基于STEAM教育理念的小学“3D打印”校本课程设计与实践研究的开题报告.docx

基于STEAM教育理念的小学“3D打印”校本课程设计与实践研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着数字技术和智能化发展的快速推进，全球科技产业的转型升级和标准化运作对于未来经济社会的发展显得十分关键。而STEAM教育理念的兴起则是推动积极应对这一趋势的必要途径。作为一种集科学、技术、工程、艺术和数学于一体的综合性、跨学科教育模式，STEAM教育旨在促进学生跨学科综合素质的全面发展，培养儿童创新思维和创造力，提高他们的解决问题、合作与沟通能力，适应未来社会发展的需要。
3D打印技术则是STEAM教育的一个重要内容之一。3D打印技术是一种以数字模型为基础的制造方式，通过添加材料逐层制造物体的过程来实现快速制造、定制化生产和原型制作。3D打印技术的普及和深入推广，对未来制造业的转型升级有着巨大的作用。在教育领域，3D打印可以被应用于各个学科的教学活动中，使学生更好地理解科学、技术、工程和数学知识，同时也提升了学生的艺术修养和创造能力。
针对小学生群体，建立运用3D打印的STEAM教育课程，可以培养学生的创新意识，激发学生的学习热情和创造力，增强学生学习的动力。同时，科技的应用也会加深学生的科学理解，提高学生的思维能力，结合STEAM教育的学习理念，能够更好的增强孩子们的跨学科思维能力，发挥学生主动探究和合作学习的主体性和积极性。在今天科技迅速发展的世界背景下，STEAM教育的推广和运用，也可以使孩子们掌握一定的科技技术，为他们未来的发展提供坚实的基础。
二、研究内容和方法
研究内容
本课程的主要内容为STEAM教育中的3D打印校本课程设计与实践研究。主要研究内容如下：
（一）3D打印校本课程设计的理论基础和实践经验
1.STEAM教育的相关理论及其对3D打印的影响；
2.3D打印技术在小学教育中的应用模式探究；
3.学校3D打印课程的设计，课程目标的制定；
4.3D打印课程教学方法和教学手段。
（二）重点课程模块的设计与实现
1.3D打印教育模块构思；
2.3D打印课程教学设计方案；
3.3D打印课程的教学实现。
（三）实验数据分析与总结
1.3D打印校本课程的实施情况调查分析；
2.课程评价方法设计；
3.实验数据分析与总结。
研究方法
本研究采用文献资料法、访谈法、实验法和问卷调查法相结合的研究方法。
（一）文献资料法
对相关STEAM教育与3D打印的学术文献、政府和学校文件、实践经验资料等进行搜集，并进行分类、整理分析，了解学科知识结构、课程设计思路和STEAM教育的理论基础等。
（二）访谈法
在小学教育实践中，通过与小学校长、教师、3D打印技术专家等相关人员的访谈，了解他们对于3D打印技术在小学教育中的应用、对STEAM教育理念的认识、以及对本课程的建设和实践的期望和建议，从而得到本课程的优化方案，并进行深度讨论。
（三）实验法
通过对小学生群体实验，对课程的设计和实施进行探究。在实验过程中，采用多种教学方法，结合不同的情景式教学，来帮助学生提升其认知能力及其相关能力的获得。
（四）问卷调查法
采用定量分析的方法，通过对学生、教师等群体的问卷调查，收集学生和教师对于3D打印课程的态度、学习效果等数据，并进行数据分析。
三、计划进度
（一）前期调研（2周）
1.搜集、整理有关STEAM教育、3D打印教育等领域的相关教育理论和前沿性研究文献；
2.访谈多名小学教师和校长及3D打印技术专家，了解他们对3D打印教育的认知、应用和未来发展方向等；
3.对小学生的学科要求进行调研和分析，为后续课程的制定提供基础。
（二）课程设计及实施（8周左右）
1.设计3D打印课程目标、教学内容和教学方法；
2.搭建3D打印课程实验室，筛选3D打印设备和相应的软件；
3.进行课程的实施，并记录和整理相关数据，对课程设计不足之处及时进行改进。
（三）数据分析和总结（2周）
1.对实验数据进行汇总和整理，分析课程实际实施情况；
2.对课程教学效果进行评估和总结；
3.撰写3D打印校本课程设计与实践研究报告，并进行公开分享和交流。
四、预期成果和关键问题
本研究的预期成果包括以下几方面：
（一）3D打印校本课程设计与实践经验报告；
（二）课程设计方案及教学资料；
（三）学校的3D打印课程教学模式和教学资源。
目前，3D打印校本课程的设计与实践仍存在一些关键问题，包括：
（一）3D打印教育的推广仍存在一定的困难，特别是在教育资源缺乏的地区；
（二）目前很多学校建设3D打印实验室的初衷是为了迎合教育改革风潮，还缺乏建设的原则和指导；
（三）教师的3D打印技术和知识素质需要提高，需要提供相应的培训和支持；
（四）3D打印课程教学的实现还存在技术、时间、经费等问题。
针对这些问题，3D打印校本课程设计与实践研究将侧重探究解决方案，用科学的方法和系统性的思维，寻找3