目的及意义

1.1研究背景

近年来, STEAM课程在中国逐步发展, 因其跨学科的特性而受到我国教育界的广泛关注。"STEAM”一词缘起于“STEM”教育。20世纪80年代，STEM课程在美国逐渐发展，其本身是为了提高美国学生对理工科知识的兴趣而建立的课程。STEM教育通过整合Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Mathematics(数学)领域内容指引教学和学习的途径和方法，它并不是将这四门课程知识的简单叠加，而是要将多学科内容的交叉融合形成有机整体，倡导问题解决驱动的跨学科教育，旨在培养学生的问题解决能力、团队合作能力、设计能力和实践创新能力。随着课程的改革以及STEM教育实践研究的开展，艺术(Arts)类课程也添加到STEM课程中，形成以STEAM课程为主要特色的STEAM教育，并逐渐在美国、韩国、英国等国家受到关注。

与传统的分科教学不同，STEAM教育的出现改变了传统的教育理念和思维方式，引导人们重新探索新型的教学方式。STEAM教育将相关的课程进行有机交叉融合，相互协调作用，形成一个知识体系，并将其应用于实际的问题解决之中。它包含运用了科学、技术、工程、艺术、数学等几门学科的学科能力、学科素养, 培养学生多方面能力, 提升学生的学习兴趣, 促进学生多方面的发展。我国教育部在“十三五”规划中明确提出：鼓励探索STEAM教育、创客教育等新模式，使学生具有较强的信息意识和创新意识，使信息化教学真正成为教师教学活动的常态。

起源于创客运动的创客教育与STEAM教育有着千丝万缕的联系，它更强调创客思维和创造性理念，希望通过编程、3D打印、人工智能等前沿科技培养学生的创新能力。相关专家指出，创客教育与STEAM教育进行融合，可以使信息技术课堂不再局限于对多媒体工具的使用，而是从更多维度培养学生的创造力和综合素养，从而使二者的教学内容相互优化。目前，我国中小学开展的大多数是与STEAM教育理念相融合的创客教育。

3D打印也叫“三维打印”，基于所创建的原型样品或者实体模型，运用塑料、树一脂、粉末状金属或其他材料，通过逐层打印实现快速成型。 3D打印技术为科技的创新提供了一个新的平台，被喻为第三次工业革命的核心技术之一。我国尝试将3D打印技术应用于创客课程中，以推动技术对创新教学的发展，使得技术与艺术人文教育和工程教育融合成学校文化的一部分。基于STEAM教育思想的3D打印创客教学由此衍生。

随着3D打印技术的普及，3D打印已作为创新教育的一个重要变革方式进入校园。目前我国很多中小学校都配备了3D打印机,同时很多学校开设了3D设计课程,并把3D打印技术应用到不同学科教学中。目前多所学校采用面向中小学的3D设计软件, 协助学校开设中小学3D打印教学实践, 增加学习的趣味性和提高学习热情, 将极大发展学生动手和动脑的能力, 从而实现开放式的课堂培养方式的变革。

但是，由于我国3D打印教学的实施正处于探索阶段。在课程的实施上存在很多问题。例如：

一、 课堂时间不够。教师习惯目前学校的上课时间, 即每节课的课时为45分钟。45分钟的课程难以完成课堂导入、软件学习、打印预热、打印模型、移除模型、作品修整、展示交流、总结评价这些环节。所以有很多教师把课堂简化成课堂导入、软件学习、提交3D建模作品，这使得3D打印课堂慢慢变成软件学习课堂。

二、 主题不好选取。因为要考虑打印时间的限制, 所以设计的作品规格上都是微型的, 形态上都是空心的。教师希望设计让学生打印出属于自己能带走的简单模型, 但是学生更倾向于创作是不易于课堂打印的卡通人物或是偶像模型。