STEAM教育 3D列印納入教育部新課標

STEAM教育 3D打印納入教育部新課標

2018年教育部印發《普通高中課程方案和語文等學科課程標準(2017年版)》,3D打印被納入《17-1834普通高中通用技術課程標準》和《17-1847普通高中信息技術課程標準》兩大文件中。

STEAM教育 3D打印納入教育部新課標

教育部印發《普通高中課程方案和語文等學科課程標準》 圖源教育部官網

在教學內容上,修訂後課程重視內容的與時俱進。比如:在信息技術和通用技術課程要求中,學生將學習瞭解物聯網、人工智能、3D打印、機器人等新技術,同時還將培養學生的創客精神和創業能力。

《17-1834普通高中通用技術課程標準》

通用技術“必修”課程中的“技術與設計1”模塊、“選擇性必修”課程中的“技術與職業系列”“技術與創造系列”,“選修”課程中的“新技術體驗與探究”“技術集成應用專題“”對3D打印均有涉及。

STEAM教育 3D打印納入教育部新課標

課程結構中涉及3D打印

必修:“技術與設計1”模塊由“技術及其性質”“技術設計過程”“工藝及方案實現”“技術交流與評價”四個單元組成。其中第六條、第七條要求涉及3D打印:

技術與設計1課程

理解一至兩種數字化加工設備(如激光雕刻機、激光切割機、三維打印機)的使用方法。

運用手工繪圖工具和簡易繪圖軟件繪製草圖、簡單的三視圖,用恰當的技術語言與他人交流設計思想和成果。

選擇性必修:“技術與創造系列”分為“創造開發與技術發明”和“產品三維設計與製造”2個模塊。

創造力開發與技術發明課程

“創造力開發與技術發明”模塊由“技術與創造開發”“創新思維與技法”“創新工具與創客文化”“發明成果與專利”四個單元組成。其中第五條涉及3D打印。

理解創新工具的豐富性和發展性,使用2—3種創新工具和公開的數據與信息進行創新設計與製造。利用新材料、新工藝,如激光切割機、三維打印機等設備進行設計成果的物化實現。

“產品三維設計與製造”模塊由“三維打印原理”“三維產品技術分析”“三維模型設計”“三維打印技術應用”四個單元組成。第一條至第四條課程說明涉及3D打印,當然這個課程就是專門為3D打印技術培養而設立的。

產品三維設計與製造

簡要說明三維打印技術的產生與發展進程,並通過親身體驗,感悟三維打印技術對自然和人類的生產、生活方式的影響。

描述1—2種常見的三維打印機的運行原理、應用領域和所受到的技術限制,正確、安全地操作三維打印機。

知道獲得三維打印模型數據的途徑,用圖樣方式表達採用FDM技術的三維打印實施流程。

結合三維打印機的成型工藝特點,對設計的產品進行技術分析。

《17-1847普通高中信息技術課程標準》

信息技術“選擇性必修”中的“三維設計與創意”對3D打印有詳細的解說。本模塊是針對三維圖形創作與編輯和三維動畫創意方法而設置的選擇性必修模塊,包括“三維設計對社會的影響”“三維作品設計與創意”“三維作品發佈”三部分內容。

能通過調查和案例分析,描述三維設計及相關技術的現狀和發展趨勢,具體說明三維設計及相關技術給人們生活、工作、學習帶來的影響。

認識三維設計及技術在數字化環境中的普遍性,瞭解三維設計及相關技術在不同領域的實際應用。

通過剖析、模仿三維作品的樣例,掌握三維設計的基本方法,嘗試添加並實現自己的創意。

瞭解三維設計中建模的意義,能從建模的思維出發,合理創設模塊,進一步規劃完善三維作品的設計。

人工智能、三維設計與創意、開源硬件項目設計等模塊正式納入信息技術課程。新增的選擇性必修模塊,大幅度提升了在編程、計算思維、算法方面的思維要求,以及人工智能、開源硬件、網絡空間安全等知識要求。

STEAM教育 3D打印納入教育部新課標

steam (教育學科)

STEAM代表科學(Science),技術(Technology),工程(Engineering),藝術(Art),數學(Mathematics)。STEAM教育就是集科學,技術,工程,藝術,數學多學科融合的綜合教育。

STEAM是一種教育理念,有別於傳統的單學科、重書本知識的教育方式。STEAM是一種重實踐的超學科教育概念。任何事情的成功都不僅僅依靠某一種能力的實現,而是需要借於多種能力之間,比如高科技電子產品的建造過程中,不但需要科學技術,運用高科技手段創新產品功能,還需要好看的外觀,也就是藝術等方面的綜合才能,所以單一技能的運用已經無法支撐未來人才的發展,未來,我們需要的是多方面的綜合型人才。 從而探索出STEAM教育理念。

STEAM教育理念最早是美國政府提出的教育倡議,為加強美國K12關於科學、技術、工程、藝術以及數學的教育。STEAM的原身是STEM理念,即科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數學(Mathematics)的首字母。鼓勵孩子在科學、技術、工程和數學領域的發展和提高,培養孩子的綜合素養,從而提升其全球競爭力。近期加入了Arts,也就是藝術,變得更加全面。

STEAM教育在美國的重要性不亞於中國的素質教育,在美國大部分中小學都設有STEAM教育的經費開支,而STEAM也被老師、校長、教育家們時時掛在嘴邊。在STEAM教育的號召下,機器人、3D打印機進入了學校;奧巴馬也加入了全民學編程的隊伍,寫下了自己的第一條代碼;幫助孩子們學習數學、科學的教育科技產品層出不窮;而且這五個學科,技術和工程結合,藝術和數學結合,打破常規了學科界限。


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