本文作者系浙江省海鹽縣實驗中學 沈利娟
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近幾年，隨著創(chuàng)客教育概念的提出和STEAM課程（即科學、技術、工程、藝術、數學）的研究推進，創(chuàng)新教育在全國中小學掀起一波又一波的教學思潮。三維設計與3D打印課程將科學知識、高新技術、工程設計和數學思考緊密地結合，目前已成為創(chuàng)新教育最好的開展方式。
一、課程背景
1.學校層面
我校2012年提出“智慧教育”，管理層科學制定學校課程規(guī)劃，構建“一體三翼”的智慧教育課程體系，在學校辦學理念的引導下，形成智慧德育課程、智慧教學課程、智趣活動課程 ，以培養(yǎng)學生在品格、思維、技能、生活和實踐等方面的素養(yǎng)，為學生提供更智慧成長空間，滿足智慧學習、多元發(fā)展的需求，營造出充滿生命活力的“智慧大課堂”。
2015年《浙江省教育廳辦公室關于建設義務教育拓展性課程的指導意見》要求學校自主開發(fā)開設、供學生自主選擇的課程。以此為契機我校自主開發(fā)了SEC拓展性課程體系，同時學校于2015年12月引進了3D打印機，于是我們信息技術學科以提升學生實踐素養(yǎng)為目標開設智趣活動類拓展課《3D One創(chuàng)客空間》。
2.學生層面
我們經過多方比較和選擇，決定選用的教學軟件是中望軟件公司出品的3D One軟件。該軟件單易學、功能齊全，配合我們根據學生特點、自主開發(fā)的《3D One創(chuàng)客空間》智慧校本教材進行教學，讓學生能循序漸進地將自己的創(chuàng)意表達出來，并借助3D打印機將作品制作出來。真正實現“讓思維可見，讓創(chuàng)意有形”的創(chuàng)新科技教育目標。
我們自主開發(fā)的教本教材（以三維創(chuàng)意設計軟件品廠商中望軟件公司出我們準備以編著）教材為藍本，以案例為載體，設計案例選取中學生身邊熟悉的三維模型，更加貼近學生生活，同時注重對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在通過案例掌握基本的操作技能后，鼓勵學生創(chuàng)新，同時也考慮了對學生情感態(tài)度和價值觀的引領。最終結合3D打印機的制作工藝，將學生們的作品制作出來，形成一個完整的設計與制作的流程，進一步激發(fā)學生對三維設計和制作的興趣。
二、課程性質
三維創(chuàng)意設計課程是以三維設計軟件和3D打印機應用為主的課程。信息技術學科以提升學生實踐素養(yǎng)為目標開設智趣活動類拓展課《3D One創(chuàng)客空間》，該課程是以簡易三維設計軟件3D One的學習為基礎，引導學生通過項目學習，自主設計簡易模型并運用3D打印機將設計模型實體化的過程。通過三維設計課程的學習，使學生在復雜的學習情境中獲得設計能力、合作能合和實踐創(chuàng)新能力的提升。
1.科學性
3D One創(chuàng)客空間是一門交叉了多門學科的的綜合性課程，涉及許多基礎學科，包括數學、科學、工程、計算機、多媒體等，它是以多種學科的基礎理論作為前提的。
2.實踐性
3D One創(chuàng)客空間是一門實踐性很強的課程，立足于“做中學”和“學中做”原則引導學生親身體驗，參與到三維模型設計的活動中來，運用3D One軟件進行三維實體設計，這一實踐過程也使得學生的學習變得更加生動有趣。
3.創(chuàng)造性
3D One創(chuàng)客空間課程的學習關鍵在于對學生發(fā)散思維進行創(chuàng)造性的開發(fā)，引導學生立足實際、通過技術思想運用 3D One軟件進行創(chuàng)意設計，為學生細心生活、發(fā)揮創(chuàng)造力提供更為廣闊的發(fā)展空間。
三、課程理念
3D One創(chuàng)客空間遵循科學、技術、工程、數學四位一體理念，學生在運用3D One軟年進行三維創(chuàng)意設計的過程中，可以把學習生活中各種零碎知識與所學結技能相結合，設計出屬于自己的創(chuàng)意作品，從而開發(fā)其實踐創(chuàng)新能力。
1.以技術學習為核心，以興趣愛好為動力
本課程學以這案例學習為主線，主要介紹三維模型設計的技術性學習內容。所選案例集趣味性、實用性、技術性于一體，貼近學生學習生活，符合學生身心發(fā)展規(guī)律。
2.注重創(chuàng)造潛能開發(fā)，加強創(chuàng)新能力培養(yǎng)
3D One創(chuàng)客空間的學習不是課本知識灌輸而是需要學生參與到課堂活動中來，運用3D One軟件進行三維模型設計，并鼓勵學生在模仿學習的基礎上充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造潛能，勇于跳出書本中的案例設計創(chuàng)意作品模型，從而提升學生的實踐創(chuàng)新能力。
四、設計思路
教學中我們選用簡單易學但功能齊全的三維設計軟件，配合適用于中小學生的教材，讓學生能循序漸進地將自己的創(chuàng)意逐漸表達出來，并借助3D打印機將作品制作出來。真正實現地實現“讓思維可見，讓創(chuàng)意有形”的創(chuàng)新科技教育的目標。教材內容避免了單純的軟件命令和功能的介紹，采用案例為載體，設計案例選取中小學生身邊熟悉的三維模型，更加貼近學生生活，提高學生學習的興趣，減少三維實體設計的神秘感。
在課程安排上，我們每節(jié)課至少讓學生設計制作一個作品，增加學生的成就感；通過教材里的“做中學”、“練一練”、“小提示”、“小探究”等欄目，將各種操作、命令、設置等軟件功能讓學生更加樂于學習和掌握。教學內容除了三維實體設計的技能和方法外，還特別注意了學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)意的培養(yǎng)，在通過案例掌握基本的操作技能后，鼓勵學生創(chuàng)新的設計和創(chuàng)意，同時也考慮了情感態(tài)度和價值觀的引領。最終結合3D打印機的制作工藝，將學生們的作品制作出來，形成一個完整的設計與制作的流程，加深學生對三維設計和制作的興趣。
五、課程思考
在課程后期，我們會結合學校及學生特點，設計創(chuàng)作課題或項目，有教師引導學生制作創(chuàng)意創(chuàng)新作品，培養(yǎng)學生們的創(chuàng)意創(chuàng)新能力以及運用已學知識解決實際問題的能力，同時培養(yǎng)學生展示自我、與人分享的意識，提升學生的核心素養(yǎng)。
六、課程目標
三維設計與3D打印技術給學生的“學習方式”帶來新的思考，讓抽象的教學概念更加容易理解，激發(fā)學生對科學、數學尤其是工程和設計創(chuàng)意的興趣，帶來實踐與理論、知識與思維、現實與未來三方面的碰撞結合，由此我們確定拓展課程《3D One創(chuàng)客空間》的目標如下：
1.總體目標
我們通過三維設計與3D打印課程把學生培養(yǎng)成有思想、有創(chuàng)意的思考者與設計者，讓學生完成一個探索、思考、操作、實現的完整過程，為學生開辟一種全新的思維通道，這正是三維設計與3D打印課程的重要目標所在。分設學習階段與創(chuàng)新階段兩個階段性目標。
學習階段：學習3D打印與三維設計相關知識，并學習三維設計軟件的使用，學會從簡單設計到復雜設計的技能。
創(chuàng)新階段：結合學校情況，在老師輔導下設計并制作特色項目作品，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力。
2.具體目標
根據總體目標將課程目標細分如下：
（1）了解三維設計基礎知識和三維設計在社會生活中的應用；
（2）熟悉三維設計軟件3D One的操作界面，能熟練運用3D One軟件中的各種命令進行三維設計并利用3D打印機將設計模型實體化；
（3）在教師的指導下通過簡單模仿設計三維模型,體驗3D One軟件的強大功能；
（4）通過自主學習、創(chuàng)意設計應用所學命令積極的創(chuàng)造、努力實踐設計出屬于自己的創(chuàng)意作品；感受三維設計的無限魅力；
（5）引導學生積極思考主動實踐，培養(yǎng)學生對三維設計課程的興趣以及自主設計創(chuàng)意作品的能力，提高學生問題意識及STEAM素養(yǎng)，促進學生全面而有個性的發(fā)展。
七、課程內容
三維設計課程作為一門“創(chuàng)新課程”我們將他理解為：在基礎教育階段，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目標，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的過程中，采用新方法、新技術、新材料，應用多種教學手段、綜合多學科知技與技能的新課程。三維設計創(chuàng)新課程應該在充分調動學生探究能力、創(chuàng)造欲望的前提下，以培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力，提升學生核心素養(yǎng)。
1.整體結構
課程內容以《三維創(chuàng)意設計》（3D One三維創(chuàng)意設計軟件出品廠商中望軟件公司編著）教材為藍本，準備自主開發(fā)《3D One創(chuàng)客空間》智慧校本教材。教學內容分為：3D打印與三維設計基本知識與理念、三維實體設計基本功能案例、創(chuàng)意設計師培養(yǎng)。 課程作為拓展性課程 實行走班制，在授課過程中著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)意思維及實踐能力，不拘泥于軟件功能的教學。后期根據學校情況及學生特點，由授課教師分別提出創(chuàng)意命題，由授課教師引導學生進行設計并完成模型打印。
2.課時安排
我們每節(jié)課至少讓學生設計制作一個作品，增加學生的成就感，將各種操作、命令、設置等軟件功能融入案例中，讓學生更加樂于學習和接受。教學內容除了三維實體設計的技能和方法外，還注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在通過案例掌握基本的操作技能后，鼓勵學生拓展創(chuàng)新，同時也加強對學生情感態(tài)度價值觀的引領。最終結合3D打印機的制作工藝，將學生們的作品打印出來，形成一個完整的設計與制作的流程，激發(fā)學生對三維設計和制作的興趣。具體課時安排如下：
3.內容框架
八、課程實施
1.教學建議
（1）采用學生自主選課模式以拓展性課程方式實施教學，人數在20-25人。
（2）每班安排1名輔導教師并加配一名助教。
（3）班級內采用分組制，根據協(xié)同制作需求，每組學生為4-5人。
（4）課程需安排在計算機教室，課室配置3D打印機教具及耗材，另給每臺電腦安裝正版授權三維設計軟件。
（5）課時：90分鐘課制。90分鐘分兩個階段：第一階段：模仿制作，第二階段：創(chuàng)意設計（模型打?。?/p>
2.實施策略
（1）在做中學，夯實學生理論基礎
美國著名教育家杜威的“做中學”的基本教育原則是“以學生活動來架構課程，以直接經驗的獲得為核心旨趣，在情境化的教學場景中，通過學生在各種活動中的“做”——游戲、思考、實驗、探究等來組織實教學?！比缦聢D示：
通過三維模型設計，讓學生在三維設計這個做中，完成知識與技能的學，進一步夯實理論基礎，達成最終的教育目標，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
（2）從思到造，培養(yǎng)學生設計思維
設計思維是以解決問題為導向的思維形式，它不是從某個問題入手，而是從目標或者要達致成的成果著手探索問題的解決方案，是一種獨特的“在行動中進行創(chuàng)意思考”的方式。比如我們要設計一個陀螺，就從一張陀螺圖片入手，分析解決問題。
在全新的教育領域中，設計思維的影響越來越大，三維設計課程中，所倡導的就是設計思維，學生通過發(fā)現生活中的問題，以解決問題為目標，獨立思考，合作分享，進行思考設計建立模型，最后將模型通過3D打印出成品，所有問題的思考和解決都要求學生通過創(chuàng)意、合作、設計，從而完成從思到造的完整過程，培養(yǎng)學生設計思維。
（3）項目學習，開創(chuàng)全新學習模式
項目學習指的是一套能使教師指導學生對真實世界主題進行深入研究的課程活動，具體表現為構想、驗證、完善、制造出某種東西。三維創(chuàng)意設計課程教學中，運用項目學習就是指運用3D One軟件設計模型，并將這個模型通過3D打印制造出來展示給大家。下圖以熊貓金幣為例說明：
在項目學習的過程中，借助多種資源開展探究活動，引導學生主動學習，研究完成這個項目所需的多個學科領域的概念和知識，在一定時間內解決相關問題的一個新型學習模式。
（4）實體打印，建立新型學習通道
三維創(chuàng)意設計課程教學中，通過確定項目，引導學生完成自主思考——三維設計——建立模型——模型切片——3D打印這一系列學習活動，在活動中學生完真正意義上作品設計制作過程 ，學生們通過3D打印，看到自己設計的作品成型時就能獲得極大的滿足感。
九、課程評價
評價是每一門課程未來發(fā)展方向的重要引導性指標?！?D One創(chuàng)客空間》作為一門創(chuàng)新課程，創(chuàng)新課程倡導求異思維，強調學生最終作品的個性化。將創(chuàng)客教育思想融入課程的評價體系中，將有助于激發(fā)學生從全方位多角度的個性化創(chuàng)新。
1.細化課程評價量規(guī)
評價應本著全面、客觀、公開的原則。全面性。評價范圍應包含教師評價、學生自評以及同伴互評，評價實施過程中應在注重過程的同時關注結果，注重學生的縱向發(fā)展性評價。
客觀性。評價的過程中要實事求是，不能主觀臆斷或摻雜個人感情。評價應該客觀公平公正。
公開性。評價的過程和結果要公開，這樣有利于被評價的對象了解自己在一定的范圍內所處的位置，了解自己的長處和薄弱環(huán)節(jié)，形成緊迫感，在一定程度上起到激勵作用，從而改進教師教與學生學的方法，提升拓展性課程的整體水平。
評價從行為規(guī)范、態(tài)度過程、協(xié)作互助、作品呈現、互動創(chuàng)新、校內外活動、競賽獲獎等七個方面對學生進行評價，旨在培養(yǎng)出全面而富 有個懷發(fā)展的人才。具體實施和評價量規(guī)如圖所示：
2.開創(chuàng)多元評價體系
評價應在求異思維引領下，利用STEAM多元化與創(chuàng)客教育的核心思想對學生作品從技能維度、設計維度、創(chuàng)新維度進行多角度有效性評價，我們應用成果分享，評價點贊，佳作展示等方式，鼓勵學生展示自己個性化作品。如下圖示：
首先由教師應用PPT展示評價量規(guī)，學生利用電子教室上傳作品，教師將優(yōu)秀作品發(fā)布問卷星投票，引導學生對作品進行互評，拓展評價的廣度與深度。問卷星相關設計如下圖示：首先用將學生作品以圖片形式保存，然后利用問卷星投票功能，在后臺對進行相關設置后發(fā)布問卷，最后系統(tǒng)有網址和二維碼呈現，教師可將網址推送給學生，學生打開網頁就能對作品進行投票，最后評選出最佳作品！
整個評價過程，讓學生在開放的環(huán)境下，獲得最佳的學習體驗，從而進一步培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力，全面提升學生的核心素養(yǎng)。
本文內容僅代表作者本人觀點，與i3DOne社區(qū)無關。
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更新時間：2018-05-18
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