新课标环境下三维设计与创意校本课程的设计与实施

余蜀津

【摘 要】随着新课标的逐步推行，三维设计和创意作为其中的一个教学模块，越来越多的学校开设了该课程。本文从课程背景、课程目标、课程准备、课程设置与实施、课程反思几个方面总结了我校开展三维创意课程以来的实践和经验，以期为本教学模块的开展提供参考借鉴。

【关键词】三维创意设计;校本课程;新课标

2015年9月，教育部发布的《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中提到，“有条件的地区要积极探索新技术手段在教学过程中的日常应用，探索STEAM（科学、技术、工程、艺术、数学）新教育模式”。教育部于2017年底正式公布了《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》，突出了信息技术是一门基础课程。其中三维设计与创意模块则作为选择性必修模块之一。

伴随着社会的发展和国家标准的颁布，三维设计与创意课程逐渐在中小学课堂里开展起来。但在高中教学实践中，由于高考指挥棒的存在，信息技术课程基本只开设必修课程的相关内容，而选择性必修内容只能通过其他途径解决。我校在2017年颁布了《珠海市斗门区和风中学校本课程实施方案》，以此为契机，我校开展了新课标环境下三维创意设计的校本课程。

一、三维创意设计校本课程的设计与实施

（一）课程目标

以《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》为指导，我校结合校本课程开设的实际，开设三维创意设计课程，以培养学生的空间想象力、合作能力、交流能力、创造力、动手能力，促进学生的空间思维、计算思维、设计思维和创造性思维的发展，使学生成为具有信息技术核心素养的人才。

（二）课程准备

三维创意设计是运用三维建模软件和3D打印机进行三维实体创意设计的课程。三维建模软件种类繁多，常见的有3D Max 、SolidWorks、3D One、123D Design等。我校根据学生实际情况，选择123D Design作为教学软件，并以计算机教室一间并配备三台桌面式西通3D打印机作为硬件支持。

（三）课程设置与实施

1.课程内容从三个方面进行设置

（1）三维建模模块：初步了解三维创意设计基础知识，包括工作原理、三维作品赏析，让学生领略到3D打印的魅力，激发其学习积极性。学习三维建模软件 （123D Design） 的基本操作和工具运用，掌握3D建模方法，为设计3D作品打下软件操作基础。

（2）自由设计模块：根据已经掌握的三维建模方法设计一件自己的作品。学生从简单的模仿操作转变为运用技能完成个人创新、展现个人思维和设计的过程。

（3）作品实现模块：掌握切片软件MakerWare的基本设置。在这一模块，学生会体验一个作品从三维模型到实体模型的过程，充分体验利用3D打印完成自己的作品所带来的成就感。学生可以展示自己設计的三维作品，讲述在设计过程中的心路历程。这样既能增强学生的自豪感，又能培养学生的语言表达能力，并展示其思维过程。

2.课程具体实施

（1）对象：高一年级学生（人数控制在40人左右）。

（2）时间：每周一课时。

（3）课程安排：

第一课时：三维设计简介、123D Design软件入门基本操作、利用基本几何体进行建模。

第二课时：铅笔、糖葫芦建模。知识点：对象的选择、移动和三维旋转，吸附，多个对象的对齐。

第三课时：奖杯建模。知识点：基本几何体、对象的缩放、智能缩放、对齐和复制。

第四课时：马克杯建模。知识点：对象的抽壳、倒角和圆角，多个对象的分组与解组。

第五课时：葡萄酒杯建模。知识点：多个对象的布尔运算（合并、相减、相交），对象的材质。

第六课时：创意花瓶建模（一）。知识点：草图的绘制（草图圆），放样，环形整列。

第七课时：创意花瓶建模（二），知识点：草图（多段线、样条曲线的使用），利用草图旋转产生三维模型。

第八课时：心形吊坠建模。知识点：草图的绘制（矩形、圆、修剪），构造（拉伸）的使用。拓展：构造（扫掠）的使用介绍。

第九课时：齿轮建模。知识点：草图的绘制（圆、多段线），环形整列，构造（拉伸）。拓展：整列（矩形、环形、路径、镜像）的使用。

第十课时：收纳盒建模。知识点：草图（多段线、矩形整列、草图圆角、修剪），拉伸，扭曲。拓展：修改（压/拉、扭曲、分割实体）的使用。

第十一课时：姓名牌建模。知识点：草图（多段线、偏移、圆角），拉伸，文本的使用。补充：两点圆弧，三点圆弧，延伸。

第十二课时：自由创作，根据已经学习的123D Design软件建模技能并结合自己的兴趣爱好，发挥学生丰富的想象力，创作一个最终作品。

第十三课时：建模的实现。学习切片软件MakerWare的基本设置和使用，学习西通3D打印机的基本操作技能，把三维建模通过3D打印机实现出来。

（四）课程反思

本课程最初是高二年级信息技术课开设的选修课之一，并且实施了两个学期。学生对新生事物的兴趣较为浓厚，课堂教学初见成效。但随着信息技术新课程标准的实行，高中信息技术必修课时调整为54课时，所以高二年级今后存在不开设信息技术课的可能，于是把本课程的开设和高一年级的校本课程结合起来。

课程实施过程中，本课程以一学期为一个周期，每个周期内课时的多少可以根据实际情况调整。在我校高二年级选修课开设的过程中，由于时间比较紧凑，所以在课时上会适当压缩。例如，在涉及123D草图部分的学习时，由于之前课程已经开设了各类平面设计软件的学习（如Photoshop、Corldraw），并由于平面软件的互通性，所以会适当压缩草图工具的学习和讲解，以三维设计部分作为学习和讲解的重点。另外，第十二课时的自由创作会适当删减，以软件学习为主，为学生以后的学习打下基础。同时，第十三课时建模的实现，则主要通过教师在课余时间把学生的课堂作品打印出来，并在课堂上呈现给学生的方式来开展。

而在高一年级的校本课程开设过程中，由于每个学期课时相对宽裕，课程内容可以适当扩展。例如，由于高一年级学生缺乏平面软件基础（如Photoshop、Corldraw），在教学草图的绘制部分的时候，操作上可以讲解得更细致一些，给学生多一些时间来练习操作技巧，如草图中多段线的绘制和Photoshop中的钢笔工具操作。另外，在第十二课时，自由创作的时候可以适当增加课时，给学生更多的自由创作空间和时间。

教学过程中主要运用的教学方法有项目式教学、任务驱动教学和小组合作教学。项目式教学和小组合作教学贯穿于整个课程中。任务驱动教学主要运用于软件学习阶段，每节课给予合适的任务，可有效提升学生的学习效果。

一个合适的课程评价体系能有效指导并督促学生的学习。在本课程的实施过程中，要综合运用过程性评价和终结性评价，以过程性评价为主（占比70%），终结性评价为辅（占比30%）。在过程性评价中，主要包含学生的考勤（占比10%）、软件掌握程度（15%）、作业完成情况（20%）、学生的自评互评（10%）、创新性思维的体现（15%）。而终结性评价主要以最终3D创意作品来进行评价。

通过本课程的学习，学生除了可以掌握基本的三维建模，还可以锻炼空间想象力。123D Design可以让学生从6（前、后、左、右、上、下）个视角对物体进行观察，建立物体空间感和各个视角之间的联系。123D Design通过构造命令（包括拉伸、扫掠、旋转、放样）产生三维模型，可以帮助学生理解平面和整体的关系。例如，花瓶建模的过程需要运用旋转建模，这就需要学生想象平面经过旋转会产生什么样的三维实体。另外，本课程可以锻炼学生的创新思维能力。例如，在利用基本几何体建模过程中，学生能灵活运用所学技巧建立火箭、高铁等三维模型。

本课程主要是面向大部分学生的校本课程，课程内容深度有限，学生时间有限，所以学生作品尚不足以参加各类竞赛。其次，硬件设备也属于入门级别，打印精细程度有限。我校將会在这两个方面继续加强，争取在各类竞赛中取得优异成绩。

参考文献：

[1]王晴晴.STEAM教育理念下校本课程的开发——以小学3D打印课程开发为例[J].中小学电教，2020（04）.

[2]贾金元，等.高中3D打印校本课程设计与教学实践[J].基础教育参考，2017（07）.