新課標環境下三維設計與創意校本課程的設計與實施

余蜀津

【摘?要】隨著新課標的逐步推行，三維設計和創意作為其中的一個教學模塊，越來越多的學校開設了該課程。本文從課程背景、課程目標、課程準備、課程設置與實施、課程反思幾個方面總結了我校開展三維創意課程以來的實踐和經驗，以期為本教學模塊的開展提供參考借鑒。

【關鍵詞】三維創意設計;校本課程;新課標

2015年9月，教育部發布的《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見》中提到，“有條件的地區要積極探索新技術手段在教學過程中的日常應用，探索STEAM（科學、技術、工程、藝術、數學）新教育模式”。教育部于2017年底正式公布了《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》，突出了信息技術是一門基礎課程。其中三維設計與創意模塊則作為選擇性必修模塊之一。

伴隨著社會的發展和國家標準的頒布，三維設計與創意課程逐漸在中小學課堂里開展起來。但在高中教學實踐中，由于高考指揮棒的存在，信息技術課程基本只開設必修課程的相關內容，而選擇性必修內容只能通過其他途徑解決。我校在2017年頒布了《珠海市斗門區和風中學校本課程實施方案》，以此為契機，我校開展了新課標環境下三維創意設計的校本課程。

一、三維創意設計校本課程的設計與實施

（一）課程目標

以《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》為指導，我校結合校本課程開設的實際，開設三維創意設計課程，以培養學生的空間想象力、合作能力、交流能力、創造力、動手能力，促進學生的空間思維、計算思維、設計思維和創造性思維的發展，使學生成為具有信息技術核心素養的人才。

（二）課程準備

三維創意設計是運用三維建模軟件和3D打印機進行三維實體創意設計的課程。三維建模軟件種類繁多，常見的有3D Max 、SolidWorks、3D One、123D Design等。我校根據學生實際情況，選擇123D Design作為教學軟件，并以計算機教室一間并配備三臺桌面式西通3D打印機作為硬件支持。

（三）課程設置與實施

1.課程內容從三個方面進行設置

（1）三維建模模塊：初步了解三維創意設計基礎知識，包括工作原理、三維作品賞析，讓學生領略到3D打印的魅力，激發其學習積極性。學習三維建模軟件 （123D Design） 的基本操作和工具運用，掌握3D建模方法，為設計3D作品打下軟件操作基礎。

（2）自由設計模塊：根據已經掌握的三維建模方法設計一件自己的作品。學生從簡單的模仿操作轉變為運用技能完成個人創新、展現個人思維和設計的過程。

（3）作品實現模塊：掌握切片軟件MakerWare的基本設置。在這一模塊，學生會體驗一個作品從三維模型到實體模型的過程，充分體驗利用3D打印完成自己的作品所帶來的成就感。學生可以展示自己設計的三維作品，講述在設計過程中的心路歷程。這樣既能增強學生的自豪感，又能培養學生的語言表達能力，并展示其思維過程。

2.課程具體實施

（1）對象：高一年級學生（人數控制在40人左右）。

（2）時間：每周一課時。

（3）課程安排：

第一課時：三維設計簡介、123D Design軟件入門基本操作、利用基本幾何體進行建模。

第二課時：鉛筆、糖葫蘆建模。知識點：對象的選擇、移動和三維旋轉，吸附，多個對象的對齊。

第三課時：獎杯建模。知識點：基本幾何體、對象的縮放、智能縮放、對齊和復制。

第四課時：馬克杯建模。知識點：對象的抽殼、倒角和圓角，多個對象的分組與解組。

第五課時：葡萄酒杯建模。知識點：多個對象的布爾運算（合并、相減、相交），對象的材質。

第六課時：創意花瓶建模（一）。知識點：草圖的繪制（草圖圓），放樣，環形整列。

第七課時：創意花瓶建模（二），知識點：草圖（多段線、樣條曲線的使用），利用草圖旋轉產生三維模型。

第八課時：心形吊墜建模。知識點：草圖的繪制（矩形、圓、修剪），構造（拉伸）的使用。拓展：構造（掃掠）的使用介紹。

第九課時：齒輪建模。知識點：草圖的繪制（圓、多段線），環形整列，構造（拉伸）。拓展：整列（矩形、環形、路徑、鏡像）的使用。

第十課時：收納盒建模。知識點：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、分割實體）的使用。

第十一課時：姓名牌建模。知識點：草圖（多段線、偏移、圓角），拉伸，文本的使用。補充：兩點圓弧，三點圓弧，延伸。

第十二課時：自由創作，根據已經學習的123D Design軟件建模技能并結合自己的興趣愛好，發揮學生豐富的想象力，創作一個最終作品。

第十三課時：建模的實現。學習切片軟件MakerWare的基本設置和使用，學習西通3D打印機的基本操作技能，把三維建模通過3D打印機實現出來。

（四）課程反思

本課程最初是高二年級信息技術課開設的選修課之一，并且實施了兩個學期。學生對新生事物的興趣較為濃厚，課堂教學初見成效。但隨著信息技術新課程標準的實行，高中信息技術必修課時調整為54課時，所以高二年級今后存在不開設信息技術課的可能，于是把本課程的開設和高一年級的校本課程結合起來。

課程實施過程中，本課程以一學期為一個周期，每個周期內課時的多少可以根據實際情況調整。在我校高二年級選修課開設的過程中，由于時間比較緊湊，所以在課時上會適當壓縮。例如，在涉及123D草圖部分的學習時，由于之前課程已經開設了各類平面設計軟件的學習（如Photoshop、Corldraw），并由于平面軟件的互通性，所以會適當壓縮草圖工具的學習和講解，以三維設計部分作為學習和講解的重點。另外，第十二課時的自由創作會適當刪減，以軟件學習為主，為學生以后的學習打下基礎。同時，第十三課時建模的實現，則主要通過教師在課余時間把學生的課堂作品打印出來，并在課堂上呈現給學生的方式來開展。

而在高一年級的校本課程開設過程中，由于每個學期課時相對寬裕，課程內容可以適當擴展。例如，由于高一年級學生缺乏平面軟件基礎（如Photoshop、Corldraw），在教學草圖的繪制部分的時候，操作上可以講解得更細致一些，給學生多一些時間來練習操作技巧，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，自由創作的時候可以適當增加課時，給學生更多的自由創作空間和時間。

教學過程中主要運用的教學方法有項目式教學、任務驅動教學和小組合作教學。項目式教學和小組合作教學貫穿于整個課程中。任務驅動教學主要運用于軟件學習階段，每節課給予合適的任務，可有效提升學生的學習效果。

一個合適的課程評價體系能有效指導并督促學生的學習。在本課程的實施過程中，要綜合運用過程性評價和終結性評價，以過程性評價為主（占比70%），終結性評價為輔（占比30%）。在過程性評價中，主要包含學生的考勤（占比10%）、軟件掌握程度（15%）、作業完成情況（20%）、學生的自評互評（10%）、創新性思維的體現（15%）。而終結性評價主要以最終3D創意作品來進行評價。

通過本課程的學習，學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可以讓學生從6（前、后、左、右、上、下）個視角對物體進行觀察，建立物體空間感和各個視角之間的聯系。123D Design通過構造命令（包括拉伸、掃掠、旋轉、放樣）產生三維模型，可以幫助學生理解平面和整體的關系。例如，花瓶建模的過程需要運用旋轉建模，這就需要學生想象平面經過旋轉會產生什么樣的三維實體。另外，本課程可以鍛煉學生的創新思維能力。例如，在利用基本幾何體建模過程中，學生能靈活運用所學技巧建立火箭、高鐵等三維模型。

本課程主要是面向大部分學生的校本課程，課程內容深度有限，學生時間有限，所以學生作品尚不足以參加各類競賽。其次，硬件設備也屬于入門級別，打印精細程度有限。我校將會在這兩個方面繼續加強，爭取在各類競賽中取得優異成績。

參考文獻：

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

[2]賈金元，等.高中3D打印校本課程設計與教學實踐[J].基礎教育參考，2017（07）.