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微学教育

童心校园下基于STEAM的小学3D课程设计与实践

以“3D打印创意雪花设计”为例

时间:2017-05-10 09:17:00  来源:江苏科技报

  设计依据

  一、众创时代如期而至

  眼下,借助基于设计、基于项目和探究性学习等学习方式,以真实问题为导向,强调知识与能力并重,倡导“做中学”策略的STEAM教育,越来越受到教育者的关注。以信息技术推动学生数字化学习能力的提升,已然成为当前全球基础教育改革的热点。

  3D打印,正作为多媒体技术的新宠走进基础教育领域。但作为促进基于创造的学习方式,如何丰富基于创造的学习形态,是当下3D打印技术教学应用中亟待探讨的话题。

  二、童心社团蓬勃发展

  2015年,我校引入7台3D打印设备,成立了3D打印创意社,这大大激发了学生对3D打印的探索兴趣。但社团在发展过程中也遇到了瓶颈:1.老校区作品无法一一展示,打消了学生的积极性。2.授课学生范围小,3D打印亟待普及。

  因此,笔者希望可以将STEAM理念与社团教学相结合,以STEAM教育思想为导向,以3D打印技术为依托,以激发学生兴趣、贴近生活为出发点,通过单元式的课题设计、多学科的知识融合、跨社团的交流学习等形式,构建富有学校特色的3D拓展性课程,期待在解决社团难题的同时,更积淀童心校园下的3D打印文化。

  案例特色

  与传统课程相比,3D打印教学显得格外生动,它让学生通过自己的感官接触具体的事物,体验作品从无到有的产生过程,使得概念更为形象。然而,昂贵的成本及打印材料、较复杂的建模工序等,都制约着3D打印在基础教育中的普及。作为市课改示范学校,我校引入了先进设备,保障3D社团的顺利开展,这成为我校实践基于STEAM教育创新3D课程的一大优势。下图是童心校园下,基于STEAM的小学3D课程设计思路图。

  内容呈现

  为了让更多的孩子有机会接触并感知三维设计, 2015年,笔者尝试着在五年级平行班中进行大班3D打印教学,过程中采用了工作坊、微课、学案、以老带新等教学新模式。下面,笔者将以“3D打印创意雪花设计”为例,来简单阐述基于STEAM的3D打印课程设计与实践应用过程。

  一、教学内容

  案例是一堂新科技的创新拓展体验课,笔者旨在给学生带来不同的课堂视角,打开他们的视野,拓宽他们的见识,让他们感受科技带来的变革。教学内容是笔者根据班级学情原创设计的,主要是针对123D Design 这款简单建模软件的基础指令学习。

  二、教学过程

  1.课前热身,引入主题

  教师展示圣诞树实物,提示装饰圣诞树的小挂件都有哪些。

  揭题:3D雪花创意设计——让装饰更有个性。

  设计意图:上这一课时正值圣诞节来临,创设装饰圣诞树的情境,自然引出“圣诞DIY创意设计”的课程系列,先以雪花设计为例。

  2.借助微课,学习指令

  (1)师:如何设计雪花?请你先观看微课,自学这些指令的功能分别是什么。

  学生通过微课学习,了解几个简单基础的建模指令。

  师:你都学会了吗?将这些指令和它对应的功能连连看。

  设计意图:加强师生课堂互动,调动学生的参与热情,让学生切身感知3D打印作品在生活中的应用。

  (2)学生利用微课自学几个指令的组合运用,生成雪花。

  师:利用这几个指令就生成一朵栩栩如生的雪花,神奇吗?还记得这几个指令的依次运行的顺序吗?如果让你做朵雪花,你会怎么设计?请你先在作品纸上简笔画一画。

  学生简笔画雪花线描稿。

  设计意图:通过连一连、排一排的形式,让学生进一步巩固指令,突破教学重难点。

 

  师:请你利用这些指令组合,尝试给自己的三维雪花建模吧!

  学生探究指令,完成个性化雪花制作。

  师:利用简单的几个指令,同学们生成了一朵朵立体的雪花。咱们一起来看看。

  学生纷纷展示作品,阐述创意。

  设计意图:完成作品的设计后,让学生参照,进行建模,生成数字文件,并当场打印学生作品。这既是对学生自由发挥、创意设计的肯定,也是对虚拟变成现实的最好诠释。

  4.展示作品,润色生活

  师:请拿出你的点赞卡,把你的卡送给你认为今天的最佳作品!我们现场把它打印出来。

  学生点赞同学的作品。

  师生总结:制作雪花所用的指令。

  设计理念:笔者事先联系了绘画社团的教师,协商把打印出来的纯色模型,交由社团的学生上色、喷漆,再次创意。最后作品共同附上两位小作者的署名,在校园的连廊橱窗里进行展览。这种形式树立了学生在同伴之间的形象和影响力,无形中也增强了学生的自信心和荣誉感。

  实践反思

  基于STEAM的3D打印课程有着可视化的知识,创客式的教学样态,实现了平面教育到立体教育的转变。

  通过前期的课程实践,笔者清楚地意识到,在后续的教育探索中,还应该更好地规划和整合设计基于STEAM的3D创新课程,在前期引导学生对事物形态、事物外形的认识基础上,进一步引导其关注事物运行间的规律和各个部分、各个配件间的联系,引入智能模块,如Scratch、Arduino等,引导学生完成更高科技的作品。同时,还需引导学生结合校园生活,更好地发掘3D打印与节日活动、环境美化等方面的契合点,如创设3D打印变废为宝的活动,通过与3D打印物品的结合,赋予废旧品新功能新意义。

  在笔者看来,创新3D课程进校园是一个潜移默化、细水长流的过程,让我们一起期待在想象创建、虚拟创造等内容上,进一步激发学生所需、所想、所学所用!

  教学点评

  本课面对零基础的学生,开展基于节日主题的3D打印活动,拉近学生与新科技的距离,旨在给学生带来不同的课堂视角,打开他们的视野,拓宽他们的见识,感受3D打印技术所带来的变革与魅力。

  本课的设计从技术出发,蕴含数学的对称之美,整合科学的雪花知识。整个任务,是从生活中的自然现象出发,创设了一个圣诞情景,引出装扮圣诞树这个任务,然后脑洞大开,设计雪花,借助微课,帮助学生的设计从纸上转化到3D软件中。按理说,到这时,课堂已经结束。最后,教师引导学生继续深入,将作品展示与评价有机地结合在一起,并分享打印的作品,作为圣诞礼物交给学生。学生能在这次学习活动中,取得自己的学习成果,这是多么开心的一件事啊!(陈梦瑶 点评人:卻云江,浙江省杭州市西湖区信息技术教研员)

标签:学生;设计;打印
责任编辑:秦倩清(实习)