《3D One 筆筒世界》教學(xué)設(shè)計(jì)

韶關(guān)市湞江區(qū)樂園鎮(zhèn)長樂中心小學(xué)　鄭維

一、      教材分析

本教材為自編教材，韶關(guān)市湞江區(qū)教育局信息技術(shù)教研室在近年大力推動(dòng)STEAM教育，鼓勵(lì)區(qū)信息技術(shù)老師探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式，培養(yǎng)出具備創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的創(chuàng)新人才。3D One是國內(nèi)首款青少年三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)軟件，基于搭建積木的方式，讓學(xué)生快速建立模型，利用軟件提供的命令符及工具輕松快速的創(chuàng)造出創(chuàng)意三維實(shí)體，能讓學(xué)生體驗(yàn)愉悅的創(chuàng)意過程和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的提高和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的同時(shí)，又符合2016年教育部出臺的《教育信息化“十三五”規(guī)劃”》中明確指出有效利用信息技術(shù)推進(jìn)“眾創(chuàng)空間”建設(shè)的要求，且3D One軟件學(xué)習(xí)為信息技術(shù)與學(xué)科融合提供便捷的平臺。因此在經(jīng)得教研室主任的指導(dǎo)下，本人在六年級下學(xué)期開設(shè)3D One課程學(xué)習(xí)。

本課例是3D One課程的第五課。前一節(jié)課內(nèi)容是《3D One 花瓶》，學(xué)生通過理論學(xué)習(xí)及實(shí)操，掌握創(chuàng)建草繪對象，熟練應(yīng)用直線、多段線繪制封閉的二維草圖，根據(jù)不同的操作視角，掌握使用視圖命令、旋轉(zhuǎn)命令、抽殼命令。本節(jié)課《3D One 筆筒世界》是在花瓶制作的一個(gè)提升，從二維草圖晉升到直接用三維實(shí)體來建模，通過學(xué)習(xí)及操作，掌握圓柱體、拉伸、減運(yùn)算、陣列等工具的應(yīng)用，根據(jù)需求靈活運(yùn)用動(dòng)態(tài)移動(dòng)對建模進(jìn)行輔助操作，對提高學(xué)生想象力、觀察力、創(chuàng)造力有非常重要的作用。

本課所需學(xué)時(shí)：2課時(shí)（80分鐘）。

二、      學(xué)習(xí)者特征分析

我校處于城鄉(xiāng)結(jié)合部，超過三分之二的學(xué)生來自鄉(xiāng)村家庭或外來務(wù)工子女，學(xué)生群體結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，因家庭經(jīng)濟(jì)原因在校外較少接觸電腦、平板等智能電子產(chǎn)品。每周一節(jié)信息技術(shù)課程是他們通過現(xiàn)代化信息手段探索廣袤世界的窗口，好奇心、求知欲促使學(xué)生們十分珍惜信息技術(shù)課的每一分鐘。創(chuàng)客、3D打印技術(shù)更加激發(fā)孩子對信息技術(shù)課程的熱愛，即使部分學(xué)生家庭沒有配備電腦，即使部分學(xué)生操作電腦不太熟練，但并不影響到學(xué)生們好奇心和創(chuàng)造力的天性，孩子們更樂于動(dòng)手大膽實(shí)踐。因此，我從STEAM教育的五個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

三、      學(xué)習(xí)目標(biāo)

S（科學(xué)）目標(biāo)：營造3D打印學(xué)習(xí)氛圍，融合貫通數(shù)學(xué)學(xué)科知識點(diǎn)，在建模前建立思維導(dǎo)圖強(qiáng)化學(xué)生的記憶力，使學(xué)生熟練放射性思考具體化的方法。掌握科學(xué)探究的基本方法和步驟。

T（技術(shù)）目標(biāo)：能夠在建模中根據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)到的減運(yùn)算、圓柱體知識，學(xué)會(huì)繪制圓柱體并會(huì)設(shè)置圓柱體的半徑、高度等參數(shù)，并掌握動(dòng)態(tài)移動(dòng)的操作方法，懂得修改移動(dòng)數(shù)值。

E（工程）目標(biāo)：懂得應(yīng)用3D one拉伸、扭曲、減運(yùn)算等工具進(jìn)行建模，合理設(shè)計(jì)鏤空筆筒的結(jié)構(gòu)，體驗(yàn)自主創(chuàng)造設(shè)計(jì)的樂趣。

A（藝術(shù)）目標(biāo)：了解鏤空筆筒的外形設(shè)計(jì)，做到美觀、合理的同時(shí)，提升學(xué)生審美情趣，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)美，欣賞美、創(chuàng)造美。

M（數(shù)學(xué)）目標(biāo)：利用數(shù)學(xué)圓柱體的知識點(diǎn)分析鏤空筆筒建模時(shí)的參數(shù)設(shè)置，做到合理設(shè)計(jì)模型各部分比例。

四、      教學(xué)的重、難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)

1.熟悉分析建模的圖形，學(xué)會(huì)找建模需注意的參數(shù)、設(shè)計(jì)、比例。

通過小組討論及回顧數(shù)學(xué)學(xué)科知識點(diǎn)，找出鏤空筆筒建模所需的工具、參數(shù)及設(shè)計(jì)比例。

2.根據(jù)設(shè)計(jì)比例、參數(shù)精準(zhǔn)使用工具進(jìn)行3D建模

掌握3D One軟件中的“拉伸、扭曲、減運(yùn)算”命令，并完成鏤空筆筒的建模。

教學(xué)難點(diǎn)：

1.鏤空筆筒的設(shè)計(jì)比例和參數(shù)的設(shè)定。

2.選擇合適的命令并熟練解決建模問題。

五、      教學(xué)策略

（一）教法分析

本節(jié)課程根據(jù)新課程理念，以“自主、合作、探究”為特征的新型教與學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，采用思考性實(shí)踐的教學(xué)過程（如下圖）。

融合貫通數(shù)學(xué)學(xué)科知識點(diǎn)，懂得應(yīng)用知識遷移，從而使學(xué)生掌握3D One命令的使用，在課程學(xué)習(xí)中讓學(xué)生善于思考、樂于思考。提前規(guī)劃設(shè)計(jì)模型的參數(shù)和比例設(shè)計(jì)，思考性實(shí)踐是創(chuàng)作的基礎(chǔ)，是3D打印的最重要環(huán)節(jié)。要求學(xué)生能綜合靈活運(yùn)用兩種或更多的3D One命令進(jìn)行建模。在延伸學(xué)習(xí)中激發(fā)學(xué)生對信息技術(shù)知識的求知欲，在實(shí)踐中提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)，并能正確地認(rèn)識到信息技術(shù)對社會(huì)發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步、日常學(xué)習(xí)生活的影響，從而養(yǎng)成利用信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)和改善生活的意識和態(tài)度。

在教學(xué)過程中采用如下教學(xué)方法：

1.       微課自主教學(xué)法：學(xué)生通過自主觀看微視頻教程，快速掌握本課知識點(diǎn)。

2.       自主合作探究教學(xué)法：在教師的指導(dǎo)下學(xué)生小組自主合作探究學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。提高學(xué)生交際能力、合作意識。

3.       任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法：在學(xué)習(xí)過程中，師生緊緊圍繞一個(gè)共同的任務(wù)活動(dòng)中心展開學(xué)習(xí)，在強(qiáng)烈的問題動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過對學(xué)習(xí)資源的積極主動(dòng)應(yīng)用，進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí)，并在完成既定任務(wù)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生一種學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)。

4.       思維導(dǎo)圖教學(xué)法：各級主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級圖表現(xiàn)出來，把主題關(guān)鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接，幫助學(xué)生加強(qiáng)對所學(xué)知識的理解并將所學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步的加以深化。

（二）學(xué)法分析

結(jié)合上述教學(xué)方法選擇，引導(dǎo)學(xué)生采用以下學(xué)習(xí)方法：

1.       觀察法、分析、歸納法

2.       任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)法

3.       自主合作探究學(xué)習(xí)法

六、      教學(xué)環(huán)境

Windows系統(tǒng)、3D One家庭版、教師演示文稿、微課視頻、評價(jià)量規(guī)。

七、      教學(xué)過程

八、      教學(xué)評價(jià)

（一）評價(jià)方式

學(xué)生：根據(jù)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)情況和建模成果進(jìn)行評價(jià)，從S（科學(xué)）、T（技術(shù)）、E（工程）、A（藝術(shù)）、M（數(shù)學(xué)）、學(xué)科融合、課堂回答等八個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)。

教師：根據(jù)課堂中學(xué)生的互動(dòng)、課堂氣氛，以及學(xué)生在思考性實(shí)踐、合作探索中遇到的問題解決情況，對學(xué)生進(jìn)行個(gè)人評價(jià)、小組評價(jià)。

（二）評價(jià)量規(guī)

1.學(xué)生（滿分5分）

2.教師

1)      體現(xiàn)信息技術(shù)與學(xué)科融合steam教育方式，建立以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)模式。

2)      課堂氣氛活躍、課堂內(nèi)容能夠吸引學(xué)生。

3)      教學(xué)內(nèi)容難度設(shè)計(jì)適宜，學(xué)生大部分都能完成課堂任務(wù)一、二、三，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與小組互動(dòng)、合作完成。

4)      學(xué)情分析，教學(xué)設(shè)計(jì)符合學(xué)生思維，學(xué)生能夠掌握基本內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上發(fā)揮。

5)      根據(jù)學(xué)生有共同性問題修改教學(xué)設(shè)計(jì)。

九、      教學(xué)反思

本課成功之處：

本課圍繞信息技術(shù)與學(xué)科融合steam教育方式，建立以學(xué)生為中心的主體觀，通過課程學(xué)習(xí)，為學(xué)生構(gòu)建“想象與現(xiàn)實(shí)”的橋梁，搭建了“思維與物化”的交互，培養(yǎng)學(xué)生的“空間想象”能力和“想法變現(xiàn)實(shí)”，以及學(xué)科知識融合貫通的實(shí)踐能力。課程以小組合作、個(gè)人創(chuàng)作、競賽方式學(xué)習(xí)的形式開展教學(xué)，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)的精神，學(xué)習(xí)氣氛較好，學(xué)生也能快速掌握所學(xué)知識。

在展示學(xué)生作品過程中，對于存在問題的作品，采用競爭糾正問題的辦法，可提高各小組成員都提高對作品點(diǎn)評的關(guān)注度和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，也可幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固新知識。

在課堂中引入微課教學(xué)，可靈活照顧到學(xué)生之間的差異性，讓學(xué)習(xí)根據(jù)自己的特點(diǎn)開展自主學(xué)習(xí)；而小組合作互助學(xué)習(xí)，利于體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)的空間，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自學(xué)能力。

本課不足之處：

由于本課需要用到3D One軟件多種工具，學(xué)生掌握起來有點(diǎn)困難，需要用筆、紙記下操作步驟，并多加練習(xí)才能達(dá)到靈活運(yùn)用3D One命令工具，因而學(xué)生完成作品的時(shí)間比較長。

十、      參考文獻(xiàn)

1.       《輕松玩轉(zhuǎn)3D One與3D打印》沈志宏編著，人民郵電出版社；

2.       《3D打印創(chuàng)意小創(chuàng)客》戴少海、潘高峰、鄭利軍著，福建教育出版社；

3.       《思維導(dǎo)圖學(xué)3D One設(shè)計(jì)》趙海龍等編著，化學(xué)工業(yè)出版社。

附錄一：板書設(shè)計(jì)及思維導(dǎo)圖

《3D One 筆筒世界》

一、     學(xué)習(xí)目標(biāo)：STEAM目標(biāo)

二、     任務(wù)一：觀察筆筒的結(jié)構(gòu)，找出并設(shè)置參數(shù)比例

三、     任務(wù)二：觀看教學(xué)視頻

四、     任務(wù)二：3D建模：筆筒

五、     拓展：不同的筆筒設(shè)計(jì)

六、     小結(jié)