3D打印技术在高中校本课程的开发

石进昌(贵州省贵阳市清镇市第一中学 贵州 贵阳 551400)

3D打印技术高中校本课程是一门既能传播现代新科技，又能提高学生创新意识的校本课程。3D打印技术校本课程在国内还较为新颖、前沿，目前仍未见己设计成熟并采纳实施的3D打印技术的高中校本课程方案。因此，在本研究中通过对3D打印技术与校本课程开发的理论学习和文献硏究，根据本学校的教学资源及高中学生的实际情况，研制出适合本校的3D打印技术高中校本课程方案。

1 3D打印技术应用于教育衍发展趋势

在中国机械工程学会主持编制的《3D打印:打印未来》一书中提到，增材制造技术及相关设备走进学校，可使学生们充分了解到先进的快速制造技术的突出优势与传统加工技术的区别，在掌握及实际应用该技术的过程中，有助于他们更好地学习3D设计软件，这对未来创新技术的发展和创新人才的培养具有深远的意义和深刻的影响。

《地平线报告》是由美国新媒体联盟(NMC)发表的全球著名的预言性研究报告，该研巧开始于2002年，通过定性研究方法，最终确定出未来1到5年间，在教育领域最有可能普及应用并能成为主流的6项新兴技术，及它们在全球教育领域的可能的影响、存在的挑战和发展的趋势。新媒体联盟在《地平线报告(2013高等教育版)》中提出:技术应用趋势从远期来看，在未来4到5年的期间，"3D打印技术"将会被广泛采用。在教育中，3D打印己经被应用到一些研究和实验中。时隔一年，在《地平线报告(2014高等教育版)》中再次提出:3D打印技术的采纳阶段在未来2到3年的期间，并指出:3D打印在教育领域的重要意义，是它能够为学生们创造出大量对事物更加真实可靠的探索机会，当然这些机会对大学生来说特别难得。因此，这些机会对于中学生来说更是难得［1］。

2 3D打印技术在高中校本课程的开发

2．1拟定校本课程目标。课程目标是指课程开发者希望学生能够达到的学习结果的基本要求，也就是说，课程目标是必须保证的学习水准的最低要求。在新一轮国家对基础教育的课程改革中，在课程目标的表述上做出了重大的调整，不再只是片面强调双基，而更加重视三个维度的课程目标:知识与技能、过程与方法和情感态度价值观。当然，这三个维度的课程目标是融合的，你中有我、我中有你，甚至是密不可分有机整体，因此，我们在校本课程开发过程中也应该注意处理好三者之间的关系。依据本学校、教师和学生的具体情况，从这三个维度思考并拟定了如下的3D打印技术的高中校本课程目标:

(1)了解3D打印技术的发展史和未来发展趋势，了解3D打印机的结构、分类和工作原理。

(2)能应用3D建模软件(3DOne)进行较复杂的3D模型设计，会使用分层软件(RAYCHAM 3D和cura)进行切片。(3)能独立操作3D打印机进行打印。(4)分享3D打印作品的创意。

(5)在小组制作中学会与组员的分工合作。

2．2研制3D打印技术校本课程方案。课程方案也叫课程规划，它是根据规定的培养目标制定相关教学和教育工作的具有指导性和计划性的文件。它具体规定了学校应开设的科目、课程的安排顺序、课时的合理分配和学年的编制等，并对课堂内外的教学活动的各方面进行全面安排。校本课程开发方案应该包括这两个层面:一个是学校层面的校本课程开发方案，另一个则是教师层面的校本课程方案。其中，学校层面的开发方案是学校对于校本课程开发的一个整体的指导性的方案，而教师层面的校本课程方案则是针对某一科目或者是某一口类的具体的课程方案。学校层面的开发指导方案和教师层面的具体科目的课程方案共同组成了学校校本课程的指导性文本，用于指导并规范学校的校本课程开发与实施。"这里所研制的是教师层面的3D打印技术校本课程方案，主要以校本课程纲要的形式呈现，校本课程开发方案的核心内容也就是3D打印技术校本课程纲要，它明确了课程目标与课程性质、教学内容与教学安排、实施建议与评价方式等。下面就是针对本校资源配备师生情况编制的课程纲要。

3D打印技术校本课程纲要

【课程名称】3D打印技术校本课程

【开发人员】＊＊＊＊

【课程类型】自选

【教学对象】高一学生(每班50人)

【课时安排】一学年，每周2课时，一共40课时

【课程内容概要】

(1)学习3D打印机的发展、分类、结构、工作原理;

(2)学习3DOne软件制作三维模型图，并学会导出STL文件;

(3)学会使用分层软件RAYCHAM 3D，并能生成可用SD卡打印的S3g文件;

(4)学会使用分层软件cura，并能生成可用SD卡打印的x3g文件:

(5)5学会独立操作3D打印机打印自己的作品;

(6)学会自己利用工具处理、美化3D打印成品。

【评价活动】

1平时作品教师评价。

2校内3D打印作品展览、评比、颁奖。

3在线考试、评分。

【课程实施与建议】

1软件学习:老师示范软件操作后，学生不容易记住。首先要求学全做随堂笔记方便查找和记忆，其次就是通过随堂的屏幕录像录音，保存后及时发给学生，方便学生随时通过视频回放进行自主学习［2］。

2示范操作:3D打印机的示范操作步骤较多，学生不容易记全，可通过图文结合的Word文档写成操作教程的形式，发到每台电脑上让学生可随时查看。

3小组任务流糧:成员自由组合、资料收集 方案设计、分工合作、实施操作。

4打印作品:可通过教师评价、自我评价、成员互评、交流汇报、成果展示等各种方式进行。

结语:3D打印技术是目前比较前沿也比较热门的新技术，学生通过接触这种前沿科技，能够开阔视野、増强创新意识;在通过对三维图形的设计过程中能够提高他们的空间思维和想像的能力，这对学好数学和物理是很有帮助的;同时在一些小组项目合作的教学过程中也能够提高他们的团队协作能力。因此在高中校本课程中开发3D打印技术就势在必行。