《3D创意设计》校本课程开发的实践探索

1.绪论1.1.研究背景随着教育蓬勃发展，人们逐渐迈入“互联网＋教育”、“人工智能＋教育”、“大数据＋教育”的发展如火如荼，这些新兴的教育模式不仅改变了教师的教，也改变了学生的学，这一现状促使教育界对人才的培养战略进行了重新定位。我国采用课程管理模式，分为以下三级①国家课程②地方课程③校本课程。国家课程主要是体现国家的意志，考虑的问题来自国家的宏观水平层面，满足中小学生的基本发展，核心要求，是决定一个国家在基础教育方面的重要地位。地方课程是根据当地文化、民族等特色而开发的，但是个别学校或学生的特殊情况地方课程就考虑不到。能解决这两个课程限制的课程就是校本课程，校本课程就能满足一些学生的发展需求，注重学生的个性化发展的提升和创新能力的提高。学校和教师这两个要素是属于开发校本课程的主体，学生的发展需求只有学校和教师才能真正了解，只有他们才能把学生的兴趣和爱好结合起来，只有以学校的办学特色结合现有的课程资源，这样才能开发出以学生的发展为原则的校本课程。（1）学校特色教育发展需注入新内容在特色教育方面，我国的重视度从未降低过，从中央到各地的教育行政部门对学校的特色教育和课程设置展开了大量的研究，并对学校的校本课程化特色教育设立专门的项目资金进行支持。对于适应新时代发展的学生培养课程设置上。课程的实施在引导学生学会学习方面，提出了具体的要求．“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现象，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力REF_Ref68367483\r\h[1]。（2）创客教育融入校园“大众创业，万众创新”这个口号是在2015年开始就变成了全民关注的焦点REF_Ref68367548\r\h[2]，“创新创业”这个理念深入人心，所以在政府工作报告中就出现了“创客”。最近几年，3D打印独特的成型技术吸引了众多教育领域学者的目光。这些教育领域的学者将3D打印技术引入基础教育阶段，并应用创客教育、STEAM等创新教育模式中，以此打破传统教育的困境、探索教学新方式REF_Ref68367586\r\h[3]。在学术界,普遍地认为“创客教育”的迅速兴起,是与美国总统奥巴马在2009年11月“教育创新”这个大会上的一些讲话有着密切的联系。奥巴马在此次全体代表大会上再一次号召“所有学生都不是消费者，而是创造者”。随后，美国白宫立即启动了“创客教育计划”（MakerEducationInitiative，MEI），并让《Maker》杂志的创始人德勒·东赫提（DaleDougherty）领衔负责实施REF_Ref68367637\r\h[4]。在2014年美国白宫创客嘉年华活动（WhiteHouseMakerFaire）过程中，奥巴马呼吁：“全体国民加入到激发创新和鼓励社区发明的行动中来”REF_Ref68367678\r\h[5]，从而进一步扩大和加深了创客教育。3D打印是以三维数字虚拟模型为基础，运用粉末状可黏合材料，通过自下而上、逐层叠加的方式来制造实体的新兴技术REF_Ref68367702\r\h[6]，3D打印在技术上是具备节省材料、精准度高、等优点。因此，在教育领域，因此,在教学领域,3d打印技术课程的具体实施和方法正在得到深入探讨。3D创意设计教学课程就是教学生利用三维建模软件去进行创新设计,目的是让先进制造工艺技术真正走进我们的课堂、走进我们的校园。1.3.研究思路和研究方法1.3.1.研究思路通过整理了关于校本课程的相关文献，开发设计3D创意设计校本课程，那就主要从三个方面来进行研究。第一步是本论文通过文献研究法整理查找到的相关文献来研究校本课程开发的理论基础；第二步是以学校课程开发概念为基础来开发3D创意设计校本课程；第三步通过行动研究法来进行教学实践观察，总结经验，分析不足，反思。研究思路流程图如图1.1所示.图1.1研究思路图1.3.2.研究方法本论文主要采用四种方法来进行研究。文献研究法文献研究法：通过整理分析相关的书籍和网络上相关的文献资料进行研究，整体把握所研究内容的研究价值，提供其研究理论依据。以“校本课程开发”“3D打印”“3D创意设计”等关键词在知网、万方、维普等众多学术搜索引擎中进行搜索，整理了校本课程开发的国内外研究还有3D打印课程的国内外研究现状，由此进行概括归纳总结；与网络检索的书籍和有关论文相结合，梳理校本课程开发相关的理论基础，为设计3D创意设计校本课程的一系列内容提供了理论指导。问卷调查法问卷调查法：将统计调查用的调查表格分发给调查对象，通过提问，回收表格，获得相关信息。在本此研究中，笔者发放调查问卷给贵阳市清华中学的高一3D创意设计社团和机器人社团学生，进行数据统计，了解清华中学3D创意设计社团和机器人社团学生对3D创意设计校本课程的需求。访谈法访谈法：研究者通过与受访对象之间的面对面的交流，了解实际情况，发现其中的问题并提出宝贵的指导意见。在本次研究中，对此中学的学生和信息技术老师进行访谈，，同时，我们还可以进一步加深对调查和分析中发现的问题的理解，以便加深对问题的理解，得出更全面的结论。（４）行动研究法行动研究法：教师为了解决教学的实际问题在原有设计的基础上，采取的某种新措施的研究REF_Ref68367729\r\h[7]，具体有四个步骤：计划→行动→观察→反思。在进行3D创意设计校本课程教学实施时，第一步就是设计好教学计划，第二步则是根据计划采取行动，实施教学，第三步是通过观察学生反应，最后一步则是反思计划的执行情况。1.4.研究意义信息技术课程作为综合实践活动课程的必要环节之一，是非常重要的。在国家课程改革纲要和综合实践活动纲要中，在创意物化的学习目标中都可以看出3D打印符合新时代的课程改革背景。3D创意设计也逐渐成为学校特色教育发展的重要教学内容，在学生设计思维、创新创意能力的培养上都有着积极的意义。2.校本课程开发的理论基础2.1.校本课程开发的理念校本课程的开发是为了满足学生的兴趣需求而开发设立的课程，开发校本课程的主要目的是促进学生的发展，校本课程是在探索学生的可能性，培养学生的创造力。学生可以选择自己喜欢的课程，展示自己的能力和才华。因此，在校本课程的开发当中，学生的实践是非常重要的环节，最终的追求就是尽全力的发展学生的可能性和个性。在校本课程的开发中，学校的校长还有学校的老师是课程开发的主体，学校教育的具体的执行人是学校的教师，他们能够强调自己学校教学的特点；学校具备自我更新换代和不断发展的体系。课程开发必须基于学生的需求和学校的实际可能，学校的校长还有学校的老师则是最清楚这些需求和可能的。实施“三级课程管理”是2001年颁布的《基础教育课程改革纲要试行》里已经明确指出的,就是我们国家课程与地方课程以及校本课程这三个层次的课程之间需要进行相互结合，可以看出，校本课程是国家基础课程计划中不同于其他两个课程水平的一个重要组成部分。其中，国家课程主要是涉及到的是国家的基础知识，体现的是国家意志，是属于长期性问题，具有它独特的优势，创造学校特色和优势、满足学生需求是属于课程改革的重要内容。这一政策为确立学校特色提供支持和保障。在开发校本课程的过程中，综合考虑国家课程，调整和补充两个课程的开发模式。如果学校想要拥有自己办学特色和优势，就必须开发属于自己学校特色的校本课程。2.2.校本课程开发的模式课程开发的一般模式主要包括四种模式，这四种模式分别是目标模式、过程模式、实践模式和情境模式。这些都是结合之前学者们的结合实际情况而得出的结果。本研究基于上述开发模式的启示，对《3D创意设计》校本课程的课程价值着重阐述。在科学管理、实证主义哲学等众多理念的影响下，目标模式是设定教学计划目标，设置教学计划开发的核心，在此基础上构建教学计划开发模式。泰勒原理：泰勒的目标模式是基于博比特和查特斯进一步明确课程开发的顺序和步骤。泰勒的目标模式，在其形成过程中经历了很多的修正和变形，不断地取其精华，去其糟粕。最终形成了相比之前更完整的泰勒模式图，如图2.1所示图2.1泰勒模式图情境模式又被称为“情境分析模式”或称为“文化分析模式”，由五部分组成：①分析情境②拟订目标③编制课程方案④诠释和实施课程方案⑤评估和反馈以及重建。“课程开发以社会文化作为起点”这是情境模式强调的，更加关注对社会和人类有益的公共基本文化，情景模式整合了哲学、社会学、心理学这些有助于课程开发的方法。这一模式的过程可以简要概括为如图2.2所示。图2.2情景模式理论在本研究中，笔者致力为高中生开发出最适宜他们学习的3D创意设计校本课程，主要参考相对完善的情境模式的课程开发步骤。通过结合目前的教育背景还有社会现实等等，在原有的情景模式理论中进行了相应的修改，最终确定3D创意设计校本课程开发的具体步骤为：情境分析→目标确定→内容确定→课程实施→课程评价这个流程，为3D创意设计校本课程的实践提供理论指导。3.《3d创意设计》校本课程开发3.1.《3d创意设计》校本课程开发的情境分析3.1.1.相关政策分析《中小学综合实践活动课程指导纲要》颁布以来，各省的教育行政部门都采取了行动，对中小学综合实践活动课程的开展十分重视，特别是在纲要中，提出了创意物化的相关目标。在小学阶段的学生己具备初步的实践能力，可用纸笔进行手工设计，并选择适合的材料完成制作；到小学高年级，学生已经能够运用信息技术手段，设计并制作个性化的创意数码作品，如微视频、3D创意设计、开源硬件等。在生活中遇到问题时，尝试用信息技术的方法和手段去解决，服务学习和生活。从这里，可以看出3D创意设计在综合实践课程中的重要性。因此，部分省市将3D创意设计课程融入到信息技术课堂，部分学校则开发了相应的校本课程。有一个叫3DOne青少年三维创意社区的网站，这个社区是举办全国中小学电脑制作活动3D创意设计比赛的官网，每一个省份都有许多学校入驻这个网站，在这个网站上，3D创意设计教材可以分为四类，分别是信息技术教材、校本教材、大咖专著、创客来了。总共有66本相关书籍。虽然全国各地都在开展创客教育和综合实践课程，但是真正有信息技术教材的省市较少，据统计，信息技术教材集中在广东省、山东省和四川省。创客大咖出版的3D教材最多，学段涵盖最广，内容最丰富，主要使用地区集中在北京、上海、广东、山东等地区。从上面的数据可以看出，现在市面上的3D创意设计教材虽然很多，但是主要集中在发达地区，教材中主要涉及了3D打印基础技能、3D打印技术应用、3D设计案例等。笔者阅读了省市与3D创意设计相关的信息技术教材，发现在信息技术教材中，3D创意设计只是作为一两章的内容，并不是作为整本书的教学内容；而各校的3D创意设计校本教材则是根据自身学校的特点开发的教学内容，并不具适用性；创客大咖编著的3D创意设计教材适用于发达地区的学生使用，对于欠发达地区的学生来说，难度较大，适合程度较好的学生自学，不适合大班教学。综上所述，可以看出设计和开发适用于欠发达地区的3D创意设计校本教材是非常有必要的，特别是设计和开发适用于贵州地区的创客课程3D创意设计教材是具有现实意义的，因此以自己所实习学校为研究对象，已期设计和开发的高中创客课程《3D创意设计》校本教材能给今后的研究提供方向和理论基础。3.1.3.学生的需求分析在开发3D创意设计校本课程前期，必须对参与本课程的学生进行调查，好让校本课程满足学生的兴趣需求。在开发本课程前梳理大量的相关书籍和相关文献，结合本次3D创意设计校本课程开发的学校、学生的实际情况，最后确定了从四个维度来设计调查问卷（见附录１）①从学生对3D建模的认识②学生对开设3D创意设计课程的态度③3D创意设计课程内容④3D创意设计课程实施，为3D创意设计校本课程的开发提供参考。问卷结果分析3D建模的认识内容分析：有20%的同学表示见过，50.61%的同学表示听说过，29.39%同学不了解。如图3.1图3.13D建模的认识（2）开设3D创意设计课程的态度内容分析：71%非常感兴趣，29%感兴趣。（3）3D创意设计课程内容分析：有85%的同学表示对3D建模软件的操作使用感兴趣。（4）3D创意设计课程实施分析：65%的同学希望课程前部分老师讲解基础知识，后部分学生自己探究与小组合作学习。综上所述，通过对3D建模的认识、学习者对开设3D创意设计课程的态度、学习者对3D创意设计课程内容的需求、学习者对3D创意设计课程实施的需求进行分析，我们可以得到：（1）多数学生对于《3D创意设计》校本课程是非常感兴趣的，有的学生表示虽然自己没有任何制作模型的经验，但也还是非常希望有此课程；（2）大部分学生都希望校本课程上有实践操作建模的步骤，都比较倾向于理论加实践；（3）学生们比起别的方式更喜欢结合自主探究和合作学习相结合的教学方式.3.1.4.教师的需求分析开发3D创意设计校本课程离不开本学校信息技术教师的经验和教学能力，所以对贵阳市清华中学高中信息技术老师进行了访谈（访谈提纲见附录２），从本校教师对开发3D创意设计校本课程的态度出发，讨论3D创意设计校本课程开发的必要条件。问题１：您参与过信息技术校本教材开发吗？您参与信息技术校本教材开发几年了？两位老师都参加过问题２：您认为3D创意设计校本教材内容开发的依据是什么？在这一问题中，一位教师回答说3D创意设计校本教材内容开发要按照教育部基础教育的学生发展目标，并且以核心品质为基础，培养学生创新能力和空间想象力，还有一位教师说需要根据学校实际需求，必须与生活密切联系，在生活中发掘教材内容中的素材。问题３：您认为３Ｄ创意设计校本教材的内容应该怎样设计？为什么？在这一问题中，有一位教师建议３Ｄ创意设计校本教材内容应该以项目设计为基础，采用主题式的案例，贴近生活的实例激发学生的创作兴趣，循序渐进，设计的项目用来解决生活中的问题。有一位教师建议，教材内容应注重创新，立足实际，吸引学生兴趣。问题４：您认为3D创意设计校本教材内容选择时需要注意哪些问题？在这一问题中，老师们给出的建议是：注重任务设计的层次性；教材要注重趣味性；配套相应的视频教程；在学生的创新创意培养上加强；要有能力提升的部分设计；要注重培养学生的设计思维，形成内在能力。从学生熟悉的物品入手，以案例制作为主。注重学生基础培养，侧面引导学生创新。3.2.《3d创意设计》校本课程的目标、内容确定3.2.1.目标确定课程目标是课程开发的重要标准，主要参考课程本身的特定目标和意图。整个课程开发的过程是被课程目标引导着的，另外课程目标也为后面的课程内容和课程评价制定了标准。课程目标的确立在高中《3D创意设计》课程的开发过程中，有着重要的意义，主要有以下几个方面REF_Ref68367784\r\h[8]：（１）目标是课程开发情景分析的思维轴线（２）目标是课程素材选择的依据（３）目标是参考激励教学过程的操作（４）目标是教学方法选择和组合的依据（５）目标是教学评价的参照因此，本次开发校本课程的其中一个重点是制定课程目标，参照高中信息技术课程标准中的信息技术科目的课程目标，结合学生需求和教师需求，制定适合高中生的课程目标，确定3D创意设计课程的开发与实施。本次校本课程的目标：提升高中生的信息素养，培养高中生的创新思维能力。3.2.2.内容的确定在内容选择的过程中，参考了大量相关书籍和网络相关的参考文献，。通过对这些书籍与参考文献的仔细阅读，结合前期对学生需求调查确定此课程的内容，根据3D建模的难易程度，将整个课程内容分为：基础知识篇、简易实践篇和案例提升篇，三个模块具体任务如表3.1所示。表3.1《3D创意设计》课程学习内容模块学习内容基础知识篇认识3D创意设计了解3D打印技术走进3DOne社区初识3DOne简易实践篇熊猫笔筒飞碟酒瓶矿泉水瓶葫芦镂空球案例提升篇公道杯桥梁基础知识篇基础知识篇首先介绍3D打印的来历与特征以及相关软件的安装和相关网站的运用，为了整个3D创意设计课程的学习打下基础。这个模块主要带领同学们初识3D打印技术和如何安装相关软件，了解运用3Done中的基础界面和操作。简易实践篇简易实践篇旨在带领学生深入学习3Done这个建模软件，通过简单案例来让同学们了解3Done中操作的运用。简易实践篇的内容需要同学们在理解所有操作，结合这些功能，动手操作，互相讨论合作。案例提升篇案例提升篇主要是在简易时间篇的基础上加大建模的难度，同学们需要灵活运用前面学到的知识来完成内容，案例提升篇这部分相较于之前的内容繁杂，难度比较高，主要在与培养学生空间能力，学会建模的方法，通过案例的学习，举一反三，运用到显示生活的学习当中，提高学生解决的能力。3.3.《3D创意设计》校本课程的实施计划3.3.1.课程计划3D创意设计课程时间安排是每周一个课时，本课程一共有八个课时，实际课程实施以学生和学校的实际情况为准。具体课时安排如表3.2所示。表3.2《3D创意设计》校本课程课时计划课程名称序号名称课时3D创意设计1认识3D创意设计+了解3D打印技术+走进3DOne社区12初识3DOne13熊猫挂件的制作14飞碟的制作+笔筒的制作15酒瓶的制作+矿泉水瓶的制作16葫芦的制作+镂空球的制作17公道杯的制作18桥梁的制作13.3.2.课程教学（1）教学理念促进每一位学生的发展是课程教学的目的，因此在3D创意设计课程教学的过程中最重要的教学理念就是要把学生的兴趣和需求放在第一位，在教学3D建模的方法、指导3D建模方法的全过程中，应该从学生的认知、理解的观点出发，确立以学生为中心的教学氛围。在进行3D创意设计的教学中，教师不仅要教会学生们基本操作，还要让学生在基本操作的基础下运用这些操作，立足实践，积极考虑，在教师进行教学实践的过程中，亲自动手操作建模软件。（2）教学环境在高中信息技术课程中，最基本的要求是所有学生在课程中都要每人一台电脑。清华中学一共有计算机教室1，计算机教室2，两个机房，每个机房有60台学生电脑。本次《3D创意设计》课程教学的时间地点主要是社团时间在计算机教室1进行教学，机房电脑系统是可以更改的，Windows7和Windows10都能用，每一台电脑都可以连上网络，这样就保证学生在网络上查找资料和按时上传作业。3.4.《3d创意设计》校本课程的评价3.4.1.课程评价的主体教师作为课程的实施者，因此，教师可以评价学生的学习结果。通过与两位信息技术教师的访谈，为本次校本课程的研究提供了相应的评价和建议。大部分的课程评价都是由教师来评，但3D创意设计校本课程主要是为了提高学生的信息素养，所以学生对课程的评价也非常重要。学生是学习的主体，最能够对教师上课的过程进行评价，这是对教师课程的教学效果最直观的评价。3.4.2.课程评价的内容根据研究目标对3D创意设计校本课程进行评价，老师对课程的评价和学生对课程的评价是决定评价内容的两个方面。主要从目标是否达成，学生对课程难易程度的评价，内容方法是否妥当，学习过程中遇到的问题四个方面进行，以这四个方面来总结出3D创意设计校本课程经验。教师对课程的评价不仅只有考虑最后学生的成绩，还兼备课堂表现。主要从教学方法是否合适、课程内容的难度、实施效果、课堂整体效果四个方面进行评价。4.《3d创意设计》校本课程的教学实践4.1.教学实施准备4.1.1.实施对象本课程实施的对象为贵阳市清华中学3D创意设计社团新社员与机器人社团社员，共40人。通过前期的调查问卷得知，这两个社团的学生基本上长期接触计算机，对计算机的操作比较熟练；大部分同学都通过网络渠道或者同学口中听说过三维建模，不仅如此有的同学还在初中的时候参加过创客比赛，有学习或了解过三维建模，所以本次3D创意设计课程已这些社团成员能力为基础，选择适合大家的课程内容，符合学生的需求。实施环境贵阳市清华中学一共有计算机教室1和计算机教室2，两个机房，每个机房配备有1台教师机和60台可以上网的学生电脑。本次《3D创意设计》课程教学的地点主要在计算机教室1，机房电脑系统是可以更改的，Windows7和Windows10都能用，每一台电脑都可以连上网络，这样就保证学生在网络上查找资料和按时上传作业。4.1.3实施时间在实习2020年9月初到2020年12月初的这段时间李，每周三下午4：15-:5：45对3D创意设计社团成员和机器人社团成员授课，每周1课时，一共8个课时。每个课时的授课内容如表4.1所示。表4.1《3D创意设计》校本课程的具体授课内容序号名称课时授课内容1认识3D创意设计+了解3D打印技术+走进3DOne社区第1课时初识3D打印并了解相关网站并注册账号，安装软件2初识3DOne第2课时通过设计文具盒，认识3Done这个建模软件的基本操作，学会简单操作，学会通过青少年三维创意社区的账号保存和上传自己的作品3熊猫挂件的制作第3课时通过实例教授：草图绘制中的圆工具和椭圆工具，草图编辑中的单击修剪工具，特征造型中的拉伸工具，基本编辑中的旋转工具和镜像工具，基本实体中的圆工具和圆柱工具，颜色中的渲染工具4飞碟的制作+笔筒的制作第4课时通过实例教授:特殊功能中的抽壳工具，基本编辑中的阵列工具，组合编辑中的减运算和加运算，特殊功能中的扭曲工具，基本实体中的球工具，5矿泉水瓶的制作+酒瓶的制作第5课时通过实例教授：基本实体中的圆柱工具、圆锥体工具、圆环工具，特征造型中的圆角工具，基本编辑中的移动工具6葫芦的制作+镂空球的制作第6课时通过实例教授：草图绘制中的多线段工具和圆弧工具还有预制文字工具7公道杯的制作第7课时结合之前教授的工具来完成实例8桥梁的制作第8课时结合之前教授的工具来完成实例4.2.教学设计4.2.1.案例1《初识3Done》前期教学分析（1）教学内容分析初识3Done是第一个单元的第二课，这节课的主要任务是认识3Done这个建模软件的基本操作，学会简单操作，学会通过青少年三维创意社区的账号保存和上传自己的作品。本节课在需要正确处理三维设计对个人及社会发展的优势上,为教师和学生提供了较大的结合实践开展讨论、学习及认知生成的空间。（2）学生分析本课教学对象是高中生，高中生能迅速接受新事物，有强烈的好奇心和积极思考的能力，高一的学生相对于毕业年级没有很大的升学压力，适合接触各种各样有趣的活动，而且学生对于3D建模知识兴趣浓厚，能够积极主动地参与到课程里来；本课在学生原有对信息技术的认知上进行综合和总结，通过本课学习升华到人生规划及终生学习的观念上来进行教学。（3）教学目标确认本教学课时为1课时，教学目标如表4.2所示。表4.2《初识3Done》教学目标知识与技能1、通过科普视频，了解切片原理和3D打印过程。2、通过设计文具盒，简单了解3Done软件各功能命令;需要对常用文具进行分析、设计、建模。过程与方法1、本节课的主题是设计身边文具盒，运用探究学习、小组学习等学习方法，通过分析、思考、交流、讨论，以及教师的引导和指导，完成常用文具的设计。情感态度与价值观1、通过分析和手绘设计文具盒培养学生的构思能力;通过小组建模制作，培养学生的实践能力和创造力以及团队合作能力;通过小组评价和授课评价来培养学生的鉴赏能力；2、感受互助学习的快乐；（4）教学重难点重点：学会分析、思考、设计、打印的整个过程难点：熟练运用3Done软件的基本操作。教学策略制定（1）教学资源3Done青少年三维创意社区3Done青少年三维创意社区是一个举办全国中小学电脑制作活动3D创意设计比赛的官网，每一个省份都有许多学校入驻这个网站，在这个网站里包含了大量精品3D建模教学资源，有非常多的作品可以参考，适合学生巩固复习，进行3D建模的进一步学习。如图4.1、4.2所示图4.13Done青少年三维创意社区网页图4.23Done青少年三维创意社区中的作品（２）教学环境清华中学计算机教室1是本次教学的教学地点。机房中配备有60台可以连接网络的学生电脑，这样就能保证学生能上网查找资料和及时提交作业，一台教师机，教师机可以随时广播教师机界面，演示案例建模的过程。上节课电脑均已安装3Done软件，并注册了账号，适合学生们进行建模的学习。（３）教学方法通过任务驱动及讨论的办法，组织学生在分组与合作、交流与互动中完成本课的重难点学习。在自主学习的基础上以主题问题情景的办法，引起思考、讨论、归纳和总结完成本课的教学。教学过程设计教学环节教师学生设计意图1.主题导入1、拿出一个简单的文具盒，这是一只普通文具盒，就是一个普通的长方体，今天就让我们重新给它设计一个新外形。首先，首先，请分析当前文具盒的功能、位置等特点。1.参与情景模拟观看视频1.从学生的常用品出发，接近学生生活的主题，作为课堂主要解决的实践问题，激发学生对学习的兴趣，调动学生对学习的热情。首先分析文具盒，分析形态特征和功能等。在此基础上，进行设计。2.制订并完成草图1.请上节课分好组的同学，以小组形式进行探讨，组员一起探讨设计方案，并且在自己的草稿纸上画出自己的设计草图。1.组内讨论并在自己的草稿纸上画上自己的设计草图。1.创意设计的第一步就是思考，学生需要思考的时间，要给与他们足够的时间，培养学生的思考能力，开发好的思考习惯。设计就是需要在灵感出来的当下把灵感记录下来。记录灵感是设计的开始，是设计的初期阶段的小部分，却是非常重要的。在这一部分，学生可以充分发挥想象力，自由设计不一样的文具盒。3．完善设计方案1.每一个成员都要向小组展示自己的设计方案，展示完后，大家再一起讨论之前的设计方案，并完善它。1.思考、组内讨论、并完善设计方案。1.学生通过积极交换设计思路和意见，改变和改进设计方案，从别人的设计方案里看出自己的优缺点和别人的优缺点，促进学生在各个领域的学习风格的转变，培养学生积极的学习、勤奋思考、合作交流、信息收集和信息处理能力。4.学习3D软件知识1.在建模之前，我们需要学习一些简单的绘制二维图形。1.利用了3Done软件中的草图绘制功能。1.可以基于软件操作的熟练程度来掌握实现设计。带领学生学习了简单的三维图形绘制，为后面进行的自由创作做准备。5.试一试1.大家根据自己的设计方案，用3Done来绘制出自己的设计图，在绘制的过程中如果有自己不懂的问题可以请教老师还有同学。1.学生根据自己的设计方案制作模型。1.掌握软件的操作只是工具的学习，3D创意设计课程的目标是培养学生创新创造能力。在二维草图绘制过程中，学生之间遇到问题可以互相讨论，也可以向老师请教，通过协同工作，进行知识共享和创新。6.自评互评作品1.每一组选出一个优秀作品，介绍自己设计的文具盒，把自己的创意说出来，说说和普通的文具盒有什么不同，运用了哪些3Done软件的功能，在所有人说完后，大家投票选出所有作品中最优秀的。1.学生之间互相欣赏和点评设计作品。1.学生展示创意作品，展示自己创作的作品是课程中非常有意义的活动，这一部分能拉近师生之间和学生之间的距离。通过展示设计作品让学生认识到自己的优点，培养学生的语言表达能力，提高学生适应社会的能力，给学生一个提高审美能力和鉴赏力的学习机会。4.2.2.案例2：前期教学分析（1）教学内容分析酒瓶的制作和矿泉水瓶的制作是第二单元简易实践篇的第三次课程。主要的知识点是通过使用3Done软件，创建酒瓶模型掌握新的一些操作，制作实体模型是为了培养学生的思考能力，激发学生对此课程的兴趣，学生就能够集中注意力，在有趣、有问题、有精力的状态下学习。（2）学生分析本社团学生通过前两个安利的学习基本掌握了3Done中基础操作；学会了使用草图绘制中的圆、椭圆工具，单击修剪，拉伸，镜像，渲染，抽壳，扭曲等操作；对建模也是逐渐熟练，本案例主要是让学生了解圆柱，圆环，圆角工具的使用，巩固之前的工具操作。（3）教学目标确定本项目教学课时为1课时，项目的教学目标如表４.3所示。表4.3《酒瓶的制作和矿泉水瓶的制作》案例教学目标知识和技能1.了解圆柱，圆环，圆角工具的使用，巩固抽壳、加、减运算工具的使用。过程与方法1.本节课的主题是用3Done进行酒瓶和矿泉水瓶的制作，运用探究学习、小组学习等学习方法，通过分析、思考、交流、讨论，以及教师的引导和指导，完成酒瓶和矿泉水瓶的制作。情感态度与价值观1.通过小组评价和授课评价来培养学生的鉴赏能力；善于表明自己的观点，听取别人的意见。（4）教学重难点通过案例的学习，熟悉所有操作，并在案例的基础上加上自己的创意。教学策略制定（1）教学资源教学微视频为了有效的展开教学，对于每个案例都设计了微视频教程，微视频教程都会在上课之前通过教师机传到每个学生的电脑上，微视频教程中主要包括本案例的基础操作以及制作案例的步骤，这样就能让学生在课堂中不落后于老师的教学过程，并且有效的融入课堂，而且所有学生都可以自行下载保存微视频教程，以便于自己在课余时间深入探究。视频截图如图4.3、4.4所示。图4.3酒瓶的制作微视频截图图4.4矿泉水瓶的制作微视频截图（2）教学环境清华中学计算机教室1是本次教学的教学地点。机房中配备有60台可以连接网络的学生电脑，这样就能保证学生能上网查找资料和及时提交作业，一台教师机，教师机可以随时广播教师机界面，演示案例建模的过程。（3）教学方法情境创设法和做中学法是本次教学的教学方法，展示3D模型的酒瓶和矿泉水瓶。学生可以试着思考一下设计这种模型的方法。在学习理论和操作的实践中，加深知识的全面应用。教学过程设计教学环节教师学生设计意图1.主题导入1.上节课我们学了如何制作飞碟和笔筒，在制作飞碟这个模型时，使用了基本实体中的椭球体和球体以及阵列、抽壳和组合编辑的命令。上节课有的同学在绘制组合的时候没有使用组合编辑命令，这样的话看起来虽然是一体的，但是这两个球体还是可以分开移动的。所以大家注意一下这个问题。各位同学试一试减、加运算，总结一下减、加运算有什么特点，与组合编辑有什么区别。操作完减运算大家会联想到特征命令的哪个命令呢？1.思考并打开3Done操作。1.引导学生回忆上节课的步骤，总结易错的，分析原因。用组合编辑与加减运算的区别来导入课程2.案例学习1.向学生展示做好的矿泉水瓶和酒瓶的模型，让学生分析这两个模型由什么基本实体构成的？2.任务一：制作矿泉水瓶和酒瓶，把制作矿泉水瓶和酒瓶的视频发给学生。3.任务二：组成这两个模型的基本实体还能构成什么样的模型。1.思考并回答问题。2.打开教学视频学习制作矿泉水瓶和酒瓶作品。3.与组员一起设计组成这两个模型的基本实体组成别的物体的方案。1.通过分析作品培养学生观察能力和分析能力。2.培养合作意识和学生的创新能力。3.让学生通过自己动手操作，积极参与学习过程，引导学生大胆的创造与实践操作，培养学生创作作品以及集体合作的精神。3.总结归纳1.引导学生反思，梳理、归纳学习知识，并在学生总结之上进行补充1.学生思考、讨论，并总结归纳。1.总结知识要点，加深对新知识的理解。4.自评和互评作品1.每一组选出一个优秀作品，介绍自己设计的酒瓶和矿泉水瓶，把自己的创意说出来，在制作这两个模型时运用了哪些3Done软件的功能，在所有人说完后，大家投票选出所有作品中最优秀的。1.学生互相欣赏并点评作品。1.学生展示创意作品，展示自己创作的作品是课程中非常有意义的活动，这一部分能拉近师生之间和学生之间的距离。通过展示设计作品让学生认识到自己的优点，培养学生的语言表达能力，提高学生适应社会的能力，给学生一个提高审美能力和鉴赏力的学习机会。4.3教学实施在教学实践过程中，两位信息技术老师陪同指导，给了我很多的宝贵意见。本次行动研究主要采用“迪金大学的行动研究”模式REF_Ref68367846\r\h[9]（如图4.5所示），主要是由澳大利亚迪金大学的凯米斯以及他的同事麦克泰格特设计的，“计划－行动－观察－反思”的四个实施程序，简单明了，易于操作。图4.5迪金大学的行动研究模式4.3.1.行动研究（1）计划行动研究的是《酒瓶的制作和矿泉水瓶的制作》，研究对象是贵阳市清华中学3D创意设计社团新社员与机器人社团社员，共40人，观察教学设计的实施效果是本次行动研究的目的，观察学生的课堂表现以及对学生的作品进行评分，然后反思自己的课堂教学，重新改进教学设计，希望能得到更好的教学效果。（2）行动在课堂教学过程中，通过展示酒瓶和矿泉水瓶的模型，带领学生一起分析建模的思想，善于引导学生们一起思考。教学的主要任务就是了解圆柱，圆环，圆角工具的使用，巩固抽壳、加、减运算工具的使用激发学生思考。在学习理论和操作的实践中，加深知识的全面应用。通过讲授法，一步一步的带领学生完成案例，让学生能够灵活运用3Done软件中的操作。（3）观察学生能否模仿课程案例建模和学生能否有效地讨论问题。这两个方面是在本次教学实践中重要观察的点学生能否模仿课程案例建模观察的分析模仿练习环节，在教师演示完酒瓶和矿泉水瓶的建模后，有学生不知道如何定向移动；有的学生不知道加减运算如何选择；有的学生没有组合编辑导致两个实体是分开的，没有组合在一起。通过对课程的观察，发现学生对酒瓶的制作和矿泉水瓶的制作这两个案例能够普遍接受，课堂氛围还行，大多数学生对这个案例学习热情高涨。在行动研究中心，笔者不太能掌握好课堂节奏，教学速度稍微慢了，多数学生很快就根据校本课程中的内容进入到下一个知识点进行学习了。教学中鼓励学生小组合作学习。此外根据观察情况设计有评分表，如表4.4所示。表4.4成果评价标准表要点得分具体内容创意理念设计（6）4设计理念新颖，作品属于原创2按照课程案例，部分修改项目参与（6）4互帮互助，合作学习2参与制作，投入学习作品展示（6）4没有任何错误，完成度高2有少数小错误根据评价表对学生进行打分，平均分如下图4.6所示。图4.6行动研究平均分学生能否有效地讨论问题观察的分析学生之间相互交谈的过程中，大部分同学运用所学到的内容，积极尝试建模。在上课时观察到了有几个积极思考的同学，他们己经制作出酒瓶和矿泉水瓶的模型，但是有几个同学却利用讨论的时间来聊一些与课堂无关的话题，观看与课堂无关的视频；还有小部分同学不能在规定的时间内完成布置的任务，导致延长了上课的时间。本次行动研究表明，学生在创作作品时，都可以完成相关任务；虽然能顺利完成任务，但学生在创新实践的方面却比较欠缺，这是现在的学生共有的一个问题。同时，学生之间的合作精神不够，有的学生参与率不高，导致了课堂整体的控制出现了一些小问题。（４）反思行动研究在整体课堂实施效果上，较好的调动了学生的积极性，激发了学生的对本课程的热情和兴趣，但还是发现了一些问题，没有把握好授课的进度，对学生认知情况不了解；学生组内讨论时间过长，极个别学生不太喜欢参加讨论。本次行动研究，根据两位信息技术老师和上述问题针总结课程需要改进以下几点：对于小组探究时间需要再调整一下。在上课前进行课程的演练和设计每个环节的时间，控制好课堂的进度。4.4实施效果分析在本次3D创意设计课程实施的过程中，此中学的一位信息技术教师，也是3D创意设计社团的指导教师参与了整个过程，对所有参加了本次课程的学生和这个社团的指导老师进行了沟通与访谈，结合了大家对本次课程的评价和建议，还有本次课程中出现的问题，对这些内容进行了梳理，总结如下。4.4.1.学生对课程的评价在访谈中，发现本社团的学生还是很喜欢老师设计的案例的，在自己动手建模的时候也是非常感兴趣的，在上课期间如果有遇到自己不懂的问题也会询问同学，或者请教老师，还会大方分享自己的作品。有的学生对建模很感兴趣，不止在课堂上，他们还会利用课余时间去继续深入相关内容。学生不同也代表了水平有差异，在上课的过程中，学生获得知识的能力不相同，对案例的难易程度的感受也不相同，课程中案例的完成情况也不同。不同的学生的水平有差异，在授课过程中，学生的接收知识的能力不同，对项目内容的难易程度感知不容，课程任务完成的情况也不同。学生评价内容如图4.7图4.7学生评价内容4.4.2.教师对课程的评价教师对此课程的评价，在每次课程结束之后，两位信息技术教师就会根据教学效果，还有学生课堂的表现情况等多方面，提出宝贵的指导意见。 课程项目难度对于学生来说是比较好接受的，学生在做制作出作品时是有很的成就感的。学生们对3D打印的浓厚兴趣是从基础知识篇开始的，为之后的学习打下了一定的基础；简易实践篇和案例提升篇的知识点复杂了点，忽视了个别学生的问题，在这种的情况下应该选几个同学们感兴趣的案例延伸出去，细节多一点，同学们也能对这些知识把握的更加牢固。课程的实施效果显著，教师和学生之间有很多互动，教室的气氛非常活跃，学生们积极思考问题并解决，能考虑到重点。通过有趣实例的制作，让学生们自己动手练习，学生的实践能力会大大提高。但是在学生举手提问的时候，教师只有精力指导个别学生，有的时候照顾不到其他学生，这个也是一个共性问题，需要大家及时的解决。4.5课程教学反思（１）案例要有趣味性高中生的自由时间是很少的，是因为学习任务比较紧张，大家在上信息技术课程的时候，很容易不重视课程，所以要选择一些比较轻松、有趣味性的内容来吸引学生。在进行案例教学时，学生会很感兴趣，整节课都投入到案例的制作中来。所以，案例制作教学的趣味性和实用性要高，为了激发学生的兴趣，得将有趣且实用的教学内容渗透到每个案例中去。（２）教学策略要有灵活性在本课程教学中，主要采用的教学方法是：①讲案例教学法②范例教学法③讲授法。首先得向学生传授课程内容的基本知识，为后面案例的制作与创作打下基础。为了促进学生的学习动力，必须在教学实施的过程中增加一些有目的的小活动。通过范例教学法，对案例内容的操作的知识点进行说明和解释，分析操作中的具体内容和普遍使用方法，要让学生懂得变通。所以，为了让学生更好地掌握知识和技能，教师要根据不一样的教学课程环节制定对应的教学策略。（３）课堂时间分配要有合理性案例教学实施的过程中，基本上每一节课都包括了基础知识的讲解和案例操作演示，学生模仿案例练习和拓展创作作品。因为教师讲解实例操作的时间过长，导致少数学生拓展创作作品的完成率比较低，教师也不能同时解决所有学生提出的问题。所以，在教学实施的过程中，一定要让学生们有充足的时间去进行创作和探究，一定要合理安排上课的时间。5.研究总结与展望5.1.研究总结3D打印技术等新兴技术融入信息技术课堂下，对于创客教育和3D打印教育文献进行梳理，对国内外创客教育及3D创意设计校本教材进行了研究，与此同时，搜集了大量关于创客教育背景下的3D打印教育及3D创意设计校本教材的研究资料，对我国市面上的3D创意设计教材进行了整理分析，根据学生和教师需求设计和开发了小学创客课程《3D创意设计》校本教材，以此为载体进行了相应的教学实践，并根据真实的教学实践进行问卷调查和访问得到了具有意义的实践反馈和教材质量评估。本研究主要是为了满足在高中信息技术课程标准改革的背景下学生的发展需求，结合3D打印的当前发展趋势，进行的3D创意设计课程的开发与实践，总结了本次研究中校本课程开发的几个重要点。（１）整理关于校本课程开发的文献与书籍，结合校本课程开发所需的基础理论知识，为本次研究3D创意设计校本课程的开发还有实践提供基础理论依据；为了满足学生学习的需求和保护学生对于创客教育的热情，结合了本次3D创意设计校本课程开发的特点，在之前整理相关知识的基础上确定了本次3D创意设计开发流程。（２）在开发《3D创意设计》校本课程的整个过程中，按照了之前确定的开发校本课程