3d打印技术论文提纲

论文题目：基于STEAM的中职机械专业3D打印技术教学模式研究

摘要：随着科技创新的不断驱动,以3D打印技术为代表的增材制造技术成为了未来制造业的发展趋势。近年来,教育部和人社部相继推出多项政策鼓励培养3D打印技术应用型人才,以及推动在职业院校中开展相关课程的教学。3D打印技术本身是一种机电一体化技术,是机械、电子、信息科学的多科学融合产物,而STEAM教育恰好注重复合型人才的培养,强调在知识结构上的多学科融合,另一方面,中职学校中开展STEAM教育尚处于起步阶段。因此,将STEAM教育运用到中职机械专业3D打印技术教学模式中符合新时代下中职教育改革的要求,具有重要的理论与实践意义。在此背景下,本研究通过梳理和学习大量国内外有关文献,深刻认识STEAM教育和教学模式,并对两者进行了概念界定。在对目前中小学典型3D打印技术课程教学模式的教学案例以及中职学校开展3D打印技术教学现状进行分析后,结合基本教学模式设计理论,设计了基于STEAM的中职机械专业3D打印技术教学模式基本流程,同时阐述了教学目标、教学内容、教学方法、教学环境、教学活动、教学评价等设计要素。在此之上,选取笔者所在工作单位的相关班级根据教学模式设计开展教学实验研究,最后通过问卷以及访谈验证教学实验效果。在本教学模式实施过程中,为体现中职教育专业性、面向就业、服务地方经济等特点,在教学内容上相比于普通中小学3D打印技术课程有一定的延伸和扩展,如增加了3D打印机维修、零部件优化等强调工程与技术的教学项目。而为了更好地实施这些教学项目,笔者将更多维度的课程,如机械制图、机械基础、材料科学等融入到STEAM教育中,以此促进学生的工程和技术能力,并较之那些接受传统教学模式的学生,有更高的综合能力素养。本研究得出的结论为:基于STEAM理念指导中职机械专业3D打印技术教学模式构建并开展教学实施,能够把中职机械专业的3D打印技术课程与其他中小学3D打印技术课程的选修课、拓展性课程区分开,成为一门涉及多学科知识的专业课程教学。并基于STEAM模式将多门机械专业课程知识进行融合,以此帮助3D打印技术的学习,又能利用3D打印技术提升其他专业课的掌握水平和应用实践能力。同时,教学实践的开展,能有效提升中职学生的工程能力、技能能力、创新思维能力以及团结协作能力,为面向就业的中职学生将来从事3D打印技术相关工作,无论是知识还是兴趣都提供了一定的准备。

关键词：3D打印技术;STEAM;中职教育;教学模式

学科专业：机械工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究的背景及缘由

1.1.1 研究背景

1.1.2 课题提出的缘由

1.2 研究目的

1.3 研究内容

1.4 研究意义

1.4.1 学术意义

1.4.2 实践意义

1.5 研究方法

1.5.1 文献研究法

1.5.2 行动研究法

1.5.3 调查研究法

1.5.4 案例分析法

1.6 研究设计

第二章 文献梳理及理论研究

2.1 基本概念

2.1.1 教学模式

2.1.2 中等职业教育

2.1.3 3D打印技术

2.1.5 STEAM教育

2.2 STEAM教育研究综述

2.2.1 国际STEAM教育研究

2.2.2 国内STEAM教育研究

2.2.3 中职STEAM教育现状

2.3 基本理论

2.3.1 建构主义学习理论

2.3.2 基于项目的学习

2.3.3 教学设计基本理论

第三章 中职机械专业3D打印课程STEAM教学模式分析

3.1 典型3D打印课程教学案例分析

3.1.1 分析框架

3.1.2 案例一:桥的设计与制作

3.1.3 案例二:搬运机器人策略物的设计与制作

3.2 普通中小学3D打印课程教学现状及问题分析

3.3 中职学校3D打印课程教学现状及问题分析

3.3.1 中职学生3D打印学习需求分析

3.3.2 中职机械专业3D打印教学分析

3.4 基于STEAM的中职机械专业3D打印课程特点

3.4.1 突出专业特色

3.4.2 突出工程以及技术教育

3.4.3 强调实用性

3.4.4 提升动手实践能力

3.4.5 服务地方经济

第四章 中职机械专业3D打印课程STEAM教学模式构建

4.1 STEAM下的中职机械专业3D打印课程教学构成要素设计

4.1.1 3D打印课程教学构成要素

4.1.2 教学目标设计

4.1.3 教学内容设计

4.1.4 教学方法设计

4.1.5 教学环境设计

4.1.6 教学评价设计

4.1.7 教学活动流程设计

4.2 STEAM教学模式框架设计

第五章 研究实践与效果分析

5.1 研究实施情况概况

5.1.1 学情分析

5.1.2 打印机型号选择

5.2 教学实施案例

5.2.1 案例一

5.2.2 案例二

5.3 研究效果分析

5.3.1 问卷数据分析

5.3.2 教学效果与分析

5.3.3 访谈分析

5.4 项目作品展示与教学反思

5.4.1 项目作品展示

5.4.2 教学反思

第六章 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 研究不足

6.3 研究展望

参考文献

附录1 研究开展前后问卷

附录2 《中职机械专业3D打印课程学生访谈提纲》

附录3 指导学生研究性学习成果一等奖作品

作品原文-《PRUSA I33D打印机的设计与制作》

获奖证书

致谢

1 作者简历