前的3D打印技术设备价格昂贵，因此广大中小型企业很少能得到3D打印技术服务。近年来，3D打印教育已成为我国教育界的一个研究热点。2017年9月，教育部印发了《中小学综合实践活动课程指导纲要》，其中“3D设计与打印技术的初步应用”作为推荐主题，亮相劳动技术课课程大纲。2018年1月，教育部印发了《普通高中课程方案和语文等学科课程标准(2017年版)》，其中3D打印被纳入《17-1834普通高中通用技术课程标准》和《17-1847普通高中信息技术课程标准》两大文件中。（3）国内外研究综述：近年来，全球范围内创客运动对教育产生了重要影响，各国都在引进和学习美国的创客教育，中国开展的创客教育为教育的创新变革提供了契机，由于创客教育对于培养学生的创新精神、创新思维和创新能力具有诸多优势，创客教育在国内也越来越受到重视，创客中的3D打印由外国进入中国，由科研院校走入中小学，成为人们关注的热点，也由工业级应用逐步走进教育领域。近年来，国内很多学校摸索着创新教学模式，把3D打印系统与教学体系相整合。一方面3D打印机可以提高学生在掌握技术方面的优势，提高学生的科技素养。另一方面利用3D打印机打印出来的立体模型，显著提高学生的设计创造能力。不久未来，越来越多的学校都会引进3D打印机，帮助学生学习和创新。本课题独到理论或实践意义为了让区域内的学生更好地适应时代发展，学会建模设计，实现中国智造，将3D打印技术引入学校下午“三点半”课外活动时间开设“3D打印创意”特色课程。该课程具有明确的教学目标，在实施过程中积极创设教学情境、采取任务驱动法，采用主题式教学法开展教学，有效激发学生的学习积极性。该课程目前已在提高学生动手能力、学习能力、创造性方面取得了一些显著成效，并积累了一些经典案例。2. 研究内容：研究目标、总体框架、主要内容、重点难点、研究对象等。研究目标：（1）通过查阅相关文献，了解国内外关于3D打印创意设计在小学创客教育中的应用研究现状，为后续研究提供理论依据。 （2）通过问卷调查、访谈等方式，收集小学生、教师和家长对3D打印创意设计在小学创客教育中的认识和需求，了解实际应用情况。（3）结合调查研究结果，设计并实施3D打印创意设计在小学创客教育中的教学活动，观察和记录学生的表现，开发小学3D打印创意设计的系列项目课程总体框架：小学3D打印教育在国内才刚刚起步，各地区都在探索试点阶段，实施方案、课程内容和教学模式并不健全，相应的教学活动设计实施步骤有待完善，在小学生中开展3D打印教育的途径和内容还很不健全。例如，小学校园创客空间的建设与使用情况参差不齐，差距很大。很多学校缺乏创客教师师资，创客项目课程教学资源与教材不够丰富。使用开源软硬件技术不够成熟，制定创客教育的发展规划和评价机制方面都存在着诸多的问题。鉴于此，本课题总体研究框架为1、准备阶段：20XX年3月—20XX年9月，通过问卷调查、文献查询、研究3D打印相关知识，培训学习培养一批信息技术、科学、美术教师成为创客导师。2、实施阶段：20XX年9月—20XX年9月，开发编制一套小学系列3D建模创意课程。利用学校下午三点半活动开设创意设计课程，训练学生成为校园创客师，熟练掌握建模技术和创意设计，参加各级各类比赛。2010年9月—20XX年1月形成中期研究报告，总结课程编写和课程实施过程经验。3、总结阶段：20XX年2月—20XX年6月，总结经验和撰写结题报告。主要内容1）小学3D创意设计课程开发； 2）小学3D创意设计教学模式； 3）小学3D打印教学活动实施方案。重点难点（1）小学3D创意建模项目课程开发。 （2）小学3D创意设计教学活动实施方案。 研究对象：全区小学生3. 思路方法：研究的基本思路、具体方法、研究计划、总体框架及其可行性等。研究的基本思路本课题研究从当前小学创客教育如何有效开展入手，总结学校开展创客教育的基础上，广泛开展调查研究，通过对小学创客教育开展情况的调查分析，剖析影响小学创客教育的相关因素，总结诸多小学创客教育的成功案例，通过对案例的分析和调查研究，揭示小学创客教育理论与实践研究的内涵和价值，探索小学创客空间的设计方案与使用管理方法技巧，研发小学创客教育创意建模项目课程、培养小学创客教师，建立小学创客教育评级指标体系。从而构建较为完善的小学创客教育途径和内容的研究体系。具体方法：1.文献法：通过查阅相关文献，了解国内外关于3D打印创意设计在小学创客教育中的应用研究现状。2.调查研究法：通过问卷调查、访谈等方式，收集小学生、教师和家长对3D打印创意设计在小学创客教育中的认识和需求，了解实际应用情况。3.实践研究法：结合调查研究结果，设计并实施3D打印创意设计在小学创客教育中的教学活动，观察和记录学生的表现，评价教学效果。4.案例分析法：通过对典型案例的分析，总结3D打印创意设计在小学创客教育中的成功经验和存在问题。5.经验总结法：通过两年的实践研究，课题组的研究者和实践者对本课题进行总结、验证、提炼加工工作。在实践中取得良好效果后形成一套行之有效的3D打印创意课程实施方案和结题报告。研究计划：总体分为四步：师资培训（每校培训2-3名创客导师）、课程开发（开发适合小学生的建模课程，由浅入深结合实践）、学生授课（利用学生三点半课程进行教学，选拔和兴趣相结合，循序渐进教授课程）、创意智造（学生学以致用，利用XXXX软件和建模知识从临摹学习入手，逐步自己创意智造。可以参加各级各类创意赛事。）。总体框架：根据建构主义理论、多元智力理论和活动理论带来的启示，“3D打印创意建模”采用主题式的教学方式，将课程教学分为身边的棋类玩具、生活用品制作、创意小帮手和中国智造四个主题。通过对这四个主题的不同体验，来引导学生感受3D打印给生活和学习带来的便利，从而逐步构建学生在虚拟、实体与想象之间的联通，最终实现融会贯通、创意智造。可行性：全区已经配备建设了十几个创客教室，学校自购和教育局奖励配发了一百多台3D打印机。预算20XX年再配100台3D打印机，设备将实现每校3-5台3D打印机。通过和广州XXXXX股份有限公司及XXXX青少年三维创意社区合作，对全区七十多位教师培训考核，有六十多位获得了创客导师证书。由XXX名师工作室开发出适合小学生的建模创意课程，20个课时的视频、课件和电子稿即将完成。教育局领导和各校领导高度重视，予以资金支持及提供场地人员的便利用于课题实验。4. 创新之处：在理论或实践、研究方法等方面的特色和创新，预计有哪些突破。理论创新：任务驱动与动手实践相结合。实践创新：建模、临摹、创新和智造循序渐进研究创新：立足名师工作室，落地学校三点半课外活动课程，以点带面，全面开花。突破：在全市3D打印课程与培训方案方面形成体系化的成果，为探索创客教育积累经验。5.预期成果：成果形式、成果应用及预期社会效益等。成果形式：1、专著一本，《小学3D打印创意建模教程》（暂定名）。2、结题报告一份。成果应用：课题研究经验区域推广。预期社会效益：参加实验的学生在动手能力和创新能力上突飞猛进，受到家长和社会认可。1、通过3D打印培训学生动手参与能力，探索创客教育实施方案。在3D打印创意学习中，学生通过实物设计、操作体验、分组交流，正确领会了3D打印技术的基本操作要点。从设计到打印都需要学生参与完成，这充分提升了他们的操作能力、观察能力和制作能力，同时也全面增强了他们的动手和参与能力。2、培养创新意识和创造能力，实现中国智造。3D创意课程的主要内容是利用XXXX软件建模，学习建模软件的基本操作方法和设计创新之作的基本思路，将创新的想法用3D打印机实现。尤其是在最后一个主题中，要求孩子们结合之前学过的建模软件基本指令，进行个性化的设计。尽管有难度，但孩子们可以充分发挥想象，设计出各具特色的创意作品。该课程通过将孩子们的创新想法及时变成实物，有效开发他们的创新思维和创造能力。五、完成课题的条件和保障（建议1000字以内）1.人员情况：课题负责人的主要学术简历，在相关研究领域的学术积累和贡献等，课题组人员结构及分工。2.研究基础：课题组前期相关研究成果、核心观点及社会评价等。3.条件保障：完成本课题研究的时间保证、资料准备、科研手段和经费保障等。1.人员情况：课题负责人的主要学术简历，在相关研究领域的学术积累和贡献等，课题组人员结构及分工。XXX，男，省教育学院计算机本科毕业。XXX区教体局信息中心主任，XXX区教体局教研室信息技术教研员，XXX区XXX信息技术名师工作室主持人。一直在教育信息化研究和实践方面卓有成效，在课件和微课制作以及3D打印、可视化编程方面研究颇深。代表作品：在《小学信息技术教育》发表论文：农村学校机房管理与维护、抠像出镜技术在微课制作中的应用。2017年和2018年连续两年组织培训、带领XXXX乡村教师团队获得安徽省首届、第二届乡村教师教学信息化应用团队赛一等奖第一名。课题组人员结构和分工：ZJ，本科学历，语文高级教师，XXX名师工作室成员，负责资料收集汇总。XXX，本科学历，信息技术一级教师，XXX名师工作室成员，负责课程编写与教学实践。XXX，本科学历，信息技术一级教师，XXX名师工作室成员，负责课程编写与教学实践。XXX，本科学历，信息技术一级教师，XXX名师工作室成员，负责课程编写与教学实践。XXX，本科学历，信息技术一级教师，XXX名师工作室成员，负责课程编写与课题撰写。2.研究基础