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科學新課標 | 教學應(yīng)用案例：工程設(shè)計與物化（3-9年級）

《義務(wù)教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）強化了科學課程在動手實踐、實驗探究和創(chuàng)新思維培養(yǎng)等方面的要求，強調(diào)素養(yǎng)導向，強調(diào)項目式教學、跨學科綜合實踐能力等育人理念。中望軟件針對中小學科技創(chuàng)新教育所推出的——“中望3D One”系列科創(chuàng)教育軟件及解決方案,將三維設(shè)計、人工智能、激光切割等新技術(shù)與信息、數(shù)學、科學等多學科知識進行結(jié)合，為學校和老師開展創(chuàng)新教學活動提供了更多的可能性，受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛好評。

圍繞科學素養(yǎng)的4個核心要素，即科學觀念、科學思維、探究實踐及態(tài)度責任，中望3D One 系列軟件可深度支持新課標構(gòu)建的 “物質(zhì)的運動與相互運動”“技術(shù)、工程與社會”與“工程設(shè)計與物化”等學科核心概念知識點的課程內(nèi)容。

今天，我們來看看“工程設(shè)計與物化（3-9年級）”的教學應(yīng)用案例。

▲本次教學場景3D One Cut天貓音箱由南寧市第四十二中學顏德朝老師提供

（i3DOne社區(qū)昵稱：愛因斯難）

（1）知識與技能：通過模仿“天貓”外形進行產(chǎn)品三維模型的工程設(shè)計，通過激光切割設(shè)備完成作品的物化。結(jié)合奧松板柔性材料對產(chǎn)品功能進行拓展，完成制作一款形象生動的卡通形象多功能mp3藍牙音箱。

（2）過程與方法：通過“外形設(shè)計”、“插槽的設(shè)置”、“孔位設(shè)置”、“投影與柔性設(shè)置”4個步驟設(shè)置，體驗激光切割設(shè)備產(chǎn)品物化的制作流程。

（3）情感態(tài)度與價值觀：通過制作音箱，鼓勵學生觀察身邊的產(chǎn)品外觀、生產(chǎn)工具、生產(chǎn)流程等工程造物等信息，可以激發(fā)學生造物的人性本能，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和綜合素質(zhì)。通過PBL項目式的學習方式，為學生探究性學習提供必要的實戰(zhàn)場景，并結(jié)合信息技術(shù)、通用技術(shù)、物理等知識開展，可提升學生的學習興趣和自主探究能力。

中望3D One Cut激光切割三維設(shè)計軟件

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借助中望3D One Cut“天貓音箱”教學案例，學生可綜合運用三維設(shè)計技巧進行模型制作，在創(chuàng)作過程中學習激光切割技術(shù)，體驗利用激光切割技術(shù)加工和組裝產(chǎn)品過程，逐步培養(yǎng)流程邏輯、設(shè)計思維與創(chuàng)新能力。

（1）結(jié)合數(shù)字化工具開展： 本節(jié)課的制作案例來源于學生的日常生活，其教學過程融合了數(shù)學、物理等跨學科元素，是具有教學研究意義的課程類型。對于學校沒有激光切割機等數(shù)控裝備學校，可通過數(shù)字化工具進行案例制作的替換，借鑒成型的拼插玩具進行講解，進而反推制作過程，達到培養(yǎng)學生學習工程設(shè)計與物化的教學目的。

（2）提供自主探索式學習方式：教學實施過程中，可聯(lián)合其他學科如數(shù)學、物理、通用技術(shù)與勞動老師協(xié)作，獲取更多專業(yè)性的指導。本次課程以STEAM教學理論為基礎(chǔ)，教師可以提供更多的問題，鼓勵學生進行探究式思考與學習，通過可視化的記錄方式來呈現(xiàn)思考路徑：一是在總結(jié)時有助于讓學生回顧項目思考的成長邏輯，二是為作品的轉(zhuǎn)化提供必要的資料支撐。

（3）開展探究實踐活動：探究實踐活動的核心在于項目結(jié)論的假設(shè)，針對問題如何進行思考，以及在那些地方獲取信息或資源方便解決問題。實施過程中，教師初期可針對制作過程和應(yīng)用范圍進行引導，對于作品制作的工具與技術(shù)進行教學，中后期側(cè)重啟發(fā)學生自我提問和自主探索解決方法，促進學生綜合運用能力的鍛煉。

可進入i3DOne社區(qū)【激光創(chuàng)意實驗室-青少年三維激光切割學堂】獲取，包含教案、PPT、演示視頻、案例操作教學視頻及ZI源文件等開課資源。

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科學新課標強調(diào)在教學中要以培養(yǎng)核心素養(yǎng)為載體，抓準核心概念，關(guān)注進階，注重探究實踐，培養(yǎng)學生像科學家一樣思考。課程方案提出設(shè)立跨學科主題學習活動并明確列出中小學生必做的探究實踐活動126個，注重加強學科間的相互關(guān)聯(lián)，帶動課程綜合化實施，強化學科的實踐性要求。

“國產(chǎn)自研核心技術(shù)，服務(wù)中國科創(chuàng)教育”，作為國內(nèi)A股第一家研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件上市企業(yè)，中望軟件自2008年開始持續(xù)投入教育事業(yè)，依托自研核心技術(shù)形成了從基礎(chǔ)教育到高等教育的科技創(chuàng)新人才貫通式培養(yǎng)模式。

在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，中望軟件打造的3D One科創(chuàng)教育解決方案作為人工智能、信息技術(shù)、通用技術(shù)、勞動技術(shù)、綜合實踐等課程的有力支撐，已被廣泛應(yīng)用于中小學的信息技術(shù)課、人工智能課、社團課、數(shù)學和物理的跨學科實踐課等多種課程教與學中，逐步提升學生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)造能力、實踐能力與社會責任感。