一、政策背景
《 2025 年基礎(chǔ)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型要點(diǎn)》把“人工智能與
創(chuàng)客教育融合”列為義務(wù)教育信息科技學(xué)科突破方向,3D 打印是教育部《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)指南》明確支持的“造物”載體,兩者結(jié)合屬于“雙新”課改鼓勵(lì)的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。
二、建設(shè)總目標(biāo)(SMART 化)
一年內(nèi)完成“3D+AI 創(chuàng)想工坊”空間建設(shè),覆蓋 3-6 年級(jí) 30% 學(xué)生(≈300 人)。
兩年內(nèi)開(kāi)發(fā) 36 課時(shí)校本課程,形成“AI 生成→3D 造物→場(chǎng)景應(yīng)用”閉環(huán)。
三年內(nèi)輸出市級(jí)以上優(yōu)秀課例 10 節(jié)、學(xué)生競(jìng)賽獲獎(jiǎng) 50 人次,成為區(qū)域“
人工智能教育特色?!薄?/div>
三、實(shí)施路徑(“6 個(gè) 1”工程)
一個(gè)空間:50-80㎡ 舊機(jī)房改造——區(qū)分為“AI 設(shè)計(jì)區(qū)(平板+AI 建模軟件)”“3D 打印區(qū)(6-8 臺(tái)打印機(jī))”“展示迭代區(qū)(透明櫥窗+LED 屏)”。
一套課程:見(jiàn)第四模塊。
一支隊(duì)伍:信息教師 1 名+科學(xué)/勞動(dòng)教師 1 名+外聘高校研究生 2 名(周末駐校)。
一批設(shè)備:
一套資源:配套 36 課時(shí) PPT、微課、任務(wù)單、評(píng)價(jià)表,全部放學(xué)校云盤(pán)共享。
一個(gè)機(jī)制:與“課后服務(wù)”“綜合實(shí)踐”“社團(tuán)”三表合一,每周固定 2 課時(shí),學(xué)期滾動(dòng)上課。
四、課程與活動(dòng)設(shè)計(jì)(36 課時(shí),3×3×4 結(jié)構(gòu))
3 個(gè)梯度
① 感知類(1-2 年級(jí),可選):AI 識(shí)圖找顏色→自動(dòng)涂鴉→3D 打印小徽章。
② 基礎(chǔ)類(3-4 年級(jí)):AI 語(yǔ)音生成模型→Tinkercad 修改→打印“我的名字鑰匙扣”。
③ 進(jìn)階類(5-6 年級(jí)):AI 生成立體花瓶→Python 微調(diào)尺寸→切片→實(shí)物打印→傳感器植入→智能花盆。
3 個(gè)模塊/課時(shí)
① AI 生成(10’) ② 3D 建模(15’) ③ 打印+測(cè)試(15’)
4 個(gè)主題學(xué)期(各 9 課時(shí),可拼成一周 1 課時(shí)×9 周)
主題 1 校園文創(chuàng):校徽、姓名牌、防疫掛鉤
主題 2 環(huán)保智造:可拼接垃圾分類桶、耗材回收箱
主題 3 智能生活:手機(jī)支架+線槽、AI 溫控風(fēng)扇座
主題 4 藝數(shù)融合:AI 立體音樂(lè)盒、非遺剪紙 3D 化
典型課例(40 min)
《AI 幫我設(shè)計(jì)一個(gè)“不會(huì)倒”的花瓶》
① 情境:老師展示打印失敗“歪脖子”花瓶→提出“怎樣降低重心?”
② AI:學(xué)生在 3D One AI 輸入提示詞“l(fā)ow center of gravity vase”→AI 生成 3 種模型→選其一。
③ 建模:用“抽殼”“加肋”功能手動(dòng)微調(diào)壁厚/底部半徑。
④ 打?。呵衅l(fā)送到打印機(jī)(2 組共用 1 臺(tái),輪流觀察)。
⑤ 測(cè)試:打印件+量角器+彈珠做“傾斜實(shí)驗(yàn)”,記錄數(shù)據(jù)→迭代。
⑥ 評(píng)價(jià):掃碼填“迭代次數(shù)+最大傾角”自動(dòng)上傳,后臺(tái)生成班級(jí)排行榜。
五、師資與培訓(xùn)
種子教師:暑期參加省級(jí)“人工智能+創(chuàng)客”研修班(48 學(xué)時(shí)),拿結(jié)業(yè)證。
校本教研:每月一次“3D+AI 磨課日”,用“同課異構(gòu)+微格反思”模式。
外部專家:與本地高校機(jī)電學(xué)院簽約,每學(xué)期 2 次“工程師進(jìn)校園”手把手培訓(xùn)切片、故障排查。
家長(zhǎng)志愿:招募有 3D 打印機(jī)的家長(zhǎng)成立“后援團(tuán)”,提供周末打印兜底服務(wù)。
六、評(píng)價(jià)與保障
學(xué)生評(píng)價(jià)
過(guò)程:任務(wù)單+成長(zhǎng)檔案袋(保存 AI 源文件、STL、照片、迭代記錄)。
結(jié)果:區(qū)統(tǒng)一“小創(chuàng)客素養(yǎng)測(cè)評(píng)”——AI 設(shè)計(jì) 30%+3D 打印 40%+作品答辯 30%。
激勵(lì):每月“最佳造物之星”作品放學(xué)校大廳櫥窗,二維碼掃碼看設(shè)計(jì)源。
教師評(píng)價(jià)
經(jīng)費(fèi)與維護(hù)
風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案
高溫燙傷→全封閉罩+自動(dòng)斷電;課前 5 min 安全微課。
網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)→提前把 AI 生成軟件部署在局域網(wǎng)服務(wù)器,斷網(wǎng)也能用。
進(jìn)度拖堂→提供“課后延時(shí)打印券”,學(xué)生可托管時(shí)間繼續(xù)完成。
七、階段成果示例(中期評(píng)估)
學(xué)生作品:智能花盆、?;砧€匙扣、垃圾分類桶(實(shí)物+設(shè)計(jì)源文件)。
數(shù)字資源:36 課時(shí)完整教案、微課視頻 36 個(gè)、任務(wù)單 36 份(PDF+Word)。
教師獲獎(jiǎng):市級(jí)優(yōu)質(zhì)課一等獎(jiǎng) 2 節(jié)、省級(jí)微課二等獎(jiǎng) 3 節(jié)。
媒體報(bào)道:區(qū)教育發(fā)布、市電視臺(tái)。
把“AI 生成創(chuàng)意”與“3D 打印造物”無(wú)縫嫁接,讓學(xué)生“想到即看到,看到即拿到”,學(xué)校只需抓住“空間-課程-師資”三要素,按 36 課時(shí)梯級(jí)推進(jìn),就能在 1-2 年內(nèi)建成區(qū)域可復(fù)制的“3D+人工智能”特色亮點(diǎn)。
本文內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),與i3DOne社區(qū)無(wú)關(guān)。