新課標(biāo)環(huán)境下三維設(shè)計(jì)與創(chuàng)意校本課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施

余蜀津

【摘?要】隨著新課標(biāo)的逐步推行，三維設(shè)計(jì)和創(chuàng)意作為其中的一個(gè)教學(xué)模塊，越來越多的學(xué)校開設(shè)了該課程。本文從課程背景、課程目標(biāo)、課程準(zhǔn)備、課程設(shè)置與實(shí)施、課程反思幾個(gè)方面總結(jié)了我校開展三維創(chuàng)意課程以來的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，以期為本教學(xué)模塊的開展提供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】三維創(chuàng)意設(shè)計(jì);校本課程;新課標(biāo)

2015年9月，教育部發(fā)布的《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》中提到，“有條件的地區(qū)要積極探索新技術(shù)手段在教學(xué)過程中的日常應(yīng)用，探索STEAM（科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)）新教育模式”。教育部于2017年底正式公布了《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，突出了信息技術(shù)是一門基礎(chǔ)課程。其中三維設(shè)計(jì)與創(chuàng)意模塊則作為選擇性必修模塊之一。

伴隨著社會(huì)的發(fā)展和國家標(biāo)準(zhǔn)的頒布，三維設(shè)計(jì)與創(chuàng)意課程逐漸在中小學(xué)課堂里開展起來。但在高中教學(xué)實(shí)踐中，由于高考指揮棒的存在，信息技術(shù)課程基本只開設(shè)必修課程的相關(guān)內(nèi)容，而選擇性必修內(nèi)容只能通過其他途徑解決。我校在2017年頒布了《珠海市斗門區(qū)和風(fēng)中學(xué)校本課程實(shí)施方案》，以此為契機(jī)，我校開展了新課標(biāo)環(huán)境下三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)的校本課程。

一、三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)校本課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施

（一）課程目標(biāo)

以《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》為指導(dǎo)，我校結(jié)合校本課程開設(shè)的實(shí)際，開設(shè)三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)課程，以培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力、合作能力、交流能力、創(chuàng)造力、動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生的空間思維、計(jì)算思維、設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)造性思維的發(fā)展，使學(xué)生成為具有信息技術(shù)核心素養(yǎng)的人才。

（二）課程準(zhǔn)備

三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)是運(yùn)用三維建模軟件和3D打印機(jī)進(jìn)行三維實(shí)體創(chuàng)意設(shè)計(jì)的課程。三維建模軟件種類繁多，常見的有3D Max 、SolidWorks、3D One、123D Design等。我校根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，選擇123D Design作為教學(xué)軟件，并以計(jì)算機(jī)教室一間并配備三臺(tái)桌面式西通3D打印機(jī)作為硬件支持。

（三）課程設(shè)置與實(shí)施

1.課程內(nèi)容從三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)置

（1）三維建模模塊：初步了解三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)，包括工作原理、三維作品賞析，讓學(xué)生領(lǐng)略到3D打印的魅力，激發(fā)其學(xué)習(xí)積極性。學(xué)習(xí)三維建模軟件 （123D Design） 的基本操作和工具運(yùn)用，掌握3D建模方法，為設(shè)計(jì)3D作品打下軟件操作基礎(chǔ)。

（2）自由設(shè)計(jì)模塊：根據(jù)已經(jīng)掌握的三維建模方法設(shè)計(jì)一件自己的作品。學(xué)生從簡(jiǎn)單的模仿操作轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)用技能完成個(gè)人創(chuàng)新、展現(xiàn)個(gè)人思維和設(shè)計(jì)的過程。

（3）作品實(shí)現(xiàn)模塊：掌握切片軟件MakerWare的基本設(shè)置。在這一模塊，學(xué)生會(huì)體驗(yàn)一個(gè)作品從三維模型到實(shí)體模型的過程，充分體驗(yàn)利用3D打印完成自己的作品所帶來的成就感。學(xué)生可以展示自己設(shè)計(jì)的三維作品，講述在設(shè)計(jì)過程中的心路歷程。這樣既能增強(qiáng)學(xué)生的自豪感，又能培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力，并展示其思維過程。

2.課程具體實(shí)施

（1）對(duì)象：高一年級(jí)學(xué)生（人數(shù)控制在40人左右）。

（2）時(shí)間：每周一課時(shí)。

（3）課程安排：

第一課時(shí)：三維設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介、123D Design軟件入門基本操作、利用基本幾何體進(jìn)行建模。

第二課時(shí)：鉛筆、糖葫蘆建模。知識(shí)點(diǎn)：對(duì)象的選擇、移動(dòng)和三維旋轉(zhuǎn)，吸附，多個(gè)對(duì)象的對(duì)齊。

第三課時(shí)：獎(jiǎng)杯建模。知識(shí)點(diǎn)：基本幾何體、對(duì)象的縮放、智能縮放、對(duì)齊和復(fù)制。

第四課時(shí)：馬克杯建模。知識(shí)點(diǎn)：對(duì)象的抽殼、倒角和圓角，多個(gè)對(duì)象的分組與解組。

第五課時(shí)：葡萄酒杯建模。知識(shí)點(diǎn)：多個(gè)對(duì)象的布爾運(yùn)算（合并、相減、相交），對(duì)象的材質(zhì)。

第六課時(shí)：創(chuàng)意花瓶建模（一）。知識(shí)點(diǎn)：草圖的繪制（草圖圓），放樣，環(huán)形整列。

第七課時(shí)：創(chuàng)意花瓶建模（二），知識(shí)點(diǎn)：草圖（多段線、樣條曲線的使用），利用草圖旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生三維模型。

第八課時(shí)：心形吊墜建模。知識(shí)點(diǎn)：草圖的繪制（矩形、圓、修剪），構(gòu)造（拉伸）的使用。拓展：構(gòu)造（掃掠）的使用介紹。

第九課時(shí)：齒輪建模。知識(shí)點(diǎn)：草圖的繪制（圓、多段線），環(huán)形整列，構(gòu)造（拉伸）。拓展：整列（矩形、環(huán)形、路徑、鏡像）的使用。

第十課時(shí)：收納盒建模。知識(shí)點(diǎn)：草圖（多段線、矩形整列、草圖圓角、修剪），拉伸，扭曲。拓展：修改（壓/拉、扭曲、分割實(shí)體）的使用。

第十一課時(shí)：姓名牌建模。知識(shí)點(diǎn)：草圖（多段線、偏移、圓角），拉伸，文本的使用。補(bǔ)充：兩點(diǎn)圓弧，三點(diǎn)圓弧，延伸。

第十二課時(shí)：自由創(chuàng)作，根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)的123D Design軟件建模技能并結(jié)合自己的興趣愛好，發(fā)揮學(xué)生豐富的想象力，創(chuàng)作一個(gè)最終作品。

第十三課時(shí)：建模的實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)切片軟件MakerWare的基本設(shè)置和使用，學(xué)習(xí)西通3D打印機(jī)的基本操作技能，把三維建模通過3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)出來。

（四）課程反思

本課程最初是高二年級(jí)信息技術(shù)課開設(shè)的選修課之一，并且實(shí)施了兩個(gè)學(xué)期。學(xué)生對(duì)新生事物的興趣較為濃厚，課堂教學(xué)初見成效。但隨著信息技術(shù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)行，高中信息技術(shù)必修課時(shí)調(diào)整為54課時(shí)，所以高二年級(jí)今后存在不開設(shè)信息技術(shù)課的可能，于是把本課程的開設(shè)和高一年級(jí)的校本課程結(jié)合起來。

課程實(shí)施過程中，本課程以一學(xué)期為一個(gè)周期，每個(gè)周期內(nèi)課時(shí)的多少可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。在我校高二年級(jí)選修課開設(shè)的過程中，由于時(shí)間比較緊湊，所以在課時(shí)上會(huì)適當(dāng)壓縮。例如，在涉及123D草圖部分的學(xué)習(xí)時(shí)，由于之前課程已經(jīng)開設(shè)了各類平面設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)（如Photoshop、Corldraw），并由于平面軟件的互通性，所以會(huì)適當(dāng)壓縮草圖工具的學(xué)習(xí)和講解，以三維設(shè)計(jì)部分作為學(xué)習(xí)和講解的重點(diǎn)。另外，第十二課時(shí)的自由創(chuàng)作會(huì)適當(dāng)刪減，以軟件學(xué)習(xí)為主，為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。同時(shí)，第十三課時(shí)建模的實(shí)現(xiàn)，則主要通過教師在課余時(shí)間把學(xué)生的課堂作品打印出來，并在課堂上呈現(xiàn)給學(xué)生的方式來開展。

而在高一年級(jí)的校本課程開設(shè)過程中，由于每個(gè)學(xué)期課時(shí)相對(duì)寬裕，課程內(nèi)容可以適當(dāng)擴(kuò)展。例如，由于高一年級(jí)學(xué)生缺乏平面軟件基礎(chǔ)（如Photoshop、Corldraw），在教學(xué)草圖的繪制部分的時(shí)候，操作上可以講解得更細(xì)致一些，給學(xué)生多一些時(shí)間來練習(xí)操作技巧，如草圖中多段線的繪制和Photoshop中的鋼筆工具操作。另外，在第十二課時(shí)，自由創(chuàng)作的時(shí)候可以適當(dāng)增加課時(shí)，給學(xué)生更多的自由創(chuàng)作空間和時(shí)間。

教學(xué)過程中主要運(yùn)用的教學(xué)方法有項(xiàng)目式教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)和小組合作教學(xué)。項(xiàng)目式教學(xué)和小組合作教學(xué)貫穿于整個(gè)課程中。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)主要運(yùn)用于軟件學(xué)習(xí)階段，每節(jié)課給予合適的任務(wù)，可有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

一個(gè)合適的課程評(píng)價(jià)體系能有效指導(dǎo)并督促學(xué)生的學(xué)習(xí)。在本課程的實(shí)施過程中，要綜合運(yùn)用過程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)，以過程性評(píng)價(jià)為主（占比70%），終結(jié)性評(píng)價(jià)為輔（占比30%）。在過程性評(píng)價(jià)中，主要包含學(xué)生的考勤（占比10%）、軟件掌握程度（15%）、作業(yè)完成情況（20%）、學(xué)生的自評(píng)互評(píng)（10%）、創(chuàng)新性思維的體現(xiàn)（15%）。而終結(jié)性評(píng)價(jià)主要以最終3D創(chuàng)意作品來進(jìn)行評(píng)價(jià)。

通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生除了可以掌握基本的三維建模，還可以鍛煉空間想象力。123D Design可以讓學(xué)生從6（前、后、左、右、上、下）個(gè)視角對(duì)物體進(jìn)行觀察，建立物體空間感和各個(gè)視角之間的聯(lián)系。123D Design通過構(gòu)造命令（包括拉伸、掃掠、旋轉(zhuǎn)、放樣）產(chǎn)生三維模型，可以幫助學(xué)生理解平面和整體的關(guān)系。例如，花瓶建模的過程需要運(yùn)用旋轉(zhuǎn)建模，這就需要學(xué)生想象平面經(jīng)過旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生什么樣的三維實(shí)體。另外，本課程可以鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。例如，在利用基本幾何體建模過程中，學(xué)生能靈活運(yùn)用所學(xué)技巧建立火箭、高鐵等三維模型。

本課程主要是面向大部分學(xué)生的校本課程，課程內(nèi)容深度有限，學(xué)生時(shí)間有限，所以學(xué)生作品尚不足以參加各類競(jìng)賽。其次，硬件設(shè)備也屬于入門級(jí)別，打印精細(xì)程度有限。我校將會(huì)在這兩個(gè)方面繼續(xù)加強(qiáng)，爭(zhēng)取在各類競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王晴晴.STEAM教育理念下校本課程的開發(fā)——以小學(xué)3D打印課程開發(fā)為例[J].中小學(xué)電教，2020（04）.

[2]賈金元，等.高中3D打印校本課程設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐[J].基礎(chǔ)教育參考，2017（07）.