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中期報(bào)告

一、課題的現(xiàn)實(shí)背景及意義

（一）國(guó)內(nèi)創(chuàng)客教育發(fā)展的需要

創(chuàng)客課程是創(chuàng)客教育生態(tài)的關(guān)鍵構(gòu)成部分，也是推動(dòng)我國(guó)創(chuàng)客教育“落地”的關(guān)鍵點(diǎn)；另外，還是新課標(biāo)要求的重點(diǎn)目標(biāo)與內(nèi)在推動(dòng)力?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)的創(chuàng)客教育研究者與實(shí)踐者關(guān)于創(chuàng)客課程的研發(fā)還處于起始階段，我國(guó)的創(chuàng)客教育正在摸索中前進(jìn)。國(guó)內(nèi)外創(chuàng)客教育課程開發(fā)的情況呈現(xiàn)蓬勃的趨勢(shì)，2014年以來國(guó)內(nèi)的創(chuàng)客教育越來越火，有關(guān)的課程例如scratch教學(xué)方面的課程，arduino教學(xué)方面的，機(jī)器人教學(xué)方面的，3D打印方面等如雨后春筍般破土而出。

（二）3D拓展性課程建設(shè)的需要

我校在建校初添置了3D打印機(jī)，同時(shí)開設(shè)了以3D One軟件為基礎(chǔ)的拓展課程，在小學(xué)四到六年級(jí)及中學(xué)七年級(jí)中開展活動(dòng)，在實(shí)際的教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的教材《3D One三維實(shí)體設(shè)計(jì)》不太適合我們學(xué)生，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很難掌握教材中所要求的教學(xué)目標(biāo)，因此我校在實(shí)踐的基礎(chǔ)上著手開發(fā)適合中小學(xué)生特點(diǎn)的3D one拓展課程。

適合的才是最有效的，開發(fā)一套適合我們學(xué)生學(xué)情和特點(diǎn)的3D one拓展課程，有利于學(xué)生軟件技能的掌握，同時(shí)為了避免單純教學(xué)軟件命令的枯燥性，在教材開發(fā)過程中采用案例為載體，設(shè)計(jì)案例選取中小學(xué)生身邊熟悉的三維模型，更加貼近學(xué)生生活，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，減少三維實(shí)體設(shè)計(jì)的神秘感。

結(jié)合豐富的課程資源和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（青少年三維創(chuàng)意社區(qū)m.sdwhjm.com），以作品展示、校園創(chuàng)客推薦、優(yōu)秀作品申報(bào)、PK擂臺(tái)等形式開展高質(zhì)量的創(chuàng)客活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)意創(chuàng)新能力以及運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生展示自我、與人分享的意識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生們?nèi)嫠刭|(zhì)提高的培養(yǎng)。讓創(chuàng)造從這里起步，讓夢(mèng)想在實(shí)踐中啟航。

（三）學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)培育的需要

隨著世界多極化、經(jīng)濟(jì)全球化、文化多樣化、社會(huì)信息化深入發(fā)展，各國(guó)都在思考21世紀(jì)的學(xué)生應(yīng)具備哪些核心素養(yǎng)才能成功適應(yīng)未來社會(huì)這一前瞻性戰(zhàn)略問題。中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)。學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)是學(xué)生核心素養(yǎng)中六大素養(yǎng)之一，也是學(xué)生能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力之一。學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培育需要以課程為依托，然課程的品質(zhì)、課程的結(jié)構(gòu)將直接影響著學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的品質(zhì)。因此，我們嘗試創(chuàng)客背景下3D One拓展課程開發(fā)與實(shí)施的研究，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培育，達(dá)成學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的終極目標(biāo)。

二、課題研究目標(biāo)及主要內(nèi)容

（一）研究的目標(biāo)

1.通過課程的開發(fā)，編寫符合本校學(xué)生、學(xué)校真正需要的3D One拓展課程學(xué)習(xí)教材。根據(jù)學(xué)校、學(xué)生的實(shí)際狀況研究并設(shè)定3D One拓展課程的目標(biāo)，以《浙江省教育廳辦公室關(guān)于建設(shè)義務(wù)教育拓展性課程的指導(dǎo)意見》為基礎(chǔ)，結(jié)合本校的實(shí)際情況，以及學(xué)生的興趣和未來發(fā)展的需要編寫整理出一本3D One拓展課程的教材。

2.通過課程的實(shí)施，學(xué)生在創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐能力上得到訓(xùn)練，將學(xué)生的創(chuàng)意、想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，將極大發(fā)展學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦的能力，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)校培養(yǎng)方式的變革。

3. 通過3D One拓展課程開發(fā)與實(shí)施的全程研究，構(gòu)建3D One拓展課程的新型操作模式，全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng)、促進(jìn)教師的專業(yè)成長(zhǎng)。

（二）研究的內(nèi)容

1. 3D打印文化的滲透、發(fā)掘。比如：3D打印的起源研究；3D打印原理的介紹；3D打印的發(fā)展簡(jiǎn)史；由此開辟學(xué)生視野，拓展創(chuàng)新素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)情緒。

2.結(jié)合學(xué)生學(xué)情，研究設(shè)計(jì)3D One拓展課程的教學(xué)內(nèi)容。

3.探索“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在3D One拓展課程中的應(yīng)用。

4.探索行之有效的3D One拓展課程評(píng)價(jià)方式，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力，設(shè)計(jì)出更多的創(chuàng)意作品。

5.主題式3D設(shè)計(jì)研究活動(dòng)。

（三）研究的方法

1.問卷調(diào)查法；2.行動(dòng)研究法；3.比較研究法；4.實(shí)驗(yàn)研究法

（四）研究的人員

沈志宏：課題負(fù)責(zé)人，主持研究課題，負(fù)責(zé)課題總策劃，分配研究人員的任務(wù)全面指導(dǎo)課題實(shí)施帶領(lǐng)課題組成員進(jìn)行課題研究。

沈志宏：執(zhí)筆人，制定研究措施和計(jì)劃，收集、分析研究資料，成果整理，撰寫結(jié)題報(bào)告，帶領(lǐng)課題組成員參與課題研究。

鄒濤：全面參與，共同收集、整理資料，實(shí)施過程，進(jìn)行課題的總結(jié)。

丁宇：全面參與，共同收集、整理資料，實(shí)施過程，進(jìn)行課題的總結(jié)。

三、概念界定

創(chuàng)客（Mak-er）“創(chuàng)”指創(chuàng)造，“客”指從事某種活動(dòng)的人，“創(chuàng)客”本指勇于創(chuàng)新，努力將自己的創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人。這個(gè)詞譯自英文單詞“Mak-er”，源于美國(guó)麻省理工學(xué)院微觀裝配實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)課題，此課題以創(chuàng)新為理念，以客戶為中心，以個(gè)人設(shè)計(jì)、個(gè)人制造為核心內(nèi)容，參與實(shí)驗(yàn)課題的學(xué)生即“創(chuàng)客”。“創(chuàng)客”特指具有創(chuàng)新理念、自主創(chuàng)業(yè)的人。

3D One青少年三維設(shè)計(jì)軟件，是中望公司根據(jù)6~23歲年齡階段（小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)）的教育特點(diǎn)，開發(fā)出適用于青少年群體的3D打印設(shè)計(jì)軟件。3D One軟件界面簡(jiǎn)潔、功能強(qiáng)大、易于上手，非常符合中小學(xué)生的開放思維創(chuàng)意操作模式，能夠簡(jiǎn)單、輕松、快捷地表達(dá)創(chuàng)意想法，能讓沒有任何基礎(chǔ)的孩子們，在短短幾個(gè)小時(shí)的學(xué)習(xí)即可用搭積木的堆砌、簡(jiǎn)單的拖拉操作方式，繪出自己的3D作品，并直接輸出到3D打印機(jī)打印。

四、課題實(shí)施與研究進(jìn)展

（一）健全組織，有序開展

課題自2017年2月《創(chuàng)客背景下3D One拓展課程開發(fā)與實(shí)施的研究》批準(zhǔn)立項(xiàng)，策劃啟動(dòng)后專門召開了課題組成員會(huì)議，共同探討了課題研究的方向（從哪幾個(gè)方面入手，怎樣進(jìn)行研究，達(dá)到什么樣的目標(biāo)，以什么形式呈現(xiàn)研究成果等問題），在大家的共同討論下，我們初步形成了研究方案，并確定了課題組成員的分工。課題組堅(jiān)持每?jī)芍苷匍_一次網(wǎng)絡(luò)研討，每月召開一次碰頭研討總結(jié)會(huì)，及時(shí)交流實(shí)驗(yàn)中的經(jīng)驗(yàn)，解決遇到的問題。

（二）立足實(shí)際，構(gòu)建框架

創(chuàng)課作為一個(gè)新方式的課程，現(xiàn)在還沒有充分的構(gòu)思理論與進(jìn)行研發(fā)的模板。而教材框架的確定可以說是教材開發(fā)的首要任務(wù)，也是關(guān)系到教材開發(fā)的進(jìn)度。所以根據(jù)對(duì)現(xiàn)有創(chuàng)客教學(xué)的了解和有關(guān)課程的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合本校實(shí)際制訂了如圖1所示的3D One拓展課程的初步框架。

圖1 ：3D One拓展課程的初步框架

初稿確定后，我們教材的編寫和框架修改的工作也在摸索著中開始了。我們的初稿是根據(jù)學(xué)生的調(diào)查反饋而制定的，只是單一的考慮了學(xué)生的喜好，在實(shí)踐的過程中發(fā)現(xiàn)我們的課程框架初稿是存在問題的，每個(gè)課時(shí)安排都只是要求學(xué)生完成一個(gè)物品的模仿制作，學(xué)生為了完成而模仿，沒有任何的創(chuàng)意，課程內(nèi)容缺乏內(nèi)涵、不夠豐富。因此，我們結(jié)合學(xué)校開展的各種活動(dòng)再一次對(duì)課程的框架進(jìn)行了修改，內(nèi)容得到了豐富，在初稿的基礎(chǔ)上得到了第二稿如圖2。

圖2：3DOne拓展課程框架

此框架共包括了三個(gè)方面，分別是3D打印融于生活、3D打印融于學(xué)習(xí)和3D打印融于社會(huì)。其中，每個(gè)方面包含了體驗(yàn)型學(xué)習(xí)與構(gòu)建主義兩個(gè)重要理論，二者都是課程因素構(gòu)思和學(xué)習(xí)進(jìn)行構(gòu)思的“根本點(diǎn)”。新的課程框架帶給了我們的課程編制新思路，讓學(xué)生在體驗(yàn)式的活動(dòng)中完成學(xué)習(xí)內(nèi)容，后續(xù)內(nèi)容我們將進(jìn)一步完善。

（三）結(jié)合主題，設(shè)計(jì)模塊

我們的教材是主題體驗(yàn)式教學(xué)，首先每個(gè)環(huán)節(jié)都有主題，讓學(xué)生帶著問題去體驗(yàn)，在體驗(yàn)中解決問題，其次我們有多人協(xié)作的互動(dòng)的環(huán)節(jié)，體現(xiàn)學(xué)生思維的共享，促進(jìn)學(xué)生作品的優(yōu)化，第三面對(duì)不同層次的學(xué)生，體現(xiàn)分層教學(xué)，在每個(gè)環(huán)節(jié)的最后增加一個(gè)二維碼，學(xué)生掃二維碼就可以觀看課堂中作品制作的技術(shù)視頻，以幫助不同層次的學(xué)生達(dá)成目標(biāo)。

基于以上三點(diǎn)，我們的教材內(nèi)容設(shè)計(jì)了五個(gè)互動(dòng)環(huán)節(jié)，分別是問一問、畫一畫、試一試、說一說、練一練。

（1）問一問

問一問環(huán)節(jié)是根據(jù)本課內(nèi)容的主題，了解我們身邊的同學(xué)、老師、家長(zhǎng)的想法和需求，對(duì)自己想要設(shè)計(jì)的作品有個(gè)初印象。本環(huán)節(jié)可以讓我們的學(xué)生在設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮作品的實(shí)用性。

（2）畫一畫

畫一畫環(huán)節(jié)是在學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)作品有初印象的基礎(chǔ)上，在紙上繪制出作品的雛形，采用合適的比例設(shè)計(jì)出作品的尺寸，為使用3DOne軟件設(shè)計(jì)模型做好準(zhǔn)備。

（3）練一練

練一練環(huán)節(jié)是虛擬轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的必經(jīng)之路，在這環(huán)節(jié)學(xué)生可以不斷的嘗試作品的制作與修改，直至最終作品的誕生。在這個(gè)過程中，學(xué)生完成作品--提出質(zhì)疑--修改作品，使學(xué)生有種不滿足感，自由發(fā)揮創(chuàng)作的同時(shí)有效地提升了學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。

（4）說一說

說一說環(huán)節(jié)是學(xué)生作品共享、展示的平臺(tái)，學(xué)生將自己的創(chuàng)意與大家分享，在來自不同的聲音中進(jìn)行整合、修改。在這個(gè)過程中學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力及交流能力得到了鍛煉，也使自己的作品得到進(jìn)一步提升。

（5）試一試

試一試環(huán)節(jié)是一個(gè)反思延續(xù)、提升的階段，讓學(xué)生完成規(guī)定創(chuàng)作的同時(shí)進(jìn)行一次提高，通過一個(gè)實(shí)例拓展出更多的作品，起到舉一反三的效果，讓學(xué)生產(chǎn)生更高層次的知識(shí)聯(lián)系。

（四）實(shí)踐尋問，探索求真

1.課程安排

3D One拓展課程面對(duì)的教學(xué)對(duì)象是三到七年級(jí)的學(xué)生，時(shí)間是每周四的下午，分二個(gè)層次分別進(jìn)行教學(xué)，一個(gè)層次是三至六年級(jí)、另一個(gè)層次是七年級(jí)，學(xué)生人數(shù)每個(gè)層次在15-20人之間。

2.上課環(huán)境

我們現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)云機(jī)房三個(gè)，在試用過程中我們發(fā)現(xiàn)云機(jī)房不適合3D One的教學(xué)，因此和學(xué)校反映了教學(xué)中的實(shí)際情況，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)3D One拓展課的開展非常支持，同意在本學(xué)期建設(shè)一間高標(biāo)準(zhǔn)的3D One拓展課的專用機(jī)房。

3.首次活動(dòng)

和“綠色”的親密接觸，第一次根據(jù)新的課程框架進(jìn)行上課，我們心中有些忐忑，是否能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果呢？

一開始我們就帶著學(xué)生走訪了學(xué)校的一些同學(xué)和老師，從同學(xué)和老師中學(xué)生了解到了他們喜歡的花盆類型，匯總歸納后有以下幾種最受師生的青睞：分別是圓形的、方型的、愛心型的、花瓣型的花盆。

接下來就是我們的設(shè)計(jì)制作環(huán)節(jié)了，同學(xué)們根據(jù)自己的初步設(shè)想在白紙上畫出了花盆的雛形，經(jīng)過修改基本定型后開始在3D One中進(jìn)行模型的繪制，很快有些同學(xué)已經(jīng)把作品設(shè)計(jì)出來了，如圖3所示。

圖3  學(xué)生作品

完成作品的同學(xué)在老師的幫助下對(duì)作品進(jìn)行了切片和打印。就這樣一只只精美的花盆就誕生了！

為了能夠自主選擇喜歡的植物，同學(xué)們親自來到了花鳥市場(chǎng)進(jìn)行大采購(gòu)。我們的同學(xué)很聰明，在選購(gòu)中，他們仔細(xì)詢問了價(jià)格，詢問了每種植物的名稱、喜好。他們最終選擇的植物特點(diǎn)是：美觀、實(shí)惠、好養(yǎng)護(hù)、易繁殖。同學(xué)們將鏟子、營(yíng)養(yǎng)土、水壺等工具準(zhǔn)備好之后就進(jìn)行了種植！

種植結(jié)束后，同不們把種植好的花盆分別放在了教室書柜上，點(diǎn)“亮”教室的綠，綠色植物對(duì)居室的空氣具有很好的凈化作用。

四、課題價(jià)值與推廣意義

課題研究階段成效顯著，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.課堂轉(zhuǎn)變體現(xiàn)學(xué)習(xí)價(jià)值

從“知識(shí)課堂”走向“生命課堂”①，體現(xiàn)了社會(huì)歷史發(fā)展的必然要求?？茖W(xué)的教育，不僅要讓學(xué)生“學(xué)會(huì)”前人積累下來的各種經(jīng)驗(yàn)與規(guī)則，還要發(fā)展學(xué)生的智力和能力，讓學(xué)生變得更“會(huì)學(xué)”。最重要的是，要能通過我們的教育，讓學(xué)生體會(huì)到知識(shí)與科學(xué)的美麗與神奇，充分體現(xiàn)學(xué)生個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)、價(jià)值與情感，使學(xué)生在教育中體會(huì)到自我生命的意義與價(jià)值，充分享受到教育對(duì)人的精神需要的滿足與促進(jìn)，讓學(xué)生變得更“愛學(xué)”。

2.直面挑戰(zhàn)刺激角色轉(zhuǎn)變

課堂發(fā)生變化后，教師的角色隨之也發(fā)生了變化，教師真正成為了課堂上的組織者和引導(dǎo)者，通過精心設(shè)計(jì)的主題式研究活動(dòng)組織教學(xué)，極大地調(diào)動(dòng)了各個(gè)層次學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，但同時(shí)對(duì)教師的自身素養(yǎng)提出了更高的要求，面臨的挑戰(zhàn)也更加復(fù)雜。

3.主題探究培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)

學(xué)生通過參與主題式的3D設(shè)計(jì)研究活動(dòng)，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問題，在活動(dòng)中培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生對(duì)問題、現(xiàn)象進(jìn)行探究的基本素養(yǎng)，以及進(jìn)行改造創(chuàng)新的基本素養(yǎng)。近半年來，我校學(xué)生在3D打印方面所取得的成果及正在準(zhǔn)備的項(xiàng)目如下：

4.3D實(shí)踐營(yíng)造學(xué)術(shù)氛圍

課題研究的實(shí)踐探索，帶動(dòng)了我校和推動(dòng)了我區(qū)3D打印領(lǐng)域階段性發(fā)展。2017年9月我區(qū)將有5個(gè)3D打印實(shí)驗(yàn)室投入使用，開辟我區(qū)創(chuàng)客教育的新紀(jì)元。近期課題組教師所獲的成果：

五、存在問題與后續(xù)展望

（一）存在的問題與不足

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，唯有實(shí)踐我們的3D One拓展課教材才能不斷進(jìn)步，隨著教材初步嘗試，其中存在的問題也顯現(xiàn)出來了。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)內(nèi)成員的交流、討論，發(fā)現(xiàn)了以下幾個(gè)問題：

1.主題式3D設(shè)計(jì)研究活動(dòng)不完善。

例如在“和“綠色”的親密接觸”主題學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，采購(gòu)植物環(huán)節(jié)由于需要出校門，安全問題比較突出；盆景布置環(huán)節(jié)，同學(xué)們都想把盆景先布置到自己教室中去，由于事先沒有考慮到這一點(diǎn)導(dǎo)致在本環(huán)節(jié)中學(xué)生的意見才生了很大分岐。

2.分層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不完善。

前期研究注重于活動(dòng)的設(shè)計(jì)安排及內(nèi)容的選擇，沒有把握好教學(xué)內(nèi)容的分層設(shè)計(jì)，導(dǎo)致部分學(xué)生沒有在課內(nèi)、外完全掌握教學(xué)內(nèi)容，鞏固所學(xué)知識(shí)技能。

3.過程評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)不完善。

沒有形成系統(tǒng)化的評(píng)價(jià)機(jī)制，不能及時(shí)記錄學(xué)生整個(gè)活動(dòng)過程中的階段性表現(xiàn)。需要根據(jù)課程內(nèi)容的安排制訂詳細(xì)的、系統(tǒng)的評(píng)價(jià)機(jī)制，記錄學(xué)生活動(dòng)過程中階段表現(xiàn)。

（二）下階段研究計(jì)劃

1.繼續(xù)按照研究計(jì)劃實(shí)施，不斷探索更新，做好反思總結(jié)歸納。

2.繼續(xù)通過實(shí)踐檢驗(yàn)主題式3D設(shè)計(jì)研究活動(dòng)的有效性。 

3.著手課程教材微視頻的制作，融合分層設(shè)計(jì)理念，使課程教材內(nèi)容具有一定的代表性和示范性。

4.著手課程教材閱讀材料的選擇，以理論支撐實(shí)踐，開拓學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思路。

【注釋】

①夏晉祥. 從“知識(shí)課堂”走向“生命課堂”[J].中國(guó)教育報(bào).2015（4）