李昕悅

摘要：“3D遇見南京”校本課程，立足于學(xué)校實(shí)際，堅(jiān)定“讓優(yōu)秀者更優(yōu)秀，讓平常者不平常”的辦學(xué)理念，以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)為開發(fā)與實(shí)施的依托，借助“南京”元素，串聯(lián)3D打印技術(shù)，融合更多的南京地方特色元素，充實(shí)課程內(nèi)容，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的同時(shí)，提升創(chuàng)新能力和信息素養(yǎng)，陶冶南京本土人文情懷。

關(guān)鍵詞：3D打印 科技 人文 校本課程

一、背景與意義

隨著科技的飛速發(fā)展，課程改革的不斷深化，3D打印技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用也越來越廣泛。如今，不少學(xué)校都開設(shè)了以3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)的校本選修課程。這些課程在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展方面起著非常重要的作用。

南京，這個(gè)有著“六朝古都”之稱的城市，擁有濃厚的文化氣息與厚重的歷史底蘊(yùn);同時(shí)，也是一個(gè)具有科技競(jìng)爭(zhēng)力的“新興科技城市”。

由此，筆者將3D打印技術(shù)的科技性與南京地方特色的人文性相融合，設(shè)計(jì)開發(fā)了“3D遇見南京”校本課程。此課程，立足于學(xué)校實(shí)際，堅(jiān)定“讓優(yōu)秀者更優(yōu)秀，讓平常者不平?！钡霓k學(xué)理念，以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)為開發(fā)與實(shí)施的依托，借助“南京”元素，串聯(lián)3D打印技術(shù)，融合更多的南京地方特色元素，充實(shí)課程內(nèi)容，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的同時(shí)，提升創(chuàng)新能力和信息素養(yǎng)，陶冶南京本土人文情懷。

二、條件與經(jīng)驗(yàn)

（一）具備的條件

南京師范大學(xué)附屬中學(xué)新城初級(jí)中學(xué)秉承南師附中課程改革的優(yōu)良傳統(tǒng)，從創(chuàng)辦的第一年（2005年）起，就積極開發(fā)校本課程。學(xué)校分別在初一和初二年級(jí)開設(shè)選修課和綜合實(shí)踐課，并鼓勵(lì)教師開發(fā)新型的、具有特色的課程。這是“3D遇見南京”校本課程開發(fā)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

同時(shí)，從2013年開始，學(xué)校推出“南京·南京”系列校本課程，試圖為師生更好地了解南京、熱愛南京、宣傳南京、美化南京搭建平臺(tái)，開闊視野。

此外，學(xué)校設(shè)備齊全，配備了3臺(tái)3D打印機(jī)、10支3D打印筆以及其他校本課程所需的物質(zhì)資源。學(xué)生家長(zhǎng)也對(duì)校本課程的開發(fā)，提供了物質(zhì)和精神上的雙重支持。

（二）已有經(jīng)驗(yàn)及總結(jié)

筆者曾開設(shè)名為“趣玩3D打印”的選修課，通過一年的教學(xué)，對(duì)3D建模軟件較為熟悉，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)難點(diǎn)也有一定的了解。學(xué)期末對(duì)學(xué)生的問卷調(diào)查顯示，大部分學(xué)生對(duì)該課程充滿興趣，主要原因是3D打印技術(shù)和3D建模的新穎性能很好地激發(fā)學(xué)習(xí)熱情;但課程學(xué)習(xí)模式較為單一，每節(jié)課都以一個(gè)模型的繪制為學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過“師講生仿”的形式開展，學(xué)生希望可以增加更多的趣味和創(chuàng)新元素。

三、探索與開發(fā)

（一）課程目標(biāo)

1.了解3D打印技術(shù)及其原理，知道3D打印技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用;

2.熟練掌握3D One軟件的基本操作，能夠合理使用3D One軟件進(jìn)行三維模型的創(chuàng)意設(shè)計(jì);

3.體悟南京的歷史、民俗、文化，感受南京的人文底蘊(yùn)和氣息，陶冶南京本土人文情懷;

4.在創(chuàng)意設(shè)計(jì)中，提升空間想象能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，體驗(yàn)自主創(chuàng)造設(shè)計(jì)的樂趣。

（二）課程時(shí)間

課程在初一年級(jí)開設(shè)，授課時(shí)間為一學(xué)年，每周五下午選修課時(shí)段開課，每次兩課時(shí)。

（三）課程主要內(nèi)容

課程實(shí)施主題式教學(xué)，以STEAM教育思想為導(dǎo)向，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，以南京的歷史、民俗、文化等為主線，每次課圍繞一個(gè)主題活動(dòng)展開。

課程包含上、下兩個(gè)部分：

上部“古韻金陵”，主要以南京的歷史、民俗、文化為主線，設(shè)計(jì)具有南京韻味的3D模型，并學(xué)習(xí)3D One軟件的使用，包括“玩物篇”“民俗篇”“建筑篇”?！巴嫖锲?，通過設(shè)計(jì)兒時(shí)的玩具，如積木、七巧板、陀螺和空竹等簡(jiǎn)單的模型，學(xué)習(xí)3DOne軟件的基本功能。“民俗篇”，通過設(shè)計(jì)南京民俗物件，如秦淮燈彩、民俗掛件等較為復(fù)雜的模型，學(xué)習(xí)3D One軟件的更多功能。“建筑篇”，通過設(shè)計(jì)南京的代表性建筑，如明城墻和城門、夫子廟牌坊、長(zhǎng)江大橋和“南京眼”等，進(jìn)一步熟練運(yùn)用3D One軟件。

下部“暢想南京”，為未來的南京設(shè)計(jì)創(chuàng)新物品，包括“科技篇”和“暢想篇”?！翱萍计?，設(shè)計(jì)電腦和手機(jī)的創(chuàng)意周邊，充分發(fā)揮創(chuàng)新思維，讓天馬行空的想象變?yōu)橛|手可及的3D模型?！皶诚肫?，進(jìn)行未來“智造”設(shè)計(jì)，讓想象“造”進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

除此以外，在每次課開始時(shí)，設(shè)置“3D大發(fā)現(xiàn)”環(huán)節(jié)，由教師或?qū)W生小組介紹3D打印的相關(guān)資訊，可以是3D打印的新進(jìn)展、新設(shè)計(jì)，也可以是3D打印在某一領(lǐng)域的具體應(yīng)用。

（四）課程評(píng)價(jià)

課程注重引領(lǐng)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)，在過程中強(qiáng)化實(shí)際操作能力，因此采用學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)結(jié)果并重的評(píng)價(jià)體系。

1.過程性評(píng)價(jià)。

在平時(shí)的教學(xué)活動(dòng)中，關(guān)注學(xué)生出勤、課堂表現(xiàn)、小組合作等情況，由學(xué)生評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)兩部分組成。學(xué)生評(píng)價(jià)是指，學(xué)生依據(jù)自己的實(shí)際情況定量評(píng)價(jià)，填寫自評(píng)表格，評(píng)價(jià)知識(shí)和技能掌握情況、作品完成情況以及能力培養(yǎng)情況。在作品制作過程中，教師還引導(dǎo)學(xué)生對(duì)作品進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，并鼓勵(lì)學(xué)生之間相互評(píng)價(jià)，取長(zhǎng)補(bǔ)短。教師評(píng)價(jià)包括三方面：課堂、作品、拓展。課堂，是對(duì)學(xué)生課堂表現(xiàn)的評(píng)價(jià);作品，是對(duì)學(xué)生作品的點(diǎn)評(píng)和分析;拓展，是對(duì)學(xué)生在課中及課后完成的額外作業(yè)的指導(dǎo)。另外，還會(huì)開展階段性展示評(píng)比活動(dòng)，如評(píng)選“最具創(chuàng)意獎(jiǎng)”“最佳技術(shù)獎(jiǎng)”等。

2.終結(jié)性評(píng)價(jià)。

學(xué)期末，依據(jù)學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)、期末作品設(shè)計(jì)等多方面綜合評(píng)定，按等級(jí)分為優(yōu)、良、合格和不合格。同時(shí)，挑選總?cè)藬?shù)10%-20%的學(xué)生，授予“優(yōu)秀學(xué)員”榮譽(yù)稱號(hào)。

四、實(shí)施案例

（一）主題

“建筑篇”：夫子廟牌坊。

（二）課時(shí)

4課時(shí)。

（三）目標(biāo)

1.了解牌坊的相關(guān)知識(shí)，包括種類、構(gòu)造等，及其歷史價(jià)值和藝術(shù)價(jià)值;

2.知道夫子廟“天下文樞”牌坊的典故，以及夫子廟四大牌坊的特點(diǎn)和故事;

3.能夠?qū)⑤^為復(fù)雜的牌坊模型進(jìn)行細(xì)化分解，并逐一突破;

4.綜合運(yùn)用“草圖繪制”“拉伸”“鏡像”“浮雕”“移動(dòng)”等命令繪制較為復(fù)雜的3D模型;

5.培養(yǎng)關(guān)注生活的意識(shí)，思考傳統(tǒng)與現(xiàn)代的關(guān)系，提升科學(xué)探究精神和動(dòng)手實(shí)踐能力。

（四）過程

1.新課引入。

教師展示牌坊的圖片，提問：這是什么？你在哪里見過？并與學(xué)生交流牌坊的用途和組成。

2.牌坊知多少。

（1）牌坊簡(jiǎn)介。

①牌坊（牌樓）是中國(guó)建筑文化的獨(dú)特景觀，是中國(guó)特有的建筑藝術(shù)和文化載體。

②牌坊的種類、構(gòu)造，以及與牌樓的區(qū)別等。

③牌坊的用途：街巷區(qū)域的分界標(biāo)志、裝飾性建筑等。

（2）夫子廟牌坊。

①解釋夫子廟“天下文樞”牌坊的含義及其上的對(duì)聯(lián)內(nèi)容和典故。

②介紹夫子廟四大牌坊及其上的文字和對(duì)聯(lián)。

3. 3D牌坊的繪制。

（1）師生共同分析牌坊的構(gòu)成，并將牌坊的制作分割成若干部分。

（2）師生共同分析各部分制作技巧和要點(diǎn)：①使用“草圖繪制”“拉伸”“放樣”等命令繪制立柱;②使用“草圖繪制”“浮雕”“陣列”等命令繪制花紋、浮雕等;③使用“鏡像”“草圖繪制”等命令繪制牌坊;④合成各部分。

（3）教師講解難點(diǎn)，學(xué)生依照提示進(jìn)行模仿和創(chuàng)意設(shè)計(jì)。

4.分享評(píng)價(jià)。

各小組派代表展示設(shè)計(jì)的牌坊，其他小組成員進(jìn)行點(diǎn)評(píng);教師對(duì)學(xué)生作品進(jìn)行評(píng)價(jià)。

五、實(shí)施反思

（一）動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

校本課程的實(shí)施，十分注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

通過學(xué)習(xí)任務(wù)單從詳細(xì)到簡(jiǎn)略再到只提示關(guān)鍵點(diǎn)，使學(xué)生經(jīng)歷從陌生到熟悉再到靈活使用軟件繪制3D模型的過程，逐步提升動(dòng)手實(shí)踐能力。

3D建模在掌握軟件基本操作后，更重要的就是創(chuàng)意設(shè)計(jì)。課程的實(shí)施，引導(dǎo)學(xué)生從生活中的小創(chuàng)意出發(fā)，再到科技類的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)從模仿到自主創(chuàng)造的提升。同時(shí)，在每次設(shè)計(jì)中都鼓勵(lì)原創(chuàng)，如將優(yōu)秀作品打印出來送給作者，讓創(chuàng)意具象為現(xiàn)實(shí)，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作熱情。

（二）人文素養(yǎng)的熏陶

在校本課程的實(shí)施中，還有一項(xiàng)重要內(nèi)容就是人文素養(yǎng)的熏陶。具體到本課程，就是南京本土人文情懷的培養(yǎng)。上部三個(gè)篇章“玩物篇”“民俗篇”“建筑篇”，可以讓學(xué)生從不同的側(cè)面了解南京。而讓學(xué)生尋找與課程主題相關(guān)的物件并拍照，能夠幫助他們從實(shí)際層面深入南京。

當(dāng)然，本課程仍然存在一些不成熟的地方：在課程開發(fā)方面，還可以進(jìn)一步完善學(xué)習(xí)任務(wù)單，優(yōu)化學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)形式;在課程實(shí)施方面，還需要建立和不斷完善科學(xué)的評(píng)價(jià)制度，豐富小組合作學(xué)習(xí)的形式，提高對(duì)學(xué)生個(gè)體的關(guān)注程度;在教師自身成長(zhǎng)方面，教師的創(chuàng)造性還有待加強(qiáng)，個(gè)性的張揚(yáng)還有待體現(xiàn)……