创客教育背景下3D教学在初中信息技术课程中的实施

摘要：随着互联网时代的进一步发展以及数字化校园环境建设的硬性要求，对信息技术教学提出了更高的要求。结合过往教学实践经验，总结了一套基于创客背景下以3D One三维创意设计为核心的校本课程，从而运用科学、系统的教学方式，以最适合的方式将信息技术课程的内容呈现给学生，满足了不同学习水平的学生的实际需求，有效提高了教学效果，本文对此展开详细探讨。

关键词：初中信息技术；创客教育；三维设计；3D One；校本课程

在社会的发展与科学技术的进步的共同作用下，信息技术教育的全面普及势在必行，从中小学开始已经开设了专门的信息技术课程，它涵盖了计算机科学与技术、数学、物理、美术、工程等众多学科内容，以符合学生年龄特点与接受能力为前提构建教学大纲，旨在从小培养学生对信息技术的应用能力，尤其是三维设计能力的提升。在初中阶段，考虑到学生对信息技术差异化的学习能力，运用校本课程的方式并融合创客教育，在借助3D One这一专门的设计软件的基础上实现了高质量的三维设计教学，圆满地完成了教学目标，下面对此展开详细论述：

一、 创客教育背景和创客式教学浅析

伴随着诸多新兴技术和开源硬件的推陈出新，创客教育早已被多所学校引入，无论是侧重于技术的使用还是基础知识与教学设计的融合，创客式教学都体现出了巨大的价值，对初中信息技术课程的开展起到良好的促进作用。

（一） 创客教育

“创客教育”起源于美国最近几年内兴起的一种创造性活动，该活动鼓励人们充分使用日常生活中的各种材料、计算机设备、程序以及其他技术性资源，通过自主动手或与他人合作的方式来创造出独特的产品。创客教育受此启发，针对学生群体开展教育，鼓励其利用包括开源硬件、计算机、3D打印机、小型车床等在内的数字化工具来培养学生动手操作的能力，从而使学生学会发现问题、探索问题和解决问题，并且养成独立的创造性思维。

（二） 创客式教学

以创造和生产为核心的创客教育不能局限于数字化工具的使用，而应以解决具体问题为目标导向，综合运用多种工具来创造产品或改造产品，基于这种理念的教学就称之为“创客式教学”。

二、 初中信息技术课程的开展与校本课程的运用

随着创客思维在信息技术教学中的运用，通过这几年的教学反馈，发现采用校本课程是一种行之有效的教学方法，对初中学生在信息技术课堂上提高创新能力具有很大的帮助。

（一） 校本课程浅析

一般来说，校本课程是指包括国家课程、地方课程以及学校自己开发的课程在内的全部课程，而从精细化的角度来说，校本课程专指由学校自主开发的、适合本校教学实际情况的课程。

（二） 运用校本课程的意义

首先，教育的终极目标不是传授内容，而是培养方法，校本课程的运用有利于培养学生对信息的获取、传输、处理和应用的能力。

其次，当前教育教学的重点逐渐转移到合作学习上来，这就需要教师在有限的教学时间内对每一个学生负责，激发其学习兴趣，培养其创新能力、合作能力以及集体荣誉感。

最后，运用校本课程可以有效促进师生之间的交流信任和共同进步。

三、 数字化校园环境下三维设计校本课程的全方位解析

（一） 三维设计校本课程的开发背景

互联网时代发展到现在的阶段，早已从当初的单人单干转变成众人创业，也就是集合全民的智力与潜能来进行生产和创新。以三维设计打印制造为例，这种立体化且颠覆性的技术对国家经济的发展具有重大的促进作用。而想要持续不断地产出专业性人才，就需要从教育入手进行改革，以信息技术课程为窗口为学生打开新世界的大门，从初中开始培养学生的抽象思维能力与创造力，为三维创作理念打好基础。

（二） 课程研究的预期目标

数字化校园环境下三维设计校本课程的开发和研究应以引导新技术的发展潮流为宗旨，通过信息技术课程培养学生的三维设计能力，发挥教师的主导作用以实现个性化与高质量的教学；不断丰富校本课程的资源；培养学生对三维设计的创造性思维，同时兼顾初中学生的兴趣爱好和身心特点来开展教学。

（三） 课程的具体内容和实际意义

三维设计作为初中信息技术校本课程的重要内容，既符合当前信息技术的流行趋势，又与人们的生产生活息息相关，因此很容易引起学生的关注，相应地也能有效提升学生的创造力并促进其身心发展。

从课程内容的角度来说，应突出以下几种特性：第一，实用性。对于培养学生的空间思维能力和动手操作能力具有很大的实用价值；第二，课程融合。可以与其他科目形成互补与融合，比如数学中的交、并、補集概念在三维设计中被广泛运用；第三，计算思维。三维设计校本课程在解决问题的过程中与计算机科学领域联系紧密，因此需要具备一定的计算思维，使学生养成以计算机处理问题的思维和方式来看待抽象问题，通过合理建模、数据组织、判断分析、算法设计等一系列过程化繁为简，准确快速地解决相关问题。

从实际意义的角度来说，三维设计校本课程对学生的成长和发展具有不可替代的作用：首先，它极大地丰富了学生的想象力。生活中的物体多为几何体，从三维设计的角度对其观察研究有助于养成科学的分析方法，在教师的实际案例引导下不断培养和增强想象力；其次，它科学地发展了学生的创造力。学生使用专业的软件实现对物体的建模，通过缩放、切割、透视等操作观察物体的变化，逐渐培养动手操作能力，从而发展出创造力；再者，它有效地培养了学生的社会责任感。三维设计校本课程的交流和评价环节不仅能激发学生的学习兴趣，还可以增强其使用信息技术的自信心，同时又提高了审美情趣，最终在充分理解信息技术的实际价值之后，产生出良好的社会责任感，以积极的态度为社会发展做出贡献。

四、 3D One创意设计教学的实际运用与案例研究

（一） 3D One软件简介

3D One软件是信息技术领域广泛使用的一款专业软件，其操作简单、界面简洁、功能强大的优势极其符合初中学生的接受能力，使用3D One软件开展素质教育可以在短暂的时间内让学生掌握常用的草图绘制与实体造型，其丰富的案例库有助于学生拓展练习和发散思维，同时与3D打印软件的直接连接也有助于后续的高阶教学。

（二） 3D One创意设计教学面临的问题

以3D One软件和3D打印技术为载体的3D创意设计教学对学生的计算机建模能力、抽象思维能力、分析能力和动手操作能力有一定的要求，因此在剛开始的阶段，对于大部分只经历过手工制作与创意绘画训练的初中学生而言，在感到新奇之余可能会遭遇困难。首先，由于学生之前接触计算机的经历参差不齐，因此在开展3D创意教学时增大了备课的难度以及教学的复杂程度；其次，初中阶段的教学仍以教师讲述为主，容易使学生陷入“听得懂但不会做”的状态，这对于以实践操作为核心的3D创意设计教学极为不利；再者，初中学生在创新思维能力方面有所欠缺，而教师在有限的演示时间内无法照顾到每一个学生的学习情况，因此必然会造成学生学习效果差异化现象。

（三） 3D One三维创意设计教学的实际运用

针对以上问题，把3D One三维创意设计教学与创客教育进行融合，有意识地弱化教师的讲述，转为以学生的自主探究和动手实践为主，每节课程只讲授一两个知识点，学生在观看教师的示范后进行实操演练，遇到问题后再向教师请教，由简到繁地逐步掌握信息技术课程教学安排。运用这种教学方式开展3D教学，具有以下优点：第一，符合初中学生的心理特点与学习状态。第二，符合教学内容的需要。第三，有利于实施分层教学并激发学生的创作灵感。

（四） 3D One三维创意设计教学的案例研究

以《简易笔筒，小试身手》教学为例，教学目标为：让学生运用3D One软件完成对实体模型的抽壳、创建、修改、着色等一系列操作，培养其三维设计意识与艺术审美观；教学内容为：合理设置教学情境以完成课程导入，在激发学生学习兴趣后通过教师演示或视频播放等手段，让学生了解笔筒的基本绘制步骤，重点掌握抽壳、阵列、圆角等操作，使学生有能力独自还原整个三维设计流程，培养其三维抽象能力。在此基础之上，提出对笔筒的改进建议，引导学生通过发散思维来对笔筒的造型和功能进行深度思考，通过动手实践来将创意变为现实，从而培养其创造力。教学反馈显示：基于创客教育背景下的3D One三维创意设计教学能够完成课程内容的要求，使学生在掌握软件操作的基础上得到了思维能力和创造能力的培养，提升了三维设计水平，实现了信息技术课程教学的基本目标。

五、 总结

信息技术课程教学随着社会的发展愈发显得重要，考虑到初中学生的实际情况，运用校本课程并与创客教育相结合而开展的3D教学有效地实现了对学生三维设计水平的培养，在圆满完成教学内容的同时锻炼了学生的抽象思维能力、动手操作能力、创新意识以及创造能力，为将来的学习和成长打下了良好的基础。

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作者简介：

李彩燕，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市，新疆乌鲁木齐市第十二中学。