STEM 教育课程，如何利用 3D 打印技术开展创意模型制作课程？

STEM 教育课程中如何利用 3D 打印技术开展创意模型制作课程？

在STEM（科学、技术、工程、数学）教育中，3D打印技术作为一项前沿科技，能够极大地激发幼儿的创造力和动手能力。通过3D打印技术，孩子们可以将自己的创意从想象变为现实，这不仅提升了他们的空间思维能力，还培养了他们的工程设计和问题解决能力。以下是如何在幼儿园中利用3D打印技术开展创意模型制作课程的具体方法和建议。

1. 课程设计理念

• 以幼儿为中心：课程设计要符合幼儿的认知特点和发展需求，注重趣味性和探索性。
• 跨学科整合：将科学、技术、工程和数学知识融入课程，帮助幼儿在动手实践中理解抽象概念。
• 鼓励创新：通过开放式的任务设计，激发幼儿的创造力和想象力，让他们自由发挥。

2. 课程目标

• 知识与技能：了解3D打印的基本原理，掌握简单的3D建模软件操作。
• 能力培养：提升幼儿的空间想象力、动手能力和团队协作能力。
• 情感态度：培养幼儿对科技的兴趣，增强自信心和成就感。

3. 课程实施步骤

#### （1）前期准备

• 设备与材料：选择适合幼儿操作的3D打印机（如低能耗、安全性高的型号）和环保打印材料。
• 软件选择：采用简单易用的3D建模软件，例如Tinkercad或BlocksCAD，这些软件界面友好，适合幼儿操作。
• 教师培训：教师需熟悉3D打印技术和建模软件，并了解如何引导幼儿进行创意设计。

#### （2）课程导入

• 情境创设：通过故事或动画引入3D打印的概念，例如“小动物们的3D打印工厂”。
• 实物展示：向幼儿展示3D打印成品，激发他们的兴趣和好奇心。

#### （3）创意设计

• 主题任务：为幼儿设定一个有趣的主题，例如“设计一个未来城市的交通工具”或“制作一个属于自己的小动物”。
• 自由创作：引导幼儿在软件中绘制简单的3D模型，鼓励他们大胆尝试和修改。

#### （4）打印与调整

• 打印过程：教师帮助幼儿将设计好的模型发送到3D打印机，让幼儿观察打印过程。
• 问题解决：如果打印结果不理想，引导幼儿分析原因并进行修改，培养他们的批判性思维。

#### （5）展示与分享

• 作品展示：组织幼儿展示自己的3D打印作品，并分享设计思路和制作过程。
• 评价与反馈：通过同伴互评和教师点评，帮助幼儿总结经验，提升自信心。

4. 课程案例

案例：设计一个“未来房子”

• 目标：让幼儿了解建筑结构的基本原理，激发他们的设计思维。

• 过程：

  1. 教师通过图片或视频展示不同形状的房子，引导幼儿讨论“未来房子”的样子。
  2. 幼儿使用3D建模软件绘制自己的“未来房子”，可以加入窗户、门、屋顶等细节。
  3. 教师协助打印模型，幼儿观察并调整设计。
  4. 最后，幼儿展示自己的“未来房子”，并讲述设计理念。

5. 注意事项

• 安全性：确保3D打印机操作安全，避免幼儿接触高温部件。
• 时间控制：根据幼儿的年龄特点，合理分配课程时间，避免长时间操作电脑或打印机。
• 个体差异：关注幼儿的个体差异，为能力较弱的幼儿提供更多支持和鼓励。

6. 专家观点

哈佛大学教育研究院的教授Howard Gardner曾指出：“幼儿的创造力需要通过多样化的工具和活动来培养。”3D打印技术作为一种新型工具，能够为幼儿提供丰富的创作机会，帮助他们在实践中发展多元智能。

通过3D打印技术开展创意模型制作课程，不仅能让幼儿感受到科技的魅力，还能培养他们的创新精神和实践能力。让我们用科技点亮孩子们的未来！