基於STEAM教育的三維設計教學實踐♀以《玩轉3Done——夢幻陀螺...

2021-01-14 中國江蘇網

  創意緣起

  隨著創客教育的提出和STEAM課程研究的推進,創新教育在全國中小學掀起一波又一波的教學思潮。三維設計與3D列印課程將科學知識、高新技術、工程設計和數學思考緊密地結合,目前已成為創新教育最好的開展方式。2015年,在《浙江省教育廳辦公室關於建設義務教育拓展性課程的指導意見》中,要求學校自主開發、開設供學生自主選擇的課程。以此為契機,我校自主開發了SET拓展性課程體系。信息技術學科以提升學生實踐素養為目標,開設了智趣活動類拓展課程《3Done創客空間》。本課內容來自我們三維設計拓展課程的一個功能性案例,期待通過三維設計學習,為學生打開創客之窗,創建廣闊的發展空間。

  本課緣起網易雲課堂的三維設計課程《一起「造」物》,該課程運用的是英文版的「123草圖軟體」,而我選用的是更適合中學生的3Done軟體。該課程運用的實例是漏鬥,相比較而言,以同樣切片旋轉建模方式成型的陀螺更受學生們喜愛,於是就有了《玩轉3Done——夢幻陀螺》一課。我以陀螺作為本課教學案例和整個教學活動的主線展開教學。

  設計理念

  新課改關注學生核心素養的培養,實踐創新作為學生必備的九大素養之一,備受關注;3Done專注於學生創新能力的培養。本課以創新教育理念支撐教學,在教學中尊重學生的好奇心,啟發學生的想像力,引導學生通過簡單模仿掌握基本技能,鼓勵學生設計創新,讓他們天馬行空的創意成為現實。讓學生從教育的消費者變成教育的創造者,成為課堂真正的主人,從而全面提升學生的創造潛能和人文素養。

  教學過程

  一、盜夢空間——現陀螺

  這一環節作為課堂引入,加深學生對3D列印的理解,激發學生對本課學習的興趣。

  教師活動:①播放微視頻《3D列印》。②提問引導。③展示盜夢空間旋轉的陀螺。

  學生活動:①視頻欣賞。②思考、理解、回答。

  設計意圖:啟發學生思維,讓學生快速融入課堂。引導學生理解3D列印和3D列印實物的一般過程,激發學生用3D列印造物的欲望。

  二、依樣畫瓢——畫陀螺

  這一環節作為新課教學,引導學生探究分析,實例模仿,在實踐過程中掌握新知。

  【任務一】

  1.啟動3Done軟體,新建一個模型「姓名+陀螺1.zl」。

  2.利用浮動工具欄上的「查看視圖按鈕」,將視圖設置為「自動對齊視」(上視圖)。

  3.利用「草圖繪製命令」中的「直線命令」,繪製草圖。(如圖1)

  4.利用「旋轉命令」設置出陀螺整體輪廓。(如圖2)

  5.保存模型並通過電子教室上交。

  教師活動:①設置【任務一】,運用3Done軟體設計一個陀螺模型。②啟發學生思考如何設計陀螺模型。③巡視指導學生操作。

  學生活動:①思考體驗完成【任務一】。②學生上臺演示操作。

  設計意圖:考查學生對草圖繪製這一基本技能的掌握以及對新學旋轉命令的使用情況。

  三、千變萬化——夢陀螺

  這一環節作為內化遷移,引導學生積極思考,創新設計,進一步鞏固新知。

  【任務二】

  1.用鉛筆畫一個你設計的陀螺草圖。(如圖3)

  2.利用3Done軟體,新建一個模型「姓名+陀螺2.zl」。

  3.利用浮動工具欄上的「查看視圖按鈕」,將視圖設置為「自動對齊視」(上視圖)。

  4.利用「草圖繪製命令」中的「直線命令」和「曲線命令」,繪製出你設計的陀螺草圖。(如圖4)

  5.利用「旋轉命令」設置出陀螺整體輪廓。

  6.利用「渲染命令」為陀螺模型著色。

  7.保存模型並上交。

  教師活動:①設置【任務二】,運用3Done軟體,設計一個夢想中的陀螺模型。②啟發學生思考改變陀螺模型的方法。③巡視指導學生操作。

  學生活動:①思考、回答。②操作並完成【任務二】。

  設計意圖:引導學生學習思考體驗,鞏固本課新學的「旋轉命令」,嘗試使用「渲染命令」,考查學生是否熟練掌握草圖繪製這一基本技能和對本課新學技能的應用能力。

  四、展示空間——秀陀螺

  這一環節作為交流展示,引導學生展示自我,體驗成功。

  教師活動:①引導學生展示陀螺模型。②點評學生作品。

  學生活動:①展示陀螺模型。②評選「最佳夢想秀」。

  設計意圖:讚美學生,激發學生在模仿的基礎上進行再創造的欲望。

  五、創意無限——變陀螺

  這一環節作為創意拓展,引導學生舉一反三,激發創造性思維。

  【任務三】

  1.啟動3Done軟體,新建一個模型「姓名+創意.zl」。

  2.利用浮動工具欄上的「查看視圖按鈕」,將視圖設置為「自動對齊視」。

  3.利用所學的草圖繪製、旋轉等命令,設計一個屬於你自己的創意作品。

  4.利用「渲染命令」為你的創意作品著色。

  5.保存模型並上交。(參考模型如圖5)

  教師活動:①設置【任務三】,運用草圖繪製和旋轉命令自主創作。②巡視指導學生操作。

  學生活動:①思考設計完成創意作品。②展示創意作品。

  設計意圖:激發學生創造性思維,考查學生通過學習是否具有舉一反三的能力。

  六、各顯神通——賽陀螺

  這一環節作為小結延伸,回顧本課知識點,激發學生對下階段學習的嚮往,讓學生回歸本真。

  教師活動:①提問:你學到了哪些本領?②小結延伸。

  學生活動:①回答。②聆聽、期待。

  設計意圖:引導學生回顧本課知識點,激發學生對下一階段學習的嚮往和期待。

  交流反思

  從本課教學情況和學生的反應來看,《3Done創客空間》這一拓展課程深受學生喜愛,三維設計建模作為一門創新課程,可以在求異思維引領下,利用STEAM與創客教育的核心思想,對學生進行有效性評價。整個教學過程體現了以下教學亮點與特色。

  1.構建情境教學場景,讓學生在「做」中完成對知識、技能的「學」。

  2.設計任務梯度呈現,將學習任務化繁為簡,層層剖析,啟發學生對3D建模的初步認識,讓學生從簡單模仿到創意設計,循序漸進,層層深入。

  3.架構學生活動課堂,從現陀螺到賽陀螺,環環相扣,充滿質感。

  4.培養學生設計思維,讓學生在行動中創意思考,獨立完成作品設計。

  5.有效落實項目學習,學生積極思考、主動學習研究項目所需多學科領域的概念和原理,在短時間內解決相關聯的問題,完成學習探究。

  從項目學習到STEAM課程本是一個巧合,但在教學實踐過程中我們發現,基於項目的學習,可讓學生在真實的情境中進行學習體驗。我們給學生足夠的時間自主學習,嘗試探究,讓學生完成技能性知識點的掌握。然後引導學生在STEAM課程的學習過程中,利用自身已有的科學、技術、工程、數學等知識,和新學的知識融會貫通,有機整合,從而創造出一個屬於自己的作品,成為一名真正的小創客。

  教學點評

  沈利娟老師的《玩轉3Done——夢幻陀螺》是基於拓展課程開設的,以三維設計建模為基礎的STEAM課堂教學實踐。本課結合自主開發的《3Done創客空間》智慧校本教材,以創新教育理念支撐教學,創設真實的學習情境,引導學生自主體驗,快樂「造物」,體驗真正意義上的作品設計和製作過程。

  本課體現了「課程、活動、思維」三位一體:在課程實施上,藉助STEAM教育理念開展拓展造物課程;在活動安排上,創設真實的教學情境架構學生活動課堂;在思維方式上,從「思」到「造」培養學生的設計思維。(沈利娟 點評人:鍾戰華,浙江省海鹽縣實驗中學校長,嘉興市信息技術學科名師)

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