图 3- 5 关于 3D 打印创新教育相关理念认知程度和参与动机情况了解 11

图 3- 6  教师 3D 打印创新教育培训和教师开展时间情况 12

图 3- 7  三所学校 3D 打印创客空间教室布局 12

图 3- 8  各年级对 3D 打印课程感兴趣情况 16

图 3- 9  学生参与 3D 打印课堂的学习任务明确情况 17

图 3- 10 学生学习 3D 打印课程参与小组讨论情况 17

图 3- 11 学生在课堂的学习中能否得到及时指导的情况 18

图 3- 12 学生完成 3D 打印课程任务的方式使用情况 18

图 3- 13  学生在 3D 打印课堂上参与小组成果汇报情况 19

III

图 3- 14  目前学生 3D 打印创新教育课程学习方式使用情况 19

图 3- 15 学生学习 3D 打印课程自我评价情况 20

图 4- 1  教师对 3D 打印课程教材形式的期待情况 25

表目录

表 3- 1  中小学 3D 打印创新教育调查维度 7

表 3- 2  各年级阶段 3D 打印创新教育课程容纳人数情况 13

表 3- 3 各学校课程设置情况 13

表 3- 4 各学校课程目标情况 13

表 3- 5 课时安排情况 14

表 3- 6 各学校教学资源使用情况 15

表 3- 7 教师使用学生评价的情况 20

表 4- 1  教师在 3D 打印课堂教学中遇到的主要问题的情况 21

1 绪论

1.1研究背景

2014 年新媒体联盟地线报告指出将教育应用中主流技术的重要进展聚焦到 3D 打印上， 同年锦江区 7 所学校建立 3D 打印未来教室，北京市成立 3D 打印创新体验中心实验室，浙 江省 3D 打印产业联盟向 83 所中小学捐赠 3D 打印机；2015 年青岛全市 245 所学校成立 3D 打印创意工作室；2016 年山东省潍坊市实验学校新开发 3D 打印课程。虽说国内中小学 3D 打印创新教育起步晚，但从近几年来看，国内 3D 打印创新教育发展速度持续上升，期望 3D 打印在教育领域能够全面普及。

事实上，导致中小学 3D 打印创新教育难以普及，已经不是技术的问题，不是设备的问 题，更不单是教学模式的问题，而是师资人才短缺。因此，研究中小学 3D 打印创新教育问 题具有基础性理论意义和重要的现实意义。此外，研究中小学 3D 打印创新教育问题能够为 中小学信息技术师资培训模式和中小学课程设置提供参考，同时有助于自身专业成长。

创客教育，政策先行，教育部于 2015 年发布《关于“十三五”期间 全面深入推进教 育信息化工作的指导意见 (征求意见稿)》，其中提到了未来五年对教育信息化的规划，鼓 励探索 STEAM 教育、创客教育等新教育模式，从政策层面将刺激 3D 打印教育市场的快 速增长。国家，国务院李克强，曾在多地考察，及国内、国际会议中强调“3D 打印技术”的重要性。2016 年 3 月 5 日，第十二届全国人民代表大会第四次会议中，3D 打 印被列入“十三五”国家规划纲要。美国新媒体联盟（NMC）在《地平线报告 2015 年（基 础教育版）》中也指出，未来 2～3 年，3D 打印技术将成为主流趋势[1]。因此，对于在中 小学教育领域，开设 3D 打印创新教育课程已经是一件迫切的事情。同理可知，中小学 3D 打印创新教育问题是很值得关注与研究的。

1.2研究现状

通过各渠道对文献的阅读了解到，2012 年初，美国政府规划未来四年内在 1000 所学校 引入“创客空间”，配备 3D 打印机和激光切割机等数字制造工具，通过实践培养新一代的 设计师和生产创新者（Dougherty，2012）。2012 年，英国教育部就联合多个部门，将该技 术引入到数学、物理等基础课程中，以探究快速成形方式对于教学过程的积极影响。美国罗彻斯特理工学院在土木工程课程中加入 3D 打印技术以检验桥梁模型的受力情况，更加直观 地完成了设计及检验过程的教学工作。自 2013 年以来，美国有超过 20 个州的 K-12 教育机 构开始投入资金和资源建设创客空间或创新实验室。英国教育部设立了一项 50 万英镑的基 金，可为 60 所学校购买 3D 打印机，并培训教师如何有效地教授 3D 打印技术。由以上 案例可知在仅仅一年的时间里，3D 打印技术延伸至课堂对于国外教育事业的新发展已不是 一件可望不可及的事情。显而易见，相较于国内的起步，国外对于新技术的敏感度较高。