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摘 要
核心素养是课程育人价值的集中体现，是学生通过课程学习逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。3D 打印创客教育 作为信息科技课程中重要的组成部分，要着力于信息科技核心素养在教学中的达成。面向未来，注重学生综合运用多学科知识解 决实际问题的能力，创设利于自主、合作、探究的学习情景和成长环境，为学生的终身发展奠基。
核心素养是课程育人价值的集中 体现，是学生通过课程学习逐步形成 的正确价值观、必备品格和关键能力。 2022 年 4 月，义务教育新课程标准正 式发布，新课标强化了课程的育人导 向，指出课程目标要围绕核心素养， 课程内容要基于核心素养，教材编写、 教学实施、教学评价等要依据核心素 养;2022 版新课标将“信息技术”正 式更名为“信息科技”，并肯定了其独 立的课程地位，明确提出了信息科技 课程所要培养的学科核心素养。
一、课程开设意义
(一)3D 打印发展前景
3D 打 印(three-dimensional printing) 简称 3DP， 学名为“ 增材 制造”。与传统对原材料进行切削等的 “减材制造”方法相反，它是以数字模 型文件为基础，运用粉末状金属或塑 料等可粘合材料，通过逐层打印的方 式来构造物体的技术。现在 3D 打印 在医疗、建筑、航空航天、食品、文 物保护、加工制造、教育等领域的发 展都非常迅速，前景非常广阔。
(二)3D 打印与创客教育
创 客(Maker)，“ 创 ” 指 创 造， “客”指从事某种活动的人。“创客”
指勇于创新，努力将自己的创意变为 现实的人。创客教育是一种多学科融 合的教育，其核心教育理念是通过动 手实践培养学生的创新能力、探究力 和创造力。
借助三维设计软件，学生可以把 头脑中的创意和想法转变为数字模型 并打印出来。三维创意设计是 21 世纪 的一种核心技能，对于提高学生的思 维能力、理解力、创造力以及动手能 力都有积极作用。将 3D 打印与创客 教育相结合，则更好地体现了动手、 创新、创造的本意。
(三) 3D 打印与信息科技核心素养
核心素养是课程育人价值的集中 体现，是学生通过课程学习逐步形成 的正确价值观、必备品格和关键能力。 2022 版新课标将“信息技术”正式更 名为“信息科技”，并肯定了其独立的 课程地位，明确提出了信息科技课程 所要培养的学科核心素养主要包括信 息意识、计算思维、数字化学习与创 新，和信息社会责任。这四个方面互 相支持，互相渗透，共同促进学生数 字素养与技能的提升。
3D 打印创客教育作为信息科技 课程中重要的组成部分，要着力于信 息科技核心素养在教学中的达成，以落实立德树人根本任务为导向，以培 养学生数字素养与技能为目标，面向 未来，注重学生综合运用多学科知识 解决实际问题的能力，创设利于自主、 合作、探究的学习情景和成长环境， 为学生的终身发展奠基。
鉴于以上三个方面，在中小学开设 3D 打印创客教育非常必要且很有意义。
二、课程设计及准备
(一)软件选择
经过前期的调研及考察，最终确 定选用 3Done 教育版三维建模软件作 为开课的应用软件。其具有以下几点 优势：
1. 功能强大，入门简单，且对计 算机的硬件配置门槛要求不高，可以 顺利实现复杂模型的建模。
2. 软件由易到难分为 3D one 教 育版，Plus 进阶版，Cut 激光切割版， AI 人工智能三维仿真等多个系列版 本，可以满足学生后续的进阶学习。
3. 公司研发强大，软件不断更新 完善，功能越来越多样，操作越来越 简单。
4. 3D one三维青少年社区(www. i3done.com) 为学生的自学及个性化 发展提供了很好的平台和可能性。
5. 此软件为全国中小学电脑制作 活动三维创意设计项目指定参赛软件 之一。学生可以利用所学去参加比赛， 既提高了学习的积极性，同时参与比 赛的过程也大大提升了自身的综合创 作能力。
(二)课程目标、计划、内容及学 习方式的制定
课程目标：
3D 打印课程目标的确定要充分考 虑核心素养在教学中的达成，要注重 建立具体目标与核心素养的关联，培 养提升数字素养与技能。
① 了解 3D 打印技术的原理及发 展现状，形成初步的 3D 制造概念; ② 学会 3D one 教育版建模软件的基 本工具与命令，能够进行实际建模操 作，并在此过程中提升个人的空间思 维及计算思维;③ 通过分析模型并理 出清晰建模思路，增强逻辑思维能力， 培养思考问题、分析问题的能力，同 时提升个人的信息意识及信息敏感度; ④ 通过欣赏他人优秀作品，增强 3D 作品鉴赏和审美的能力，能够负责任 地共享信息和资源，尊重他人知识产 权，初步理解信息社会责任; ⑤ 能够 动手操作打印 3D 模型，并在实践中 培养自主动手解决实际问题的能力; ⑥ 能够主动利用网络和信息科技开展 数字化学习与交流和分享，提高数字 化合作与探究的能力，培养自学能力、 团结协作能力;⑦ 能理解网络空间是 人们活动空间的有机组成部分，遵照 网络法律法规和伦理道德规范使用互 联网，形成良好的信息道德品质，不 断增强信息社会责任感;⑧ 认识到自 主创新、自主可控的重要性，能设计 和创作具有个性化的作品，培养创新 精神、原创精神。
课程计划：
根据学期时长制定具体活动计 划：先学习 3D 打印基本知识;再学 习 3D one 建模软件的操作和命令; 最后在辅导教师的指导下进行综合创 意设计。
课程内容：
根据学生认知规律，基于学科核心素养，由易到难制定课程具体学习 内容，包括 3D 设计软件工具、命令 的用法，相关简单实例、综合实例制 作等。在教学中，教师可以根据学生 及本校实际情况对课程实例、内容等 适时进行调整。
动、缩放与对齐到网格
第六课 实体快速工具栏—— 阵 列、镜像与抽壳
第七课 边线快速工具栏——拉 伸、倒角、圆角与拔模
第八课 面快速工具栏 —— 拉 伸、DE 面偏移、DE 移动、拔模与由 指定点开始变形
第九课 草图绘制—— 图形类及 边线类草图学习
第十课 草图绘制——预制文字 及参考几何体
学习方式：
信息时代，互联网的发展推动了 传统教育教学的发展和变革，为学生 的课外自主探究学习与交流提供了可 能，同时也对教师提出了新的挑战。 教师不能过分关注“教”，而忽略了学 生的“学”和“习”，应注意引导学生 在数字化学习环境下去主动参与学习， 借助网络自主、合作探究学习，凸显 学生学习的主体性。
学习方式具体为“课下自学 + 课 上讲解”相结合，“理论知识 + 实践 操作”相结合。学习方式不再局限于 传统课堂物理学习空间的限制，而是与更为广阔的网络学习空间相结合。 这样不仅锻炼了学生的自学能力、合 作交流能力，还使其享受到了网络上 最优质的学习资源，从此不再受限于 教师自身水平的不足。
(三)课程开课形式及成员的选拔
课程以社团的形式开设，教师首 先确定参与选拔的年级，前期通过问 卷星等在线问卷调查工具设计制作报 名表，发放调查问卷，组织学生报名， 统计报名情况并初步了解学生对于这 门课的认识。为了挑选出较为优秀 的社团成员，同时让更多的学生了解 3D、走进 3D，体现教育的普惠性及 公平性，可将学生集合至学校报告厅 或可容纳多人的教室等，首先利用多 媒体播放有关 3D 打印的介绍及学习 3D 打印优势的宣传片，让从未接触过 3D 打印的同学对之先有所了解;之后 再将 3D one 软件介绍给学生;随之 布置任务：回家后在 3D one 学习社 区进行自学，并尝试在一周内上传个 人作品;最后将提前建好的 QQ 交流 学习群号告诉学生，以便于后续的学 习和交流。
教师可根据是否加入 QQ 群、是 否进行社区注册、作品是否提交、班主 任推荐等，结合微机室实际情况，在布 置任务的一周后最终确定成员名单。
(四)3D 打印课程效果
学生不仅能动手进行实际的打印 操作，还能通过观察打印过程更好地 理解 3D 打印的原理，从而更好地促 进学生学习的积极主动性。
三、课程实施
(一)校内学习
结合学校安排，确定每周固定开 课时间及地点、时长。每次上课前学 生在签到表上自主签到。上课后，辅 导教师首先对之前出现的问题进行答 疑解惑，然后进行新内容的讲解和学 习，最后学生进行自主创意设计。课 堂上，教师需要帮助学生明确新授工 具和命令的定义，彻底理解其用处， 从而为之后的具体模型分析、实际建 模、自主创意设计等打下坚实的基础。
在整个学习过程中，要尽量做到“学 为中心”的课堂建设，注重引导学生进 行自主、合作探究学习，使成员个人 能够自主创作，成员间能够团结协作。
此外，学生还可充分利用碎片时 间，在课间借助在线录播系统学习 3D 打印相关知识。教师需定期筛选、更新 并上传 3D 打印学习视频至学校在线 录播系统中，学生则可通过教室走廊 电视等设备进行收看。此项举措不仅 仅是为社团学生服务，而是面向全体 学生，让更多的学生借助课间碎片时 间了解、学习 3D 打印相关信息，同 时培养学生利用数字资源学习的习惯， 更好地体现了教育的普惠性及公平性。
(二)课外自主探究与交流
课外学习主要是在线利用 3D one 三维创意社区进行自学和借助 QQ 群 与辅导老师及其他成员进行交流学习。 在此环节中教师需注意要引导学生负 责任地共享信息和资源，不能随意上 传下载的他人作品，注重保护好个人 及他人隐私，遵守信息时代的法律法 规和伦理道德规范，养成在信息社会 中学习、生活的良好习惯。
1. 利用 3D one 三维创意社区进 行在线自学
3D one 三维创意社区是一个动 态的、内容与功能不断丰富完善的 3D 设计交流学习平台，为学生的课外自 学提供了很好的保障。
首先，社区有很多积极的政策吸 引大家登 陆和上传作品：擂 台 PK、 登陆签到、作品点赞、徽章领取等都 会增加自己的豌豆和创意值;创意值 决定了在社区的等级，每升高一级， 就会奖励相应的豌豆;累积的豌豆可 以在社区换取实际的礼物，如创客书 籍、文具、数码产品等。当上传作品 的评定等级或数量达到一定要求后， 还可获得“校园创客”荣誉称号，除 一次性获得一定数量的豌豆外，在社 区兑换礼物时也会更加优惠。此外， 上传的作品还会收到辅导老师、同学， 甚至社区其他成员的点赞和留言，这 些政策无一不在吸引着大家积极主动 的学习并上传自己的创意作品。
其次，社区吸引了大批优秀的创 客导师及校园创客，他们上传了大量 优秀的作品、课件、视频等，为学生 的自主化、个性化学习及建模水平的 快速提升提供了可能。
再次，学生可以借助社区的私信 留言、发起话题等功能随时向社区里 其他成员甚至“大咖”级导师直接请 教，它能快速有效地帮学生解决困惑， 使其更加主动学习。
2. 利用 QQ 群在线交流学习
辅导教师可以通过 QQ 群上传学 习资料、发布公告、布置作业并在群 内进行答疑解惑等，学生则可通过群 及时接收通知，分享作品，并与老师 和同学进行交流、请教等。
在课程实施过程中，辅导教师要 注意适时引导、鼓励学生多观察生活 中的事物，多思考，多动手，让创意 变为现实，从而不断激发社团成员创 造的积极性和主动性。
(三)作业要求
原则上，每周每位同学应至少上 传一件作品，教师可借助社区云课堂的 学生管理功能搜索并查看每位同学的 作业完成情况，并在下次上课前于群内 进行公示， 提醒学生及时完成本周作业。
(四)激励措施
注重创新和原创，对于完成效果 好的同学给与表扬和展示。作品获得 优秀等级的同学还可在下次上课时领 取一件 3D 打印的实物模型;上传数 量达到教师要求，也可以申请领取一 件模型;此外，教师还可以借助社区 中“校云网”的“学校管理”功能对 表现优秀的同学进行豌豆奖励，这些 措施有效地调动了学生学习的积极性， 保障了学习效果。
四、教学评价
注重评价育人，强化素养导向的 多元评价，将真实数据分析作为评价 依据，倡导真实性评价。
(一)过程考查、作业完成情况和 期末考查相结合
过程考查包括课堂出勤率和课堂 目标达成情况，课堂目标达成主要通过课堂提问及实际动手操作情况来体现。
作业完成情况：每周至少上传完 成一件作品;作业完成效果。
期末考查：指定作品设计与创意 作品设计相结合。
(二)成绩评定具体如下：
需努力：对所学内容掌握不够扎 实，作品上传数量不够。
合格：基本掌握课程内容，能独 立上传作品，但作品较为普通。
优秀：课堂目标达成效果好，上 传作品色彩渲染美观，制作精致，造 型独特，个性化、创新性明显。
(三)真实数据分析作为评价依据
“数据是新时代的石油”，评价结 果用真实数据说话更具有说服力，而 且也便于教师分析和指导自己的教学 实践，如学生作品数量、作品等级、 每周上传情况等。
五、收获与成果
自 2017 年底 3D 打印社团开课以 来，学生学习的主动性和积极性一直 非常高。2018 年 10 月， 学校收获 了 “全国青少年三维创意设计”示范校荣 誉称号;在 3D one 社区每年举办的 “百佳创新校园”活动中也多次获奖; 先后有多名同学获得优秀“校园创客” 称号并在省市级“3D 创意设计”大赛 中获奖;并且现已开发出了本校特色 的校本课程。
值得一提的是，参与学习的每位 社团成员，不仅自身学到了 3D 打印 相关的知识与操作，还分享给了身边 的亲人、朋友及同学，让更多的人了 解 3D，走进 3D 甚至爱上 3D，这同 时也是这门课程开设的意义所在。
六、总结反思
借助现代信息科技手段，经过不 断探索与实践，现已初步形成了较为 成熟的中小学 3D 打印创客教育的有 效教学模式，既便于教师的教，也利 于学生的学。学生学习 3D 打印课程 不仅切实提高了自身的思维能力、审 美鉴赏力、创新创造力以及动手能力， 在学习的过程中也大大提升了自学能力、解 决实际问题的能力及与他人沟通协作 的能力，很好地体现了义务教育信息 科技新课标中核心素养的培养目标。
美国教育家杜威曾经说过：“如 果我们仍然用昨天的方式来教育现在 的学生，那么我们将剥夺他们的明 天。”在互联网深刻影响教育教学的 今天，每一位教师都应该有这样的觉 悟，及时改变自己的理念，立足新课 标，围绕核心素养，去不断探索、发现、创新课程形态和教与学的方式。
参考文献：
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