指向核心素養(yǎng)的小學(xué)3D建模教學(xué)策略

楊雅薇

近幾年，3D建模成為中小學(xué)創(chuàng)客教育、STEAM教育、信息技術(shù)教育的重要組成部分，相當(dāng)一部分中小學(xué)在興趣小組、社團活動中都開設(shè)了相應(yīng)的課程。而當(dāng)前小學(xué)3D建模的教學(xué)現(xiàn)狀是：教師缺乏深度的專業(yè)知識和專業(yè)理解，很難做到在教學(xué)過程中游刃有余、深入淺出;學(xué)生雖然對3D打印“造物”非常感興趣，但空間思維、動手能力存在不足，且缺少基礎(chǔ)的專業(yè)知識與技能。筆者在核心素養(yǎng)的指引下，從教學(xué)的選材、提問、演示、過程與體驗、項目幾個方面入手展開實踐，破解小學(xué)3D建模教學(xué)難題，探索小學(xué)3D建模教學(xué)策略，有效地提高了小學(xué)3D建模教學(xué)質(zhì)量，促進了學(xué)生核心素養(yǎng)的提升，并總結(jié)了如下教學(xué)策略。

● 選材：貼近學(xué)生生活

小學(xué)3D建模教學(xué)中所造之物，要貼近學(xué)生的實際生活，這樣一方面拉近了學(xué)生與物之間的距離，另一方面讓學(xué)生體驗到打印之物具有實際的使用價值。

例如，蘇教2018版五年級《小學(xué)信息技術(shù)》3D創(chuàng)意設(shè)計模塊各課所造之物，其立體剪影、筆筒、花瓶、手機架、棋子，均來源于學(xué)生的日常生活，學(xué)生非常熟悉。這有助于培養(yǎng)學(xué)生從實際生活中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，發(fā)展學(xué)生的設(shè)計思維、計算思維。

● 提問：聚焦問題實質(zhì)，有效引導(dǎo)

所提問題要有明確的目標(biāo)性和指向性，這樣有助于學(xué)生抓住問題的實質(zhì)，在問題的指引下，逐步走向有深度的思考與學(xué)習(xí)。

例如，在講解《設(shè)計花瓶》一課時，學(xué)生將接觸到半剖面通過旋轉(zhuǎn)成立體圖形，然后抽殼成空心立體圖形等概念、原理，這些都是學(xué)習(xí)和理解的難點。在導(dǎo)入部分，教師可以設(shè)計如下提問：①這些花瓶的半剖面是一個什么樣的平面圖形？②這些花瓶上有哪些點綴的裝飾物？③這些花瓶是空心的嗎？學(xué)生在欣賞各種精美的花瓶素材的同時，在教師提問的引領(lǐng)下聚焦于本課的教學(xué)要點，展開觀察，在具體、形象、直觀的情境中，更好地理解與獲得體驗。

● 演示：借助實物演示，促進二維平面到三維空間的變換

3D建模需要從二維的平面圖形轉(zhuǎn)化生成三維立體圖形。小學(xué)生的空間思維能力比較弱，理解并接受這一知識需要一個過程。而在這個過程中，教師可以借助實物演示搭建學(xué)習(xí)支架來幫助學(xué)生理解，改善學(xué)習(xí)體驗，提高學(xué)習(xí)獲得感。

例如，在講授《制作立體剪影》一課時，教師可以使用“樣條曲線”繪制剪影輪廓平面圖，通過“拉動”讓二維的剪影輪廓平面圖變?yōu)槿S的立體剪影。由于由二維平面到三維空間的變換是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，教師可以借助實物演示，幫助學(xué)生理解和掌握由二維平面圖形生成三維立體圖形。用簡易收納水桶（如下頁圖）來展示由二維平面圖形“圓”到三維立體圖形“圓柱形水桶”的變換。簡易收納水桶在收納狀態(tài)呈圓形，在拉動和展開的過程當(dāng)中，恰好完美地展示了從平面圖形經(jīng)過拉伸形成立體圖形的一個過程，給學(xué)生完美而動態(tài)地呈現(xiàn)了平面的二維圖形通過拉伸變成三維的立體圖形的過程，使學(xué)生輕松認識DSM軟件“拉動”工具從平面到立體的過程，促進學(xué)生平面思維向空間立體思維的發(fā)展。

● 過程：注重計算機“造物”體驗

良好的學(xué)習(xí)體驗，一方面有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，另一方面也有助于學(xué)生加深對知識概念的理解，促進深層思考和深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，使知識的遷移和運用水到渠成。3D打印的過程需要一定的時間，不可能在較短時間內(nèi)完成。教師在教學(xué)過程中，可將現(xiàn)場3D打印和教學(xué)過程有機結(jié)合起來，打印的具體內(nèi)容視教學(xué)而定，3D打印是教學(xué)過程的一個環(huán)節(jié)，開始打印的時間可依據(jù)教學(xué)節(jié)奏來決定。在等待打印完成的過程中，可繼續(xù)教學(xué)，讓學(xué)生身臨造物現(xiàn)場，一節(jié)課結(jié)束，一件作品也打印完成，即使一節(jié)課只打印完成了一部分，也能讓學(xué)生獲得充分的造物體驗。

例如，運用3D建模、3D打印解決象棋里丟失的棋子。全班分工協(xié)作，建模設(shè)計不同的棋子，湊齊一副全球獨一無二的象棋。學(xué)生在獲得計算機造物體驗的同時將獲得成功的體驗，充分感受3D建模、3D打印技術(shù)在解決生活中實際問題的過程中的作用。

● 項目：基于小項目開展教學(xué)

項目式學(xué)習(xí)指向?qū)W生解決實際問題的能力，符合學(xué)生素養(yǎng)提升目標(biāo)。項目式學(xué)習(xí)需要調(diào)動的資源非常多，需要眾多人力、物力的支撐與配合，往往耗時比較長，時間跨度大，通常一個學(xué)期才能完成一個完整的作品。這種標(biāo)準(zhǔn)化的項目式學(xué)習(xí)方式，在普及性的小學(xué)3D建模教學(xué)中就不太適用了。取而代之的可以是折中方案——基于小項目。小項目本身比較簡單，所需調(diào)動的資源比較少，在1～2人的參與下，1～2節(jié)課的時間基本就能完成，同時不涉及過高要求的跨學(xué)科知識的綜合運用，更多的是一種偏向一個有意義的、真實的、完整的實例。

例如，3D創(chuàng)意設(shè)計模塊的教學(xué)內(nèi)容，制作立體剪影、設(shè)計筆筒等都是基于小項目進行編排。教師可基于小項目組織教學(xué)，讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，經(jīng)過動手實踐、合作探究，積極地主動地學(xué)習(xí)，習(xí)得知識與技能，積累經(jīng)驗，促進深度理解與體驗，以實現(xiàn)知識的遷移與運用。在交流展示、自評、互評中，促進學(xué)生反思。

總之，指向核心素養(yǎng)的小學(xué)3D建模教學(xué)是在小學(xué)開展3D建模教學(xué)的初衷，是本質(zhì)回歸。它不是一句簡單的口號，需要在具體的實際行動當(dāng)中得以體現(xiàn)。