《3D創(chuàng)意設計》校本課程開發(fā)的實踐探索

1.緒論1.1.研究背景隨著教育蓬勃發(fā)展，人們逐漸邁入“互聯(lián)網(wǎng)＋教育”、“人工智能＋教育”、“大數(shù)據(jù)＋教育”的發(fā)展如火如荼，這些新興的教育模式不僅改變了教師的教，也改變了學生的學，這一現(xiàn)狀促使教育界對人才的培養(yǎng)戰(zhàn)略進行了重新定位。我國采用課程管理模式，分為以下三級①國家課程②地方課程③校本課程。國家課程主要是體現(xiàn)國家的意志，考慮的問題來自國家的宏觀水平層面，滿足中小學生的基本發(fā)展，核心要求，是決定一個國家在基礎教育方面的重要地位。地方課程是根據(jù)當?shù)匚幕?、民族等特色而開發(fā)的，但是個別學?；驅W生的特殊情況地方課程就考慮不到。能解決這兩個課程限制的課程就是校本課程，校本課程就能滿足一些學生的發(fā)展需求，注重學生的個性化發(fā)展的提升和創(chuàng)新能力的提高。學校和教師這兩個要素是屬于開發(fā)校本課程的主體，學生的發(fā)展需求只有學校和教師才能真正了解，只有他們才能把學生的興趣和愛好結合起來，只有以學校的辦學特色結合現(xiàn)有的課程資源，這樣才能開發(fā)出以學生的發(fā)展為原則的校本課程。（1）學校特色教育發(fā)展需注入新內容在特色教育方面，我國的重視度從未降低過，從中央到各地的教育行政部門對學校的特色教育和課程設置展開了大量的研究，并對學校的校本課程化特色教育設立專門的項目資金進行支持。對于適應新時代發(fā)展的學生培養(yǎng)課程設置上。課程的實施在引導學生學會學習方面，提出了具體的要求．“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現(xiàn)象，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力REF_Ref68367483\r\h[1]。（2）創(chuàng)客教育融入校園“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”這個口號是在2015年開始就變成了全民關注的焦點REF_Ref68367548\r\h[2]，“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”這個理念深入人心，所以在政府工作報告中就出現(xiàn)了“創(chuàng)客”。最近幾年，3D打印獨特的成型技術吸引了眾多教育領域學者的目光。這些教育領域的學者將3D打印技術引入基礎教育階段，并應用創(chuàng)客教育、STEAM等創(chuàng)新教育模式中，以此打破傳統(tǒng)教育的困境、探索教學新方式REF_Ref68367586\r\h[3]。在學術界,普遍地認為“創(chuàng)客教育”的迅速興起,是與美國總統(tǒng)奧巴馬在2009年11月“教育創(chuàng)新”這個大會上的一些講話有著密切的聯(lián)系。奧巴馬在此次全體代表大會上再一次號召“所有學生都不是消費者，而是創(chuàng)造者”。隨后，美國白宮立即啟動了“創(chuàng)客教育計劃”（MakerEducationInitiative，MEI），并讓《Maker》雜志的創(chuàng)始人德勒·東赫提（DaleDougherty）領銜負責實施REF_Ref68367637\r\h[4]。在2014年美國白宮創(chuàng)客嘉年華活動（WhiteHouseMakerFaire）過程中，奧巴馬呼吁：“全體國民加入到激發(fā)創(chuàng)新和鼓勵社區(qū)發(fā)明的行動中來”REF_Ref68367678\r\h[5]，從而進一步擴大和加深了創(chuàng)客教育。3D打印是以三維數(shù)字虛擬模型為基礎，運用粉末狀可黏合材料，通過自下而上、逐層疊加的方式來制造實體的新興技術REF_Ref68367702\r\h[6]，3D打印在技術上是具備節(jié)省材料、精準度高、等優(yōu)點。因此，在教育領域，因此,在教學領域,3d打印技術課程的具體實施和方法正在得到深入探討。3D創(chuàng)意設計教學課程就是教學生利用三維建模軟件去進行創(chuàng)新設計,目的是讓先進制造工藝技術真正走進我們的課堂、走進我們的校園。1.3.研究思路和研究方法1.3.1.研究思路通過整理了關于校本課程的相關文獻，開發(fā)設計3D創(chuàng)意設計校本課程，那就主要從三個方面來進行研究。第一步是本論文通過文獻研究法整理查找到的相關文獻來研究校本課程開發(fā)的理論基礎；第二步是以學校課程開發(fā)概念為基礎來開發(fā)3D創(chuàng)意設計校本課程；第三步通過行動研究法來進行教學實踐觀察，總結經驗，分析不足，反思。研究思路流程圖如圖1.1所示.圖1.1研究思路圖1.3.2.研究方法本論文主要采用四種方法來進行研究。文獻研究法文獻研究法：通過整理分析相關的書籍和網(wǎng)絡上相關的文獻資料進行研究，整體把握所研究內容的研究價值，提供其研究理論依據(jù)。以“校本課程開發(fā)”“3D打印”“3D創(chuàng)意設計”等關鍵詞在知網(wǎng)、萬方、維普等眾多學術搜索引擎中進行搜索，整理了校本課程開發(fā)的國內外研究還有3D打印課程的國內外研究現(xiàn)狀，由此進行概括歸納總結；與網(wǎng)絡檢索的書籍和有關論文相結合，梳理校本課程開發(fā)相關的理論基礎，為設計3D創(chuàng)意設計校本課程的一系列內容提供了理論指導。問卷調查法問卷調查法：將統(tǒng)計調查用的調查表格分發(fā)給調查對象，通過提問，回收表格，獲得相關信息。在本此研究中，筆者發(fā)放調查問卷給貴陽市清華中學的高一3D創(chuàng)意設計社團和機器人社團學生，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，了解清華中學3D創(chuàng)意設計社團和機器人社團學生對3D創(chuàng)意設計校本課程的需求。訪談法訪談法：研究者通過與受訪對象之間的面對面的交流，了解實際情況，發(fā)現(xiàn)其中的問題并提出寶貴的指導意見。在本次研究中，對此中學的學生和信息技術老師進行訪談，，同時，我們還可以進一步加深對調查和分析中發(fā)現(xiàn)的問題的理解，以便加深對問題的理解，得出更全面的結論。（４）行動研究法行動研究法：教師為了解決教學的實際問題在原有設計的基礎上，采取的某種新措施的研究REF_Ref68367729\r\h[7]，具體有四個步驟：計劃→行動→觀察→反思。在進行3D創(chuàng)意設計校本課程教學實施時，第一步就是設計好教學計劃，第二步則是根據(jù)計劃采取行動，實施教學，第三步是通過觀察學生反應，最后一步則是反思計劃的執(zhí)行情況。1.4.研究意義信息技術課程作為綜合實踐活動課程的必要環(huán)節(jié)之一，是非常重要的。在國家課程改革綱要和綜合實踐活動綱要中，在創(chuàng)意物化的學習目標中都可以看出3D打印符合新時代的課程改革背景。3D創(chuàng)意設計也逐漸成為學校特色教育發(fā)展的重要教學內容，在學生設計思維、創(chuàng)新創(chuàng)意能力的培養(yǎng)上都有著積極的意義。2.校本課程開發(fā)的理論基礎2.1.校本課程開發(fā)的理念校本課程的開發(fā)是為了滿足學生的興趣需求而開發(fā)設立的課程，開發(fā)校本課程的主要目的是促進學生的發(fā)展，校本課程是在探索學生的可能性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。學生可以選擇自己喜歡的課程，展示自己的能力和才華。因此，在校本課程的開發(fā)當中，學生的實踐是非常重要的環(huán)節(jié)，最終的追求就是盡全力的發(fā)展學生的可能性和個性。在校本課程的開發(fā)中，學校的校長還有學校的老師是課程開發(fā)的主體，學校教育的具體的執(zhí)行人是學校的教師，他們能夠強調自己學校教學的特點；學校具備自我更新?lián)Q代和不斷發(fā)展的體系。課程開發(fā)必須基于學生的需求和學校的實際可能，學校的校長還有學校的老師則是最清楚這些需求和可能的。實施“三級課程管理”是2001年頒布的《基礎教育課程改革綱要試行》里已經明確指出的,就是我們國家課程與地方課程以及校本課程這三個層次的課程之間需要進行相互結合，可以看出，校本課程是國家基礎課程計劃中不同于其他兩個課程水平的一個重要組成部分。其中，國家課程主要是涉及到的是國家的基礎知識，體現(xiàn)的是國家意志，是屬于長期性問題，具有它獨特的優(yōu)勢，創(chuàng)造學校特色和優(yōu)勢、滿足學生需求是屬于課程改革的重要內容。這一政策為確立學校特色提供支持和保障。在開發(fā)校本課程的過程中，綜合考慮國家課程，調整和補充兩個課程的開發(fā)模式。如果學校想要擁有自己辦學特色和優(yōu)勢，就必須開發(fā)屬于自己學校特色的校本課程。2.2.校本課程開發(fā)的模式課程開發(fā)的一般模式主要包括四種模式，這四種模式分別是目標模式、過程模式、實踐模式和情境模式。這些都是結合之前學者們的結合實際情況而得出的結果。本研究基于上述開發(fā)模式的啟示，對《3D創(chuàng)意設計》校本課程的課程價值著重闡述。在科學管理、實證主義哲學等眾多理念的影響下，目標模式是設定教學計劃目標，設置教學計劃開發(fā)的核心，在此基礎上構建教學計劃開發(fā)模式。泰勒原理：泰勒的目標模式是基于博比特和查特斯進一步明確課程開發(fā)的順序和步驟。泰勒的目標模式，在其形成過程中經歷了很多的修正和變形，不斷地取其精華，去其糟粕。最終形成了相比之前更完整的泰勒模式圖，如圖2.1所示圖2.1泰勒模式圖情境模式又被稱為“情境分析模式”或稱為“文化分析模式”，由五部分組成：①分析情境②擬訂目標③編制課程方案④詮釋和實施課程方案⑤評估和反饋以及重建。“課程開發(fā)以社會文化作為起點”這是情境模式強調的，更加關注對社會和人類有益的公共基本文化，情景模式整合了哲學、社會學、心理學這些有助于課程開發(fā)的方法。這一模式的過程可以簡要概括為如圖2.2所示。圖2.2情景模式理論在本研究中，筆者致力為高中生開發(fā)出最適宜他們學習的3D創(chuàng)意設計校本課程，主要參考相對完善的情境模式的課程開發(fā)步驟。通過結合目前的教育背景還有社會現(xiàn)實等等，在原有的情景模式理論中進行了相應的修改，最終確定3D創(chuàng)意設計校本課程開發(fā)的具體步驟為：情境分析→目標確定→內容確定→課程實施→課程評價這個流程，為3D創(chuàng)意設計校本課程的實踐提供理論指導。3.《3d創(chuàng)意設計》校本課程開發(fā)3.1.《3d創(chuàng)意設計》校本課程開發(fā)的情境分析3.1.1.相關政策分析《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》頒布以來，各省的教育行政部門都采取了行動，對中小學綜合實踐活動課程的開展十分重視，特別是在綱要中，提出了創(chuàng)意物化的相關目標。在小學階段的學生己具備初步的實踐能力，可用紙筆進行手工設計，并選擇適合的材料完成制作；到小學高年級，學生已經能夠運用信息技術手段，設計并制作個性化的創(chuàng)意數(shù)碼作品，如微視頻、3D創(chuàng)意設計、開源硬件等。在生活中遇到問題時，嘗試用信息技術的方法和手段去解決，服務學習和生活。從這里，可以看出3D創(chuàng)意設計在綜合實踐課程中的重要性。因此，部分省市將3D創(chuàng)意設計課程融入到信息技術課堂，部分學校則開發(fā)了相應的校本課程。有一個叫3DOne青少年三維創(chuàng)意社區(qū)的網(wǎng)站，這個社區(qū)是舉辦全國中小學電腦制作活動3D創(chuàng)意設計比賽的官網(wǎng)，每一個省份都有許多學校入駐這個網(wǎng)站，在這個網(wǎng)站上，3D創(chuàng)意設計教材可以分為四類，分別是信息技術教材、校本教材、大咖專著、創(chuàng)客來了。總共有66本相關書籍。雖然全國各地都在開展創(chuàng)客教育和綜合實踐課程，但是真正有信息技術教材的省市較少，據(jù)統(tǒng)計，信息技術教材集中在廣東省、山東省和四川省。創(chuàng)客大咖出版的3D教材最多，學段涵蓋最廣，內容最豐富，主要使用地區(qū)集中在北京、上海、廣東、山東等地區(qū)。從上面的數(shù)據(jù)可以看出，現(xiàn)在市面上的3D創(chuàng)意設計教材雖然很多，但是主要集中在發(fā)達地區(qū)，教材中主要涉及了3D打印基礎技能、3D打印技術應用、3D設計案例等。筆者閱讀了省市與3D創(chuàng)意設計相關的信息技術教材，發(fā)現(xiàn)在信息技術教材中，3D創(chuàng)意設計只是作為一兩章的內容，并不是作為整本書的教學內容；而各校的3D創(chuàng)意設計校本教材則是根據(jù)自身學校的特點開發(fā)的教學內容，并不具適用性；創(chuàng)客大咖編著的3D創(chuàng)意設計教材適用于發(fā)達地區(qū)的學生使用，對于欠發(fā)達地區(qū)的學生來說，難度較大，適合程度較好的學生自學，不適合大班教學。綜上所述，可以看出設計和開發(fā)適用于欠發(fā)達地區(qū)的3D創(chuàng)意設計校本教材是非常有必要的，特別是設計和開發(fā)適用于貴州地區(qū)的創(chuàng)客課程3D創(chuàng)意設計教材是具有現(xiàn)實意義的，因此以自己所實習學校為研究對象，已期設計和開發(fā)的高中創(chuàng)客課程《3D創(chuàng)意設計》校本教材能給今后的研究提供方向和理論基礎。3.1.3.學生的需求分析在開發(fā)3D創(chuàng)意設計校本課程前期，必須對參與本課程的學生進行調查，好讓校本課程滿足學生的興趣需求。在開發(fā)本課程前梳理大量的相關書籍和相關文獻，結合本次3D創(chuàng)意設計校本課程開發(fā)的學校、學生的實際情況，最后確定了從四個維度來設計調查問卷（見附錄１）①從學生對3D建模的認識②學生對開設3D創(chuàng)意設計課程的態(tài)度③3D創(chuàng)意設計課程內容④3D創(chuàng)意設計課程實施，為3D創(chuàng)意設計校本課程的開發(fā)提供參考。問卷結果分析3D建模的認識內容分析：有20%的同學表示見過，50.61%的同學表示聽說過，29.39%同學不了解。如圖3.1圖3.13D建模的認識（2）開設3D創(chuàng)意設計課程的態(tài)度內容分析：71%非常感興趣，29%感興趣。（3）3D創(chuàng)意設計課程內容分析：有85%的同學表示對3D建模軟件的操作使用感興趣。（4）3D創(chuàng)意設計課程實施分析：65%的同學希望課程前部分老師講解基礎知識，后部分學生自己探究與小組合作學習。綜上所述，通過對3D建模的認識、學習者對開設3D創(chuàng)意設計課程的態(tài)度、學習者對3D創(chuàng)意設計課程內容的需求、學習者對3D創(chuàng)意設計課程實施的需求進行分析，我們可以得到：（1）多數(shù)學生對于《3D創(chuàng)意設計》校本課程是非常感興趣的，有的學生表示雖然自己沒有任何制作模型的經驗，但也還是非常希望有此課程；（2）大部分學生都希望校本課程上有實踐操作建模的步驟，都比較傾向于理論加實踐；（3）學生們比起別的方式更喜歡結合自主探究和合作學習相結合的教學方式.3.1.4.教師的需求分析開發(fā)3D創(chuàng)意設計校本課程離不開本學校信息技術教師的經驗和教學能力，所以對貴陽市清華中學高中信息技術老師進行了訪談（訪談提綱見附錄２），從本校教師對開發(fā)3D創(chuàng)意設計校本課程的態(tài)度出發(fā)，討論3D創(chuàng)意設計校本課程開發(fā)的必要條件。問題１：您參與過信息技術校本教材開發(fā)嗎？您參與信息技術校本教材開發(fā)幾年了？兩位老師都參加過問題２：您認為3D創(chuàng)意設計校本教材內容開發(fā)的依據(jù)是什么？在這一問題中，一位教師回答說3D創(chuàng)意設計校本教材內容開發(fā)要按照教育部基礎教育的學生發(fā)展目標，并且以核心品質為基礎，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和空間想象力，還有一位教師說需要根據(jù)學校實際需求，必須與生活密切聯(lián)系，在生活中發(fā)掘教材內容中的素材。問題３：您認為３Ｄ創(chuàng)意設計校本教材的內容應該怎樣設計？為什么？在這一問題中，有一位教師建議３Ｄ創(chuàng)意設計校本教材內容應該以項目設計為基礎，采用主題式的案例，貼近生活的實例激發(fā)學生的創(chuàng)作興趣，循序漸進，設計的項目用來解決生活中的問題。有一位教師建議，教材內容應注重創(chuàng)新，立足實際，吸引學生興趣。問題４：您認為3D創(chuàng)意設計校本教材內容選擇時需要注意哪些問題？在這一問題中，老師們給出的建議是：注重任務設計的層次性；教材要注重趣味性；配套相應的視頻教程；在學生的創(chuàng)新創(chuàng)意培養(yǎng)上加強；要有能力提升的部分設計；要注重培養(yǎng)學生的設計思維，形成內在能力。從學生熟悉的物品入手，以案例制作為主。注重學生基礎培養(yǎng)，側面引導學生創(chuàng)新。3.2.《3d創(chuàng)意設計》校本課程的目標、內容確定3.2.1.目標確定課程目標是課程開發(fā)的重要標準，主要參考課程本身的特定目標和意圖。整個課程開發(fā)的過程是被課程目標引導著的，另外課程目標也為后面的課程內容和課程評價制定了標準。課程目標的確立在高中《3D創(chuàng)意設計》課程的開發(fā)過程中，有著重要的意義，主要有以下幾個方面REF_Ref68367784\r\h[8]：（１）目標是課程開發(fā)情景分析的思維軸線（２）目標是課程素材選擇的依據(jù)（３）目標是參考激勵教學過程的操作（４）目標是教學方法選擇和組合的依據(jù)（５）目標是教學評價的參照因此，本次開發(fā)校本課程的其中一個重點是制定課程目標，參照高中信息技術課程標準中的信息技術科目的課程目標，結合學生需求和教師需求，制定適合高中生的課程目標，確定3D創(chuàng)意設計課程的開發(fā)與實施。本次校本課程的目標：提升高中生的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)高中生的創(chuàng)新思維能力。3.2.2.內容的確定在內容選擇的過程中，參考了大量相關書籍和網(wǎng)絡相關的參考文獻，。通過對這些書籍與參考文獻的仔細閱讀，結合前期對學生需求調查確定此課程的內容，根據(jù)3D建模的難易程度，將整個課程內容分為：基礎知識篇、簡易實踐篇和案例提升篇，三個模塊具體任務如表3.1所示。表3.1《3D創(chuàng)意設計》課程學習內容模塊學習內容基礎知識篇認識3D創(chuàng)意設計了解3D打印技術走進3DOne社區(qū)初識3DOne簡易實踐篇熊貓筆筒飛碟酒瓶礦泉水瓶葫蘆鏤空球案例提升篇公道杯橋梁基礎知識篇基礎知識篇首先介紹3D打印的來歷與特征以及相關軟件的安裝和相關網(wǎng)站的運用，為了整個3D創(chuàng)意設計課程的學習打下基礎。這個模塊主要帶領同學們初識3D打印技術和如何安裝相關軟件，了解運用3Done中的基礎界面和操作。簡易實踐篇簡易實踐篇旨在帶領學生深入學習3Done這個建模軟件，通過簡單案例來讓同學們了解3Done中操作的運用。簡易實踐篇的內容需要同學們在理解所有操作，結合這些功能，動手操作，互相討論合作。案例提升篇案例提升篇主要是在簡易時間篇的基礎上加大建模的難度，同學們需要靈活運用前面學到的知識來完成內容，案例提升篇這部分相較于之前的內容繁雜，難度比較高，主要在與培養(yǎng)學生空間能力，學會建模的方法，通過案例的學習，舉一反三，運用到顯示生活的學習當中，提高學生解決的能力。3.3.《3D創(chuàng)意設計》校本課程的實施計劃3.3.1.課程計劃3D創(chuàng)意設計課程時間安排是每周一個課時，本課程一共有八個課時，實際課程實施以學生和學校的實際情況為準。具體課時安排如表3.2所示。表3.2《3D創(chuàng)意設計》校本課程課時計劃課程名稱序號名稱課時3D創(chuàng)意設計1認識3D創(chuàng)意設計+了解3D打印技術+走進3DOne社區(qū)12初識3DOne13熊貓掛件的制作14飛碟的制作+筆筒的制作15酒瓶的制作+礦泉水瓶的制作16葫蘆的制作+鏤空球的制作17公道杯的制作18橋梁的制作13.3.2.課程教學（1）教學理念促進每一位學生的發(fā)展是課程教學的目的，因此在3D創(chuàng)意設計課程教學的過程中最重要的教學理念就是要把學生的興趣和需求放在第一位，在教學3D建模的方法、指導3D建模方法的全過程中，應該從學生的認知、理解的觀點出發(fā)，確立以學生為中心的教學氛圍。在進行3D創(chuàng)意設計的教學中，教師不僅要教會學生們基本操作，還要讓學生在基本操作的基礎下運用這些操作，立足實踐，積極考慮，在教師進行教學實踐的過程中，親自動手操作建模軟件。（2）教學環(huán)境在高中信息技術課程中，最基本的要求是所有學生在課程中都要每人一臺電腦。清華中學一共有計算機教室1，計算機教室2，兩個機房，每個機房有60臺學生電腦。本次《3D創(chuàng)意設計》課程教學的時間地點主要是社團時間在計算機教室1進行教學，機房電腦系統(tǒng)是可以更改的，Windows7和Windows10都能用，每一臺電腦都可以連上網(wǎng)絡，這樣就保證學生在網(wǎng)絡上查找資料和按時上傳作業(yè)。3.4.《3d創(chuàng)意設計》校本課程的評價3.4.1.課程評價的主體教師作為課程的實施者，因此，教師可以評價學生的學習結果。通過與兩位信息技術教師的訪談，為本次校本課程的研究提供了相應的評價和建議。大部分的課程評價都是由教師來評，但3D創(chuàng)意設計校本課程主要是為了提高學生的信息素養(yǎng)，所以學生對課程的評價也非常重要。學生是學習的主體，最能夠對教師上課的過程進行評價，這是對教師課程的教學效果最直觀的評價。3.4.2.課程評價的內容根據(jù)研究目標對3D創(chuàng)意設計校本課程進行評價，老師對課程的評價和學生對課程的評價是決定評價內容的兩個方面。主要從目標是否達成，學生對課程難易程度的評價，內容方法是否妥當，學習過程中遇到的問題四個方面進行，以這四個方面來總結出3D創(chuàng)意設計校本課程經驗。教師對課程的評價不僅只有考慮最后學生的成績，還兼?zhèn)湔n堂表現(xiàn)。主要從教學方法是否合適、課程內容的難度、實施效果、課堂整體效果四個方面進行評價。4.《3d創(chuàng)意設計》校本課程的教學實踐4.1.教學實施準備4.1.1.實施對象本課程實施的對象為貴陽市清華中學3D創(chuàng)意設計社團新社員與機器人社團社員，共40人。通過前期的調查問卷得知，這兩個社團的學生基本上長期接觸計算機，對計算機的操作比較熟練；大部分同學都通過網(wǎng)絡渠道或者同學口中聽說過三維建模，不僅如此有的同學還在初中的時候參加過創(chuàng)客比賽，有學習或了解過三維建模，所以本次3D創(chuàng)意設計課程已這些社團成員能力為基礎，選擇適合大家的課程內容，符合學生的需求。實施環(huán)境貴陽市清華中學一共有計算機教室1和計算機教室2，兩個機房，每個機房配備有1臺教師機和60臺可以上網(wǎng)的學生電腦。本次《3D創(chuàng)意設計》課程教學的地點主要在計算機教室1，機房電腦系統(tǒng)是可以更改的，Windows7和Windows10都能用，每一臺電腦都可以連上網(wǎng)絡，這樣就保證學生在網(wǎng)絡上查找資料和按時上傳作業(yè)。4.1.3實施時間在實習2020年9月初到2020年12月初的這段時間李，每周三下午4：15-:5：45對3D創(chuàng)意設計社團成員和機器人社團成員授課，每周1課時，一共8個課時。每個課時的授課內容如表4.1所示。表4.1《3D創(chuàng)意設計》校本課程的具體授課內容序號名稱課時授課內容1認識3D創(chuàng)意設計+了解3D打印技術+走進3DOne社區(qū)第1課時初識3D打印并了解相關網(wǎng)站并注冊賬號，安裝軟件2初識3DOne第2課時通過設計文具盒，認識3Done這個建模軟件的基本操作，學會簡單操作，學會通過青少年三維創(chuàng)意社區(qū)的賬號保存和上傳自己的作品3熊貓掛件的制作第3課時通過實例教授：草圖繪制中的圓工具和橢圓工具，草圖編輯中的單擊修剪工具，特征造型中的拉伸工具，基本編輯中的旋轉工具和鏡像工具，基本實體中的圓工具和圓柱工具，顏色中的渲染工具4飛碟的制作+筆筒的制作第4課時通過實例教授:特殊功能中的抽殼工具，基本編輯中的陣列工具，組合編輯中的減運算和加運算，特殊功能中的扭曲工具，基本實體中的球工具，5礦泉水瓶的制作+酒瓶的制作第5課時通過實例教授：基本實體中的圓柱工具、圓錐體工具、圓環(huán)工具，特征造型中的圓角工具，基本編輯中的移動工具6葫蘆的制作+鏤空球的制作第6課時通過實例教授：草圖繪制中的多線段工具和圓弧工具還有預制文字工具7公道杯的制作第7課時結合之前教授的工具來完成實例8橋梁的制作第8課時結合之前教授的工具來完成實例4.2.教學設計4.2.1.案例1《初識3Done》前期教學分析（1）教學內容分析初識3Done是第一個單元的第二課，這節(jié)課的主要任務是認識3Done這個建模軟件的基本操作，學會簡單操作，學會通過青少年三維創(chuàng)意社區(qū)的賬號保存和上傳自己的作品。本節(jié)課在需要正確處理三維設計對個人及社會發(fā)展的優(yōu)勢上,為教師和學生提供了較大的結合實踐開展討論、學習及認知生成的空間。（2）學生分析本課教學對象是高中生，高中生能迅速接受新事物，有強烈的好奇心和積極思考的能力，高一的學生相對于畢業(yè)年級沒有很大的升學壓力，適合接觸各種各樣有趣的活動，而且學生對于3D建模知識興趣濃厚，能夠積極主動地參與到課程里來；本課在學生原有對信息技術的認知上進行綜合和總結，通過本課學習升華到人生規(guī)劃及終生學習的觀念上來進行教學。（3）教學目標確認本教學課時為1課時，教學目標如表4.2所示。表4.2《初識3Done》教學目標知識與技能1、通過科普視頻，了解切片原理和3D打印過程。2、通過設計文具盒，簡單了解3Done軟件各功能命令;需要對常用文具進行分析、設計、建模。過程與方法1、本節(jié)課的主題是設計身邊文具盒，運用探究學習、小組學習等學習方法，通過分析、思考、交流、討論，以及教師的引導和指導，完成常用文具的設計。情感態(tài)度與價值觀1、通過分析和手繪設計文具盒培養(yǎng)學生的構思能力;通過小組建模制作，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)造力以及團隊合作能力;通過小組評價和授課評價來培養(yǎng)學生的鑒賞能力；2、感受互助學習的快樂；（4）教學重難點重點：學會分析、思考、設計、打印的整個過程難點：熟練運用3Done軟件的基本操作。教學策略制定（1）教學資源3Done青少年三維創(chuàng)意社區(qū)3Done青少年三維創(chuàng)意社區(qū)是一個舉辦全國中小學電腦制作活動3D創(chuàng)意設計比賽的官網(wǎng)，每一個省份都有許多學校入駐這個網(wǎng)站，在這個網(wǎng)站里包含了大量精品3D建模教學資源，有非常多的作品可以參考，適合學生鞏固復習，進行3D建模的進一步學習。如圖4.1、4.2所示圖4.13Done青少年三維創(chuàng)意社區(qū)網(wǎng)頁圖4.23Done青少年三維創(chuàng)意社區(qū)中的作品（２）教學環(huán)境清華中學計算機教室1是本次教學的教學地點。機房中配備有60臺可以連接網(wǎng)絡的學生電腦，這樣就能保證學生能上網(wǎng)查找資料和及時提交作業(yè)，一臺教師機，教師機可以隨時廣播教師機界面，演示案例建模的過程。上節(jié)課電腦均已安裝3Done軟件，并注冊了賬號，適合學生們進行建模的學習。（３）教學方法通過任務驅動及討論的辦法，組織學生在分組與合作、交流與互動中完成本課的重難點學習。在自主學習的基礎上以主題問題情景的辦法，引起思考、討論、歸納和總結完成本課的教學。教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師學生設計意圖1.主題導入1、拿出一個簡單的文具盒，這是一只普通文具盒，就是一個普通的長方體，今天就讓我們重新給它設計一個新外形。首先，首先，請分析當前文具盒的功能、位置等特點。1.參與情景模擬觀看視頻1.從學生的常用品出發(fā)，接近學生生活的主題，作為課堂主要解決的實踐問題，激發(fā)學生對學習的興趣，調動學生對學習的熱情。首先分析文具盒，分析形態(tài)特征和功能等。在此基礎上，進行設計。2.制訂并完成草圖1.請上節(jié)課分好組的同學，以小組形式進行探討，組員一起探討設計方案，并且在自己的草稿紙上畫出自己的設計草圖。1.組內討論并在自己的草稿紙上畫上自己的設計草圖。1.創(chuàng)意設計的第一步就是思考，學生需要思考的時間，要給與他們足夠的時間，培養(yǎng)學生的思考能力，開發(fā)好的思考習慣。設計就是需要在靈感出來的當下把靈感記錄下來。記錄靈感是設計的開始，是設計的初期階段的小部分，卻是非常重要的。在這一部分，學生可以充分發(fā)揮想象力，自由設計不一樣的文具盒。3．完善設計方案1.每一個成員都要向小組展示自己的設計方案，展示完后，大家再一起討論之前的設計方案，并完善它。1.思考、組內討論、并完善設計方案。1.學生通過積極交換設計思路和意見，改變和改進設計方案，從別人的設計方案里看出自己的優(yōu)缺點和別人的優(yōu)缺點，促進學生在各個領域的學習風格的轉變，培養(yǎng)學生積極的學習、勤奮思考、合作交流、信息收集和信息處理能力。4.學習3D軟件知識1.在建模之前，我們需要學習一些簡單的繪制二維圖形。1.利用了3Done軟件中的草圖繪制功能。1.可以基于軟件操作的熟練程度來掌握實現(xiàn)設計。帶領學生學習了簡單的三維圖形繪制，為后面進行的自由創(chuàng)作做準備。5.試一試1.大家根據(jù)自己的設計方案，用3Done來繪制出自己的設計圖，在繪制的過程中如果有自己不懂的問題可以請教老師還有同學。1.學生根據(jù)自己的設計方案制作模型。1.掌握軟件的操作只是工具的學習，3D創(chuàng)意設計課程的目標是培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)造能力。在二維草圖繪制過程中，學生之間遇到問題可以互相討論，也可以向老師請教，通過協(xié)同工作，進行知識共享和創(chuàng)新。6.自評互評作品1.每一組選出一個優(yōu)秀作品，介紹自己設計的文具盒，把自己的創(chuàng)意說出來，說說和普通的文具盒有什么不同，運用了哪些3Done軟件的功能，在所有人說完后，大家投票選出所有作品中最優(yōu)秀的。1.學生之間互相欣賞和點評設計作品。1.學生展示創(chuàng)意作品，展示自己創(chuàng)作的作品是課程中非常有意義的活動，這一部分能拉近師生之間和學生之間的距離。通過展示設計作品讓學生認識到自己的優(yōu)點，培養(yǎng)學生的語言表達能力，提高學生適應社會的能力，給學生一個提高審美能力和鑒賞力的學習機會。4.2.2.案例2：前期教學分析（1）教學內容分析酒瓶的制作和礦泉水瓶的制作是第二單元簡易實踐篇的第三次課程。主要的知識點是通過使用3Done軟件，創(chuàng)建酒瓶模型掌握新的一些操作，制作實體模型是為了培養(yǎng)學生的思考能力，激發(fā)學生對此課程的興趣，學生就能夠集中注意力，在有趣、有問題、有精力的狀態(tài)下學習。（2）學生分析本社團學生通過前兩個安利的學習基本掌握了3Done中基礎操作；學會了使用草圖繪制中的圓、橢圓工具，單擊修剪，拉伸，鏡像，渲染，抽殼，扭曲等操作；對建模也是逐漸熟練，本案例主要是讓學生了解圓柱，圓環(huán)，圓角工具的使用，鞏固之前的工具操作。（3）教學目標確定本項目教學課時為1課時，項目的教學目標如表４.3所示。表4.3《酒瓶的制作和礦泉水瓶的制作》案例教學目標知識和技能1.了解圓柱，圓環(huán)，圓角工具的使用，鞏固抽殼、加、減運算工具的使用。過程與方法1.本節(jié)課的主題是用3Done進行酒瓶和礦泉水瓶的制作，運用探究學習、小組學習等學習方法，通過分析、思考、交流、討論，以及教師的引導和指導，完成酒瓶和礦泉水瓶的制作。情感態(tài)度與價值觀1.通過小組評價和授課評價來培養(yǎng)學生的鑒賞能力；善于表明自己的觀點，聽取別人的意見。（4）教學重難點通過案例的學習，熟悉所有操作，并在案例的基礎上加上自己的創(chuàng)意。教學策略制定（1）教學資源教學微視頻為了有效的展開教學，對于每個案例都設計了微視頻教程，微視頻教程都會在上課之前通過教師機傳到每個學生的電腦上，微視頻教程中主要包括本案例的基礎操作以及制作案例的步驟，這樣就能讓學生在課堂中不落后于老師的教學過程，并且有效的融入課堂，而且所有學生都可以自行下載保存微視頻教程，以便于自己在課余時間深入探究。視頻截圖如圖4.3、4.4所示。圖4.3酒瓶的制作微視頻截圖圖4.4礦泉水瓶的制作微視頻截圖（2）教學環(huán)境清華中學計算機教室1是本次教學的教學地點。機房中配備有60臺可以連接網(wǎng)絡的學生電腦，這樣就能保證學生能上網(wǎng)查找資料和及時提交作業(yè)，一臺教師機，教師機可以隨時廣播教師機界面，演示案例建模的過程。（3）教學方法情境創(chuàng)設法和做中學法是本次教學的教學方法，展示3D模型的酒瓶和礦泉水瓶。學生可以試著思考一下設計這種模型的方法。在學習理論和操作的實踐中，加深知識的全面應用。教學過程設計教學環(huán)節(jié)教師學生設計意圖1.主題導入1.上節(jié)課我們學了如何制作飛碟和筆筒，在制作飛碟這個模型時，使用了基本實體中的橢球體和球體以及陣列、抽殼和組合編輯的命令。上節(jié)課有的同學在繪制組合的時候沒有使用組合編輯命令，這樣的話看起來雖然是一體的，但是這兩個球體還是可以分開移動的。所以大家注意一下這個問題。各位同學試一試減、加運算，總結一下減、加運算有什么特點，與組合編輯有什么區(qū)別。操作完減運算大家會聯(lián)想到特征命令的哪個命令呢？1.思考并打開3Done操作。1.引導學生回憶上節(jié)課的步驟，總結易錯的，分析原因。用組合編輯與加減運算的區(qū)別來導入課程2.案例學習1.向學生展示做好的礦泉水瓶和酒瓶的模型，讓學生分析這兩個模型由什么基本實體構成的？2.任務一：制作礦泉水瓶和酒瓶，把制作礦泉水瓶和酒瓶的視頻發(fā)給學生。3.任務二：組成這兩個模型的基本實體還能構成什么樣的模型。1.思考并回答問題。2.打開教學視頻學習制作礦泉水瓶和酒瓶作品。3.與組員一起設計組成這兩個模型的基本實體組成別的物體的方案。1.通過分析作品培養(yǎng)學生觀察能力和分析能力。2.培養(yǎng)合作意識和學生的創(chuàng)新能力。3.讓學生通過自己動手操作，積極參與學習過程，引導學生大膽的創(chuàng)造與實踐操作，培養(yǎng)學生創(chuàng)作作品以及集體合作的精神。3.總結歸納1.引導學生反思，梳理、歸納學習知識，并在學生總結之上進行補充1.學生思考、討論，并總結歸納。1.總結知識要點，加深對新知識的理解。4.自評和互評作品1.每一組選出一個優(yōu)秀作品，介紹自己設計的酒瓶和礦泉水瓶，把自己的創(chuàng)意說出來，在制作這兩個模型時運用了哪些3Done軟件的功能，在所有人說完后，大家投票選出所有作品中最優(yōu)秀的。1.學生互相欣賞并點評作品。1.學生展示創(chuàng)意作品，展示自己創(chuàng)作的作品是課程中非常有意義的活動，這一部分能拉近師生之間和學生之間的距離。通過展示設計作品讓學生認識到自己的優(yōu)點，培養(yǎng)學生的語言表達能力，提高學生適應社會的能力，給學生一個提高審美能力和鑒賞力的學習機會。4.3教學實施在教學實踐過程中，兩位信息技術老師陪同指導，給了我很多的寶貴意見。本次行動研究主要采用“迪金大學的行動研究”模式REF_Ref68367846\r\h[9]（如圖4.5所示），主要是由澳大利亞迪金大學的凱米斯以及他的同事麥克泰格特設計的，“計劃－行動－觀察－反思”的四個實施程序，簡單明了，易于操作。圖4.5迪金大學的行動研究模式4.3.1.行動研究（1）計劃行動研究的是《酒瓶的制作和礦泉水瓶的制作》，研究對象是貴陽市清華中學3D創(chuàng)意設計社團新社員與機器人社團社員，共40人，觀察教學設計的實施效果是本次行動研究的目的，觀察學生的課堂表現(xiàn)以及對學生的作品進行評分，然后反思自己的課堂教學，重新改進教學設計，希望能得到更好的教學效果。（2）行動在課堂教學過程中，通過展示酒瓶和礦泉水瓶的模型，帶領學生一起分析建模的思想，善于引導學生們一起思考。教學的主要任務就是了解圓柱，圓環(huán)，圓角工具的使用，鞏固抽殼、加、減運算工具的使用激發(fā)學生思考。在學習理論和操作的實踐中，加深知識的全面應用。通過講授法，一步一步的帶領學生完成案例，讓學生能夠靈活運用3Done軟件中的操作。（3）觀察學生能否模仿課程案例建模和學生能否有效地討論問題。這兩個方面是在本次教學實踐中重要觀察的點學生能否模仿課程案例建模觀察的分析模仿練習環(huán)節(jié)，在教師演示完酒瓶和礦泉水瓶的建模后，有學生不知道如何定向移動；有的學生不知道加減運算如何選擇；有的學生沒有組合編輯導致兩個實體是分開的，沒有組合在一起。通過對課程的觀察，發(fā)現(xiàn)學生對酒瓶的制作和礦泉水瓶的制作這兩個案例能夠普遍接受，課堂氛圍還行，大多數(shù)學生對這個案例學習熱情高漲。在行動研究中心，筆者不太能掌握好課堂節(jié)奏，教學速度稍微慢了，多數(shù)學生很快就根據(jù)校本課程中的內容進入到下一個知識點進行學習了。教學中鼓勵學生小組合作學習。此外根據(jù)觀察情況設計有評分表，如表4.4所示。表4.4成果評價標準表要點得分具體內容創(chuàng)意理念設計（6）4設計理念新穎，作品屬于原創(chuàng)2按照課程案例，部分修改項目參與（6）4互幫互助，合作學習2參與制作，投入學習作品展示（6）4沒有任何錯誤，完成度高2有少數(shù)小錯誤根據(jù)評價表對學生進行打分，平均分如下圖4.6所示。圖4.6行動研究平均分學生能否有效地討論問題觀察的分析學生之間相互交談的過程中，大部分同學運用所學到的內容，積極嘗試建模。在上課時觀察到了有幾個積極思考的同學，他們己經制作出酒瓶和礦泉水瓶的模型，但是有幾個同學卻利用討論的時間來聊一些與課堂無關的話題，觀看與課堂無關的視頻；還有小部分同學不能在規(guī)定的時間內完成布置的任務，導致延長了上課的時間。本次行動研究表明，學生在創(chuàng)作作品時，都可以完成相關任務；雖然能順利完成任務，但學生在創(chuàng)新實踐的方面卻比較欠缺，這是現(xiàn)在的學生共有的一個問題。同時，學生之間的合作精神不夠，有的學生參與率不高，導致了課堂整體的控制出現(xiàn)了一些小問題。（４）反思行動研究在整體課堂實施效果上，較好的調動了學生的積極性，激發(fā)了學生的對本課程的熱情和興趣，但還是發(fā)現(xiàn)了一些問題，沒有把握好授課的進度，對學生認知情況不了解；學生組內討論時間過長，極個別學生不太喜歡參加討論。本次行動研究，根據(jù)兩位信息技術老師和上述問題針總結課程需要改進以下幾點：對于小組探究時間需要再調整一下。在上課前進行課程的演練和設計每個環(huán)節(jié)的時間，控制好課堂的進度。4.4實施效果分析在本次3D創(chuàng)意設計課程實施的過程中，此中學的一位信息技術教師，也是3D創(chuàng)意設計社團的指導教師參與了整個過程，對所有參加了本次課程的學生和這個社團的指導老師進行了溝通與訪談，結合了大家對本次課程的評價和建議，還有本次課程中出現(xiàn)的問題，對這些內容進行了梳理，總結如下。4.4.1.學生對課程的評價在訪談中，發(fā)現(xiàn)本社團的學生還是很喜歡老師設計的案例的，在自己動手建模的時候也是非常感興趣的，在上課期間如果有遇到自己不懂的問題也會詢問同學，或者請教老師，還會大方分享自己的作品。有的學生對建模很感興趣，不止在課堂上，他們還會利用課余時間去繼續(xù)深入相關內容。學生不同也代表了水平有差異，在上課的過程中，學生獲得知識的能力不相同，對案例的難易程度的感受也不相同，課程中案例的完成情況也不同。不同的學生的水平有差異，在授課過程中，學生的接收知識的能力不同，對項目內容的難易程度感知不容，課程任務完成的情況也不同。學生評價內容如圖4.7圖4.7學生評價內容4.4.2.教師對課程的評價教師對此課程的評價，在每次課程結束之后，兩位信息技術教師就會根據(jù)教學效果，還有學生課堂的表現(xiàn)情況等多方面，提出寶貴的指導意見。 課程項目難度對于學生來說是比較好接受的，學生在做制作出作品時是有很的成就感的。學生們對3D打印的濃厚興趣是從基礎知識篇開始的，為之后的學習打下了一定的基礎；簡易實踐篇和案例提升篇的知識點復雜了點，忽視了個別學生的問題，在這種的情況下應該選幾個同學們感興趣的案例延伸出去，細節(jié)多一點，同學們也能對這些知識把握的更加牢固。課程的實施效果顯著，教師和學生之間有很多互動，教室的氣氛非?；钴S，學生們積極思考問題并解決，能考慮到重點。通過有趣實例的制作，讓學生們自己動手練習，學生的實踐能力會大大提高。但是在學生舉手提問的時候，教師只有精力指導個別學生，有的時候照顧不到其他學生，這個也是一個共性問題，需要大家及時的解決。4.5課程教學反思（１）案例要有趣味性高中生的自由時間是很少的，是因為學習任務比較緊張，大家在上信息技術課程的時候，很容易不重視課程，所以要選擇一些比較輕松、有趣味性的內容來吸引學生。在進行案例教學時，學生會很感興趣，整節(jié)課都投入到案例的制作中來。所以，案例制作教學的趣味性和實用性要高，為了激發(fā)學生的興趣，得將有趣且實用的教學內容滲透到每個案例中去。（２）教學策略要有靈活性在本課程教學中，主要采用的教學方法是：①講案例教學法②范例教學法③講授法。首先得向學生傳授課程內容的基本知識，為后面案例的制作與創(chuàng)作打下基礎。為了促進學生的學習動力，必須在教學實施的過程中增加一些有目的的小活動。通過范例教學法，對案例內容的操作的知識點進行說明和解釋，分析操作中的具體內容和普遍使用方法，要讓學生懂得變通。所以，為了讓學生更好地掌握知識和技能，教師要根據(jù)不一樣的教學課程環(huán)節(jié)制定對應的教學策略。（３）課堂時間分配要有合理性案例教學實施的過程中，基本上每一節(jié)課都包括了基礎知識的講解和案例操作演示，學生模仿案例練習和拓展創(chuàng)作作品。因為教師講解實例操作的時間過長，導致少數(shù)學生拓展創(chuàng)作作品的完成率比較低，教師也不能同時解決所有學生提出的問題。所以，在教學實施的過程中，一定要讓學生們有充足的時間去進行創(chuàng)作和探究，一定要合理安排上課的時間。5.研究總結與展望5.1.研究總結3D打印技術等新興技術融入信息技術課堂下，對于創(chuàng)客教育和3D打印教育文獻進行梳理，對國內外創(chuàng)客教育及3D創(chuàng)意設計校本教材進行了研究，與此同時，搜集了大量關于創(chuàng)客教育背景下的3D打印教育及3D創(chuàng)意設計校本教材的研究資料，對我國市面上的3D創(chuàng)意設計教材進行了整理分析，根據(jù)學生和教師需求設計和開發(fā)了小學創(chuàng)客課程《3D創(chuàng)意設計》校本教材，以此為載體進行了相應的教學實踐，并根據(jù)真實的教學實踐進行問卷調查和訪問得到了具有意義的實踐反饋和教材質量評估。本研究主要是為了滿足在高中信息技術課程標準改革的背景下學生的發(fā)展需求，結合3D打印的當前發(fā)展趨勢，進行的3D創(chuàng)意設計課程的開發(fā)與實踐，總結了本次研究中校本課程開發(fā)的幾個重要點。（１）整理關于校本課程開發(fā)的文獻與書籍，結合校本課程開發(fā)所需的基礎理論知識，為本次研究3D創(chuàng)意設計校本課程的開發(fā)還有實踐提供基礎理論依據(jù)；為了滿足學生學習的需求和保護學生對于創(chuàng)客教育的熱情，結合了本次3D創(chuàng)意設計校本課程開發(fā)的特點，在之前整理相關知識的基礎上確定了本次3D創(chuàng)意設計開發(fā)流程。（２）在開發(fā)《3D創(chuàng)意設計》校本課程的整個過程中，按照了之前確定的開發(fā)校本課程