開(kāi)題報(bào)告
一、課題研究的背景及意義
1. 國(guó)內(nèi)創(chuàng)客教育發(fā)展的需要。
創(chuàng)客課程是創(chuàng)客教育生態(tài)的關(guān)鍵構(gòu)成部分，也是推動(dòng)我國(guó)創(chuàng)客教育“落地”的關(guān)鍵點(diǎn)；另外，還是新課標(biāo)要求的重點(diǎn)目標(biāo)與內(nèi)在推動(dòng)力?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)的創(chuàng)客教育研究者與實(shí)踐者關(guān)于創(chuàng)客課程的研發(fā)還處于起始階段，我國(guó)的創(chuàng)客教育正在摸索中前進(jìn)。創(chuàng)課，就是指的為創(chuàng)客教育服務(wù)的創(chuàng)客課程。國(guó)內(nèi)外創(chuàng)客教育課程開(kāi)發(fā)的情況呈現(xiàn)蓬勃的趨勢(shì)， 2014年以來(lái)國(guó)內(nèi)的創(chuàng)客教育越來(lái)越火，有關(guān)的課程例如scratch教學(xué)方面的課程，arduino教學(xué)方面的，機(jī)器人教學(xué)方面的，3D打印方面等如雨后春筍般破土而出。
2. 3D拓展性課程建設(shè)的需要。
我校在建校初添置了3D打印機(jī)，同時(shí)開(kāi)設(shè)了以3D One軟件為基礎(chǔ)的拓展課程，在小學(xué)四到六年級(jí)及中學(xué)七年級(jí)中開(kāi)展活動(dòng)，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的教材《3D One三維實(shí)體設(shè)計(jì)》不太適合我們學(xué)生，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中很難掌握教材中所要求的教學(xué)目標(biāo)，因此我校在實(shí)踐的基礎(chǔ)上著手開(kāi)發(fā)適合中小學(xué)生特點(diǎn)的3D One拓展課程。
適合的才是最有效的，開(kāi)發(fā)一套適合我們學(xué)生學(xué)情和特點(diǎn)的3D One拓展課程，有利于學(xué)生軟件技能的掌握，同時(shí)為了避免單純教學(xué)軟件命令的枯燥性，在教材開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用案例為載體，設(shè)計(jì)案例選取中小學(xué)生身邊熟悉的三維模型，更加貼近學(xué)生生活，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，減少三維實(shí)體設(shè)計(jì)的神秘感。
結(jié)合豐富的課程資源和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（青少年三維創(chuàng)意社區(qū)sdwhjm.com），以作品展示、校園創(chuàng)客推薦、優(yōu)秀作品申報(bào)、PK擂臺(tái)等形式開(kāi)展高質(zhì)量的創(chuàng)客活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)意創(chuàng)新能力以及運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生展示自我、與人分享的意識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生們?nèi)嫠刭|(zhì)提高的培養(yǎng)。讓創(chuàng)造從這里起步，讓夢(mèng)想在實(shí)踐中啟航。
3. 學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培育的需要。
隨著世界多極化、經(jīng)濟(jì)全球化、文化多樣化、社會(huì)信息化深入發(fā)展，各國(guó)都在思考21世紀(jì)的學(xué)生應(yīng)具備哪些核心素養(yǎng)才能成功適應(yīng)未來(lái)社會(huì)這一前瞻性戰(zhàn)略問(wèn)題。中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)。學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)是學(xué)生核心素養(yǎng)中六大素養(yǎng)之一，也是學(xué)生能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力之一。學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培育需要以課程為依托，然課程的品質(zhì)、課程的結(jié)構(gòu)將直接影響著學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的品質(zhì)。因此，我們嘗試創(chuàng)客背景下3D One拓展課程開(kāi)發(fā)與實(shí)施的研究，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培育，達(dá)成學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的終極目標(biāo)。
二、國(guó)內(nèi)外關(guān)于同類課題的研究綜述
1. 3D打印技術(shù)，在發(fā)達(dá)國(guó)家早已進(jìn)入教育領(lǐng)域，在美國(guó)，幾乎所有的大中小學(xué)已經(jīng)開(kāi)設(shè)了3D打印的課程。通過(guò)對(duì)青少年進(jìn)行3D打印創(chuàng)新意識(shí)、技術(shù)手段的培養(yǎng)，使3D打印成為“美國(guó)智造”的有力手段，成為中美制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的重要砝碼。
弗吉尼亞大學(xué)一直在通過(guò)一些項(xiàng)目來(lái)推廣3D打印產(chǎn)品，該校在夏洛茨維爾市的幼兒園到12年級(jí)的各年齡段的學(xué)生中推廣該技術(shù)，使學(xué)生能夠具備未來(lái)制造業(yè)技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。弗吉尼亞大學(xué)教授、科技和教師教育中心主任的格蘭·布爾表示“我們將3D打印機(jī)帶入課堂，比如我們教幼兒園的孩子們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)和打印彈弓，然后讓孩子們就會(huì)分析如何把彈弓設(shè)計(jì)得更有效率。我們認(rèn)為，美國(guó)的每個(gè)學(xué)校都將在未來(lái)幾年里在課堂上配備3D打印機(jī)?！?/p>
2. 在我國(guó)，青島各區(qū)市相繼建立了中小學(xué)3D打印實(shí)踐中心，并分三個(gè)階段推進(jìn)3D打印進(jìn)校園活動(dòng)，每半年舉行一次優(yōu)秀學(xué)生作品評(píng)選及拍賣(mài)活動(dòng)；上海師范大學(xué)以黎加厚教授牽頭的項(xiàng)目組于2013年9月進(jìn)入和田路小學(xué)，與一線教師共同開(kāi)發(fā)3D打印課程，并在三、四年級(jí)分別實(shí)施了一個(gè)學(xué)期。
三、概念的界定
創(chuàng)客（Mak-er）“創(chuàng)”指創(chuàng)造，“客”指從事某種活動(dòng)的人，“創(chuàng)客”本指勇于創(chuàng)新，努力將自己的創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人。這個(gè)詞譯自英文單詞“Mak-er”，源于美國(guó)麻省理工學(xué)院微觀裝配實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)課題，此課題以創(chuàng)新為理念，以客戶為中心，以個(gè)人設(shè)計(jì)、個(gè)人制造為核心內(nèi)容，參與實(shí)驗(yàn)課題的學(xué)生即“創(chuàng)客”?！皠?chuàng)客”特指具有創(chuàng)新理念、自主創(chuàng)業(yè)的人。
3D One青少年三維設(shè)計(jì)軟件，是中望公司根據(jù)6~23歲年齡階段（小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)）的教育特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出適用于青少年群體的3D打印設(shè)計(jì)軟件。3D One軟件界面簡(jiǎn)潔、功能強(qiáng)大、易于上手，非常符合中小學(xué)生的開(kāi)放思維創(chuàng)意操作模式，能夠簡(jiǎn)單、輕松、快捷地表達(dá)創(chuàng)意想法，能讓沒(méi)有任何基礎(chǔ)的孩子們，在短短幾個(gè)小時(shí)的學(xué)習(xí)即可用搭積木的堆砌、簡(jiǎn)單的拖拉操作方式，繪出自己的3D作品，并直接輸出到3D打印機(jī)打印。
四、課題研究的理論依據(jù)
體驗(yàn)型學(xué)習(xí)理論是美國(guó)社會(huì)心理學(xué)專家?guī)觳诙啪S爾.勒溫還有皮亞思的學(xué)習(xí)知識(shí)根基中總結(jié)的。此理論指出，一切學(xué)習(xí)發(fā)展都需包括“經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”，當(dāng)中又分成經(jīng)驗(yàn)、思考、定義化和實(shí)際四個(gè)層面。需要學(xué)習(xí)者由平常生活或別人創(chuàng)建的流程中進(jìn)行親自感受。且在這個(gè)根基上完成思考、總結(jié)、探究和評(píng)定。最后形成新的理論、感受或行為。體驗(yàn)型學(xué)習(xí)知識(shí)跟創(chuàng)客教育的重點(diǎn)思想是完全一致的，關(guān)于創(chuàng)課的構(gòu)思和施行有著關(guān)鍵的引導(dǎo)作用。創(chuàng)課需為學(xué)習(xí)者帶來(lái)親自感受的機(jī)遇，使學(xué)生在不停的探討、實(shí)踐、檢測(cè)的進(jìn)行中，真實(shí)感受理論的創(chuàng)新進(jìn)行和應(yīng)用意義，獲取個(gè)體在理論經(jīng)驗(yàn)、技巧方式還有情感層面的發(fā)展與成熟。老師要依照學(xué)生現(xiàn)有理論經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)建有趣的、實(shí)際的問(wèn)題情景，帶動(dòng)學(xué)生固有認(rèn)識(shí)，使學(xué)習(xí)者完全投入進(jìn)去，在察看、思索、探究、感受、使用的進(jìn)行中，深深認(rèn)識(shí)與形成學(xué)科理論。
五、課題研究的內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)
(一)課題研究的內(nèi)容
1. 研究學(xué)生的3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力及喜好情況。
2. 研究設(shè)計(jì)適合學(xué)生學(xué)情的3D One拓展課程內(nèi)容。
3. 探索“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在3D One拓展課程中的應(yīng)用。
4. 探索行之有效的3D One拓展課程評(píng)價(jià)方式，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力，設(shè)計(jì)出更多的創(chuàng)意作品。
(二)課題研究的目標(biāo)
1. 通過(guò)對(duì)學(xué)生3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力及喜好情況的研究分析，歸納總結(jié)，構(gòu)建適合學(xué)生學(xué)習(xí)喜好的3D One拓展課程內(nèi)容。
2. 通達(dá)解決3D One拓展課程實(shí)施的研究，構(gòu)建3D One拓展課程的新型操作模式。
3. 通過(guò)3D One拓展課程開(kāi)發(fā)與實(shí)施的全程研究，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)、促進(jìn)教師的專業(yè)成長(zhǎng)。
六、課題研究的方法及措施
（一）問(wèn)卷調(diào)查，為課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)尋找方向。
1. 問(wèn)卷調(diào)查。
為了真實(shí)的掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望及學(xué)生動(dòng)機(jī)，開(kāi)展以學(xué)生最喜歡設(shè)計(jì)和最想設(shè)計(jì)的3D作品的主題調(diào)查，發(fā)放《你眼中的3D打印》調(diào)查問(wèn)卷，從不同角度、不同方面、不同層次了解學(xué)生對(duì)3D設(shè)計(jì)的想法。
2. 教材案例初設(shè)。
根據(jù)調(diào)查結(jié)果，初步設(shè)計(jì)教材內(nèi)容體系。以拓展課班級(jí)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，按教材內(nèi)容初稿進(jìn)行三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)的教學(xué)。
（二）行動(dòng)研究，在教學(xué)實(shí)踐中斟酌教材內(nèi)容。
1. 設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程記錄表，在教學(xué)中論證教材內(nèi)容的可行性。
設(shè)計(jì)一張記錄學(xué)生課堂學(xué)習(xí)進(jìn)度及命令的掌握程度的記錄表，在教學(xué)中記錄學(xué)生的數(shù)據(jù)，課后對(duì)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，檢驗(yàn)教材內(nèi)容的可行性，同時(shí)根據(jù)學(xué)生課堂成果的呈現(xiàn)效果確定教材內(nèi)容是否需要修改或重設(shè)。
2. 設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容安排反饋表，在教學(xué)后論證教材內(nèi)容的可行性。
完成一個(gè)教學(xué)內(nèi)容后，下發(fā)教學(xué)內(nèi)容安排反饋表，要求學(xué)生把學(xué)習(xí)中的感受和想法如實(shí)反饋，隨時(shí)掌握學(xué)生對(duì)教材內(nèi)容認(rèn)可程度及喜愛(ài)度。對(duì)反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，確定教材內(nèi)容是否需要修改或調(diào)整。
3. 設(shè)計(jì)教學(xué)輔助微視頻，在課后輔助學(xué)生完成教材的掌握。
由于學(xué)生的差異性，為了讓學(xué)生更好的掌握教材內(nèi)容，設(shè)計(jì)單個(gè)課時(shí)中每個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)微視頻，幫助不同層次的學(xué)生達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。
（三）借助平臺(tái)，展示學(xué)生作品，檢測(cè)教材成果。
借助3D One青少年三維創(chuàng)意社區(qū)（sdwhjm.com），創(chuàng)設(shè)學(xué)校平臺(tái)，展示學(xué)生課堂作品，有利于回顧教材內(nèi)容設(shè)定里程，教材內(nèi)容的難易度、教材內(nèi)容生活化的程度、教材內(nèi)容受學(xué)生的喜愛(ài)度一目了然。分析學(xué)生在平臺(tái)中的作品完成率、優(yōu)秀作品率、學(xué)生參與評(píng)價(jià)的參與率檢測(cè)教材的可行性。
（四）制定多元評(píng)價(jià)量規(guī)，檢測(cè)教材成果的合理性。
1. 評(píng)價(jià)過(guò)程需面面俱到。評(píng)價(jià)范圍應(yīng)包含教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)以及同伴互評(píng)，評(píng)價(jià)實(shí)施過(guò)程中應(yīng)在注重過(guò)程的同時(shí)關(guān)注結(jié)果，注重學(xué)生的縱向發(fā)展性評(píng)價(jià)。
2. 評(píng)價(jià)過(guò)程需客觀公正。評(píng)價(jià)的過(guò)程中要實(shí)事求是，不能主觀臆斷或摻雜個(gè)人感情。評(píng)價(jià)應(yīng)該客觀公平公正。
3. 評(píng)價(jià)過(guò)程需公開(kāi)透明。評(píng)價(jià)的過(guò)程和結(jié)果要公開(kāi)，這樣有利于被評(píng)價(jià)的對(duì)象了解自己在一定的范圍內(nèi)所處的位置，了解自己的長(zhǎng)處和薄弱環(huán)節(jié)，形成緊迫感，在一定程度上起到激勵(lì)作用，從而改進(jìn)教師教與學(xué)生學(xué)的方法，提升拓展性課程的整體水平。
七、課題研究的步驟及人員分工
(一)研究步驟
第一階段：準(zhǔn)備階段（2016年11月）
學(xué)習(xí)該課題當(dāng)前已有成果，完成課題研究方案的制定、申報(bào)工作，確定組成人員分工，進(jìn)行理論資料的準(zhǔn)備，對(duì)方案進(jìn)行論證。
第二階段：實(shí)施階段（2016年11月～2018年1月）
1. 課題組成員研究制定學(xué)生3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力及偏好情況調(diào)查問(wèn)卷；
2. 確定研究對(duì)象并發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，回收問(wèn)卷分析數(shù)據(jù)初步設(shè)計(jì)教材內(nèi)容；
3. 設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程記錄表，及時(shí)記錄，回收學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程記錄表分析數(shù)據(jù)及時(shí)修改或調(diào)整教材內(nèi)容；
4. 設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容安排反饋表，課后下發(fā)到學(xué)生，及時(shí)反饋，回收教學(xué)內(nèi)容安排反饋表分析數(shù)據(jù)及時(shí)修改或調(diào)整教材內(nèi)容；
5. 設(shè)計(jì)教材內(nèi)容環(huán)節(jié)微視頻，輔助學(xué)生課后鞏固；
6. 制訂合理的多元評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)教材內(nèi)容的合理性。
7. 在分析數(shù)據(jù)和調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上，課題組成員根據(jù)分工，形成系統(tǒng)的教材內(nèi)容體系；
8. 總結(jié)研究成果。
第三階段：總結(jié)階段（2017年7月～2017年12月）
1. 整理研究過(guò)程中的資料，并匯編成冊(cè)。
2. 及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，分析教材內(nèi)容安排的可行性及普及性。
3. 全面總結(jié)課題研究工作，撰寫(xiě)研究報(bào)告，完成結(jié)題鑒定，進(jìn)行成果展示。
（二）人員分工
沈志宏：課題負(fù)責(zé)人，主持研究課題，負(fù)責(zé)課題總策劃，分配研究人員的任務(wù)全面指導(dǎo)課題實(shí)施帶領(lǐng)課題組成員進(jìn)行課題研究，。
沈志宏：執(zhí)筆人，制定研究措施和計(jì)劃，收集、分析研究資料，成果整理，撰寫(xiě)結(jié)題報(bào)告，帶領(lǐng)課題組成員參與課題研究。
鄒濤：全面參與，共同收集、整理資料，實(shí)施過(guò)程，進(jìn)行課題的總結(jié)。
丁宇：全面參與，共同收集、整理資料，實(shí)施過(guò)程，進(jìn)行課題的總結(jié)。
八、課題研究的條件分析
（一）學(xué)校條件：我校是一所高標(biāo)準(zhǔn)九年一貫制學(xué)校，是南潯區(qū)政府“奮戰(zhàn)五年、再造南潯”總目標(biāo)背景下引進(jìn)的2014年浙江省重點(diǎn)工程項(xiàng)目。學(xué)校投資建成了3D打印機(jī)教室及3D建模教室，現(xiàn)有桌面級(jí)3D打印機(jī)8臺(tái)，工業(yè)級(jí)3D打印1臺(tái)，3D建模教學(xué)用電腦40臺(tái)，同時(shí)學(xué)校有專職的3D One教學(xué)專任教師及外聘3D One專家教師，為課題的開(kāi)展提供了有力的物質(zhì)和人力保障。
（二）教師條件：課題組成員理念新、素質(zhì)高，是我區(qū)創(chuàng)客教育中的排頭兵，多次參加省級(jí)創(chuàng)客教育培訓(xùn)，擔(dān)任學(xué)校3D One拓展課實(shí)際教學(xué)，具有一定的理論水平和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)本課題的開(kāi)展充滿自信與激情。
九、課題研究的預(yù)期成果
結(jié)題報(bào)告、論文、《輕松玩轉(zhuǎn)3D One和3D打印》拓展課程教材等。
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