基于3D技术兴趣小组的创客校本教材开发与实践研究

发布时间:2018-01-09文章来源: 浏览次数:

申报编号

立项编号

杨 浦 区 教 育 科 研 课 题

申   报   表

课题名称   基于3D技术兴趣小组的创客校本教材开发与实践研究                                          

课题负责人   周璇         联系电话  13817651847        

课题负责人单位   上海市育鹰学校 联系电话 55050383            

单位地址         国顺路83号       邮政编码   200433        

填表日期                   2017.10.11                              

杨浦区教育局

20176

一、  数据表

课题名称

3D

研究领域

A

A基础教育 B职业教育 C社区教育 D学前教育 F特殊教育

学科分类

J

A教育发展战略 B教育基本理论 C教育心理   D教师发展 E比较教育

F教育管理 G德育 H美育 I体育 J课程与教学 K 综合 L其它

所属系统

C

A教育行政 B专业研究机构 C中学 D小学 E幼儿园  F成人职业教育 G其它

课题负责人

周璇

性别

出生日期

1983 42

行政职务

专业职务

中学一级

研究专长

信息技术

工作单位

上海市育鹰学校

电子信箱

964150702@qq.com

通讯地址

杨浦区(县) 国顺街(路)83

邮政编码

200433

联系电话

(单位)   55050383  (家庭)                 (手机)13817651847

姓名

性别

出生年月

专业职务

研究专长

学历

学位

工作单位































-1-

二、负责人和课题组成员近期取得的与本课题有关的研究成果

 著作者

(第一作者)

成果形式

发表刊物和出版单位

发表出版时间

三、负责人和课题组成员正在承担的其它研究课题

课题名称

课题类别

批准时间

批准单位

完成情况

-2-

四、研究方案

·本课题核心概念的界定

(一)创客

创客(Mak-er)“创”指创造,“客”指从事某种活动的人,“创客”指勇于创新,努力将自己的创意变为现实的人。

(二)3D技术

3D技术,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

(三)校本教材

  校本教材的内涵一般是指以学校的校长和教师为主体,为了有效地实现校本课程目标,达到教育学生的目的,对教学内容进行研究,并共同开发和制定一些基本的教与学素材,作为校本课程实施的媒介

·选题意义及研究价值

  现状与趋势:

创客(出于兴趣与爱好,努力把各种创意转变为现实的人)文化的兴起渊源于国外,起先只是少数人的自我创意行为,但是目前创客文化开始蓬勃发展,创客已经成为一股新兴潮流,原因之一就是桌面级 3D 打印机的普及,让创客看到了将图纸变为实物的可能,打造产品原型更加容易。(将创客和中学生联系起来)

目前,在上海还没有适合初中阶段的3D打印校本教材。我校是信息技术特色校,在学校领导的支持下,已经创建了3D打印实验室(介绍该实验室的规模和软硬件配置),3D打印技术介绍给学生,通过Sketchup软件(3D建模设计软件)的学习,激发学生学习信息技术的兴趣,提升学生的创新意识。因此,本项目,以学生兴趣小组的形式,通过自主学习,合作学习,探究学习等方式,师生共同研究、实践,最终形成适合学生的3D校本教材,并且在学校和区域内进行推广。

实际意义:

1.通过学习Sketchup软件,激发学生学习信息技术的兴趣,提升学生的信息技术能力。

2.从观察身边事物做起,通过实例制作学习并掌握Sketchup软件的操作技能,使学生形成强烈的三维立体空间感,从而创造出富有个性的作品,提升学生的创新意识。

3.通过本课题的研究,提升教师的课程开发能力和课程的实施能力。

4.丰富学校校本教材的内容,将3D创意广泛应用于校园生活和学科学习。

理论意义:

完善学生的学习方式,探究基于3D打印兴趣小组的学习模式。

·本课题的研究目标

1.培养学生的创新思维:通过学习掌握Sketchup软件的操作,学生能够自己建模,然后通过3D打印机打印成品,将想象变成现实,提升学生的成就感,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识。

2.转变学生学习方式:利用微课程,进行兴趣小组学习有效性的研究;

3.编写3D打印校本课程的编写:五大模块;

·研究内容

1.探究如何更有效地培养学生的学习能力;

2.探索兴趣小组的学习方式;

3.开发3D打印校本教材,并在学校推广试用;

·研究方法

1.调查研究法:

   通过与3D打印机设备公司的工作人员的沟通,了解3D打印机的建模软件及其目前在教育领域的应用情况,或者成功的案例。了解参与实验的老师在教学实践中的使用情况及效果。

   调查学生对3D打印进课堂的反应,了解学生对建模软件的熟悉程度等。

2.文献分析法:

查阅大量国内外有关校本课程开发,校本教材编写,创客教育的相关文献资料,对当前校本课程开发的研究现状进行研究。在对文献资料进行总结的基础上,结合当前教育改革背景和时代背景从中找出值得研究的问题。针对待研究课题的基础上,查阅相关文献资料,尤其是教材开发实践部分,保证材料资源对本文的理论做有力支撑。

3.行动研究法:

在项目实施活动中,以解决实际情境问题为目标,边观察边发现不同学生在教材实施方面存在的问题,从而探索、完善相应的教学模式,并在实践中检验教材的可行性与有效性,通过循环往复,不断优化反馈、评价机制。

4.案例研究法:

  以教师的课堂实践为基础,以典型的案例为素材,对校本教材实施情况进行分析,为课程实施提供实践支撑。

·实施步骤

1.准备阶段(20179---201711月)

主要任务:

①搜集国内外文献,界定相关概念;

②组建课题组,明确分工,并学习情报综述;

③设计研究方案,制定研究计划;

2.实施阶段(201712月——20186月)

 主要任务:

1)撰写基于兴趣小组的3D打印教学案例

2)开发系列3D打印微视频:3D虚拟教室、3D虚拟客厅、3D虚拟社区、3D创意作品

3)编写3D打印校本教材

4)在学校拓展课试行3D打印校本教材。

3.总结阶段:(20187----20188月)

主要任务:

①学生创意作品的展示分享与评价、完成教学案例反思;

②根据试用情况,进一步修正《3D创形》校本教材;

③完成课题研究总报告,形成系列实践研究成果;  

·本课题的关键问题

基于3D技术兴趣小组的创客校本教材的开发及案例研究。

·本课题的创新亮点

本课题的创新亮点

1.创新能力的培养:3D技术的关键难点在于充分发挥学生的想象,并通过建模软件进行设计,最终打印成作品。而这首先需要有较强的三维立体感,然后在模仿的基础上进行创新改进,最终实现作品的独立创新设计。这过程中需要学生学会观察,发现问题,再结合所学软件进行设计,再进行打印,将自己的想象变成现实。  

2. 学会自主学习:由于模型的设计需要大量的课余时间,因此需要学生利用网络进行自主学习和探究,教师会将和教材匹配的教学微课发送给学生,让他们学会基本的操作技能。再通过建立微信群或者QQ群进行作品的交流和问题的解答。

-3-

五、成果形式

主要研究阶段、预定结题时间、最终成果形式。

1、校本教材:通过教师与兴趣小组学生的共同探究、实践,形成《3D创形》校本教材,再覆盖本校所有学生进行教材实施,初步提升全校学生的创新意识,激发他们的学习兴趣和潜能,最后进行区域推广。

2、微课程:学生可以利用课余时间进行学习探究,将兴趣延伸至课外。

3、课题预计研究成果:课题总结报告、微课程、校本教材。希望学生通过学习最终能成为一名“小小创客”。

-5-

六、经费预算

1.课题经费估算(包括研究所需的出差、调查、实验、资料、研讨和小型会议等,分项填报)

图书资料:1000

软件设备:3000

专家咨询:3000

硬件设备:7000

其它相关:1000

15000元。

2. 申请经费资助的数额

15000

-6-

七、推荐单位意见和评审意见

申请人单位意见和信誉保证

单位(盖章)           负责人(签章)

                                   

专家组评审意见

组长(签章)

                                   

区教育局审核意见

                                                         

       

-7-

申报编号

活页部分

说明本部分内容供匿名评审使用。活页上方编号框申请人不填。活页文字表述中不得直接或间接透露个人相关背景材料,统一用×××代替,否则取消申报资格。课题负责人的前期相关成果只填成果名称、成果形式和发表时间,不能填写作者姓名、单位、发表刊物等。课题负责人的相关著作不列入参考文献。本部分内容需与《申报表》分开装订。

课题名称:基于3D技术兴趣小组的创客校本教材开发与实践研究

情报综述

国内外对本课题相关研究现状述评

国外的研究:

创客(出于兴趣与爱好,努力把各种创意转变为现实的人)文化的兴起渊源于国外,起先只是少数人的自我创意行为,但是目前创客文化开始蓬勃发展,创客已经成为一股新兴潮流,原因之一就是桌面级 3D 打印机的普及,让创客看到了将图纸变为实物的可能,打造产品原型更加容易。(将创客和中学生联系起来)

国内的研究:

随着3D 打印技术的发展,3D 打印在教育领域中的应用也开始逐步受到关注。上海市已将3D 打印引入基础教育领域。杨浦区、静安区青少年活动中心创意梦工厂配置了3D 打印机及配套的3D 扫描仪,定期开设相关课程,供有兴趣的学生免费学习三维设计和计算机辅助制造,打印自己设计的产品。但是,真正将3D课程作为校本课程在进行实践研究几乎是空白的。

研究方案

·本课题核心概念的界定,选题意义及研究价值。

本课题核心概念的界定

(一)创客

创客(Mak-er)“创”指创造,“客”指从事某种活动的人,“创客”指勇于创新,努力将自己的创意变为现实的人。

(二)3D技术

3D技术,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

(三)校本教材

  校本教材的内涵一般是指以学校的校长和教师为主体,为了有效地实现校本课程目标,达到教育学生的目的,对教学内容进行研究,并共同开发和制定一些基本的教与学素材,作为校本课程实施的媒介

·选题意义及研究价值

  现状与趋势:

目前,在上海还没有适合初中阶段的3D打印校本教材。我校是信息技术特色校,在学校领导的支持下,已经创建了3D打印实验室(介绍该实验室的规模和软硬件配置),3D打印技术介绍给学生,通过Sketchup软件(3D建模设计软件)的学习,激发学生学习信息技术的兴趣,提升学生的创新意识。因此,本项目,以学生兴趣小组的形式,通过自主学习,合作学习,探究学习等方式,师生共同研究、实践,最终形成适合学生的3D校本教材,并且在学校和区域内进行推广。

实际意义:

1.通过学习Sketchup软件,激发学生学习信息技术的兴趣,提升学生的信息技术能力。

2.从观察身边事物做起,通过实例制作学习并掌握Sketchup软件的操作技能,使学生形成强烈的三维立体空间感,从而创造出富有个性的作品,提升学生的创新意识。

3.通过本课题的研究,提升教师的课程开发能力和课程的实施能力。

4.丰富学校校本教材的内容,将3D创意广泛应用于校园生活和学科学习。

理论意义:

完善学生的学习方式,探究基于3D打印兴趣小组的学习模式。

·本课题的研究目标

1.培养学生的创新思维:通过学习掌握Sketchup软件的操作,学生能够自己建模,然后通过3D打印机打印成品,将想象变成现实,提升学生的成就感,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识。

2.转变学生学习方式:利用微课程,进行兴趣小组学习有效性的研究;

3.编写3D打印校本课程的编写:五大模块;

·研究内容

1.探究如何更有效地培养学生的学习能力;

2.探索兴趣小组的学习方式;

3.开发3D打印校本教材,并在学校推广试用;

·研究方法

1.调查研究法:

   通过与3D打印机设备公司的工作人员的沟通,了解3D打印机的建模软件及其目前在教育领域的应用情况,或者成功的案例。了解参与实验的老师在教学实践中的使用情况及效果。

   调查学生对3D打印进课堂的反应,了解学生对建模软件的熟悉程度等。

2.文献分析法:

查阅大量国内外有关校本课程开发,校本教材编写,创客教育的相关文献资料,对当前校本课程开发的研究现状进行研究。在对文献资料进行总结的基础上,结合当前教育改革背景和时代背景从中找出值得研究的问题。针对待研究课题的基础上,查阅相关文献资料,尤其是教材开发实践部分,保证材料资源对本文的理论做有力支撑。

3.行动研究法:

在项目实施活动中,以解决实际情境问题为目标,边观察边发现不同学生在教材实施方面存在的问题,从而探索、完善相应的教学模式,并在实践中检验教材的可行性与有效性,通过循环往复,不断优化反馈、评价机制。

4.案例研究法:

  以教师的课堂实践为基础,以典型的案例为素材,对校本教材实施情况进行分析,为课程实施提供实践支撑。

·实施步骤

1.准备阶段(20179---201711月)

主要任务:

①搜集国内外文献,界定相关概念;

②组建课题组,明确分工,并学习情报综述;

③设计研究方案,制定研究计划;

2.实施阶段(201712月——20186月)

 主要任务:

1)撰写基于兴趣小组的3D打印教学案例

2)开发系列3D打印微视频:3D虚拟教室、3D虚拟客厅、3D虚拟社区、3D创意作品

3)编写3D打印校本教材

4)在学校拓展课试行3D打印校本教材。

3.总结阶段:(20187----20178月)

主要任务:

①学生创意作品的展示分享与评价、完成教学案例反思;

②根据试用情况,进一步修正《3D创形》校本教材;

③完成课题研究总报告,形成系列实践研究成果;  

·本课题的关键问题

基于3D技术兴趣小组的创客校本教材的开发及案例研究。

·本课题的预计成果

1、校本教材:通过教师与兴趣小组学生的共同探究、实践,形成《3D创形》校本教材,再覆盖本校所有学生进行教材实施,初步提升全校学生的创新意识,激发他们的学习兴趣和潜能,最后进行区域推广。

2、微课程:学生可以利用课余时间进行学习探究,将兴趣延伸至课外。

3、课题预计研究成果:课题总结报告、微课程、校本教材。希望学生通过学习最终能成为一名“小小创客”。

·本课题的创新亮点

本课题的创新亮点

1.创新能力的培养:3D技术的关键难点在于充分发挥学生的想象,并通过建模软件进行设计,最终打印成作品。而这首先需要有较强的三维立体感,然后在模仿的基础上进行创新改进,最终实现作品的独立创新设计。这过程中需要学生学会观察,发现问题,再结合所学软件进行设计,再进行打印,将自己的想象变成现实。  

2. 学会自主学习:由于模型的设计需要大量的课余时间,因此需要学生利用网络进行自主学习和探究,教师会将和教材匹配的教学微课发送给学生,让他们学会基本的操作技能。再通过建立微信群或者QQ群进行作品的交流和问题的解答。

完成课题的可行性分析

包括现有的研究工作基础、研究的外部条件,课题组人员结构,研究经费、设备等。

 研究基础:

1.学生兴趣小组:

学校已成立学生3D兴趣小组,学生的信息素养较高,并且对3D打印具有浓厚的兴趣

2.支持保障:

①硬件条件:

学校有专门的3D打印制作室,配置了10台3D打印机:8台桌面式3D打印机,1台准工业级Q3型号打印机,3台工业级3D打印机。学校还与有关的公司合作,为本课题提供技术指导和部分参考资料。

②软件条件:

具有较强科研能力的青年教师,具有良好的教师素养,同时还有对于3D技术具有浓厚兴趣的学生兴趣小组。

3.资料准备情况:

   微课程:Sketchup软件学习视频(教师将微课程在课前发给学生进行自主学习、探究学习)

关闭 打印责任编辑:上海市育鹰学校