3D打印在STEAM教育中的应用课例

张凯

摘要：本研究源于生活，借助淮南二中创客实验室开展STEAM教学实践，分享教学案例，并给出开展STEAM教育的一些思考。

关键词：STEAM，3D打印，教学案例

目前，国内学校教育逐步融合STEAM教育理念，来加强技术与工程教育。如何开展STEAM教育实践，是很多教师关注的问题。笔者在教育实践中尝试结合STEAM理念开展3D打印课程，其中设计实施了“陀螺的设计与制作”项目课程。

一、教学整体规划

最近有安全隐患的“飞镖指尖陀螺”成了众矢之的。在山西夏县新石器时代遗址中，就有石制陀螺。可见，陀螺在我国有四、五千年的历史。

通过调查发现学生都有把玩陀螺的经历，既然是文化遗产又如此流行，那么我们就通过3D打印还原出每个学生心里的陀螺。

教学流程：

1、发布任务。按要求设计：a.请勿使用尖刺设计，避免产生危险；b.怎样提高旋转时间。

2、学生分组收集有关陀螺的资料。

3、学习物理学知识。通过教师的讲解，知道影响陀螺旋转时长的要素，并能运用到自己的设计中。

4、绘制陀螺草图。学生完成陀螺的初步设计。组间讨论，改进设计。

5、3D建模、打印和修改。使用123D软件建立模型，Cura切片打印，安装、测试和修改。

6、项目展示、评价和总结。举行“时长争霸赛”，“最具创意者”比赛，先小组赛，后班内赛。获胜者介绍设计思路，师生点评、颁奖。

二、课堂教学设计

1.学前准备

知识储备：课前学生已经获取一些陀螺的相关资料，但对陀螺的物理学知识了解不足。

工具准备：PLA耗材+3D打印机（8套），热熔胶+热熔枪（2套），热风枪（1把）、细砂纸（6张）、美工刀（6把）、稿纸若干、轴承、钢珠等。……