【摘 要】
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随着科技的发展,教育信息化2.0的到来,人们越来越重视科技对教育方式产生的巨大变化。空间能力作为人类的一种独立智能,其重要性不亚于言语智能,二者具有相互促进的作用。发展学生的空间能力是必要且迫切的,是当今社会的人们所必须掌握的基本技能。研究表明,空间能力的发展自孩童3岁开始就已经逐渐展现出来,所以,越早开始培养,对学生空间能力的发展越有利。而3D打印技术的STEM教育应用,给发展学生空间能力提供了
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随着科技的发展,教育信息化2.0的到来,人们越来越重视科技对教育方式产生的巨大变化。空间能力作为人类的一种独立智能,其重要性不亚于言语智能,二者具有相互促进的作用。发展学生的空间能力是必要且迫切的,是当今社会的人们所必须掌握的基本技能。研究表明,空间能力的发展自孩童3岁开始就已经逐渐展现出来,所以,越早开始培养,对学生空间能力的发展越有利。而3D打印技术的STEM教育应用,给发展学生空间能力提供了一个很好的平台,3D建模可以让学生通过在3D One软件中的图形绘制建立一个与现实实物“沟通”的路径。学生可以通过3D建模平台将自己的想法实体化,有利于提升学生的空间能力,而教师如何去教,学生如何去学也会对学生空间能力的发展产生很重要的影响。现有研究已经证明3D打印课程能够提升学生的空间能力,但是对其子技能提升的研究较少。本论文的创新之处就在于采用了结合CDIO理念的3D打印课程设计提高学生的空间能力子技能,包括心理旋转能力、心理折叠能力、空间可视化能力。本研究的研究问题是:（1）3D打印课程是否能够显著提升中学生的空间能力,其教学反馈如何?（2）3D打印课程对于中学生空间能力的哪个子技能提升效果最为显著?本研究设计的3D打印课程借助了工程教育的CDIO教学理念,选择理论知识基础适合不断迭代的课程主题,采用项目式的课堂教学模式,主要是通过对照组-实验组前后测的准实验设计,运用空间能力量表（心理旋转能力、心理折叠能力、空间可视化能力）进行前测并收集数据,经过实验干预之后再次对学生进行空间能力的后测,并结合问卷调查、作品分析、访谈等方法来探索所设计的基于CDIO理念的3D打印课程对中学生空间能力子技能发展的影响。经过数据分析之后,本研究得出以下结论:（1）3D打印课程能够显著提升中学生的空间能力,学生对该3D打印课程的反馈很好,并期待后续继续学习该课程。（2）3D打印课程对空间可视化能力的提高效果更为显著;本研究将3D打印与STEM教育相结合,设计出可以提高学生空间能力的课程,为后续开发3D打印课程起到一个很好的参考作用。该课程的设计遵循了七年级学生的认知特点,又结合了学校信息技术课程的特点,弥补了学校在培养学生空间能力方面的不足。本研究旨在为培养中学生空间能力方面提供新的思路和教育理念,为研究STEM教育提供创新思路和有价值的参考资料。
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