设计依据

一、众创时代如期而至
眼下，借助基于设计、基于项目和探究性学习等学习方式，以真实问题为导向，强调知识与能力并重，倡导“做中学”策略的STEAM教育，越来越受到教育者的关注。以信息技术推动学生数字化学习能力的提升，已然成为当前全球基础教育改革的热点。
3D打印，正作为多媒体技术的新宠走进基础教育领域。但作为促进基于创造的学习方式，如何丰富基于创造的学习形态，是当下3D打印技术教学应用中亟待探讨的话题。
二、童心社团蓬勃发展
2015年，我校引入7台3D打印设备，成立了3D打印创意社，这大大激发了学生对3D打印的探索兴趣。但社团在发展过程中也遇到了瓶颈：1.老校区作品无法一一展示，打消了学生的积极性。2.授课学生范围小，3D打印亟待普及。
因此，笔者希望可以将STEAM理念与社团教学相结合，以STEAM教育思想为导向，以3D打印技术为依托，以激发学生兴趣、贴近生活为出发点，通过单元式的课题设计、多学科的知识融合、跨社团的交流学习等形式，构建富有学校特色的3D拓展性课程，期待在解决社团难题的同时，更积淀童心校园下的3D打印文化。
案例特色
与传统课程相比，3D打印教学显得格外生动，它让学生通过自己的感官接触具体的事物，体验作品从无到有的产生过程，使得概念更为形象。然而，昂贵的成本及打印材料、较复杂的建模工序等，都制约着3D打印在基础教育中的普及。作为市课改示范学校，我校引入了先进设备，保障3D社团的顺利开展，这成为我校实践基于STEAM教育创新3D课程的一大优势。下图是童心校园下，基于STEAM的小学3D课程设计思路图。

内容呈现
为了让更多的孩子有机会接触并感知三维设计， 2015年，笔者尝试着在五年级平行班中进行大班3D打印教学，过程中采用了工作坊、微课、学案、以老带新等教学新模式。下面，笔者将以“3D打印创意雪花设计”为例，来简单阐述基于STEAM的3D打印课程设计与实践应用过程。
一、教学内容
案例是一堂新科技的创新拓展体验课，笔者旨在给学生带来不同的课堂视角，打开他们的视野，拓宽他们的见识，让他们感受科技带来的变革。教学内容是笔者根据班级学情原创设计的，主要是针对123D Design 这款简单建模软件的基础指令学习。
二、教学过程
1．课前热身，引入主题
教师展示圣诞树实物，提示装饰圣诞树的小挂件都有哪些。
揭题：3D雪花创意设计——让装饰更有个性。
设计意图：上这一课时正值圣诞节来临，创设装饰圣诞树的情境，自然引出“圣诞DIY创意设计”的课程系列，先以雪花设计为例。
2．借助微课，学习指令
（1）师：如何设计雪花？请你先观看微课，自学这些指令的功能分别是什么。
学生通过微课学习，了解几个简单基础的建模指令。  
师：你都学会了吗？将这些指令和它对应的功能连连看。
设计意图：加强师生课堂互动，调动学生的参与热情，让学生切身感知3D打印作品在生活中的应用。
（2）学生利用微课自学几个指令的组合运用，生成雪花。
师：利用这几个指令就生成一朵栩栩如生的雪花，神奇吗？还记得这几个指令的依次运行的顺序吗？如果让你做朵雪花，你会怎么设计？请你先在作品纸上简笔画一画。
学生简笔画雪花线描稿。
设计意图：通过连一连、排一排的形式，让学生进一步巩固指令，突破教学重难点。

图1 学习指令

图2 连线巩固指令功能

图3 指令排序

图4 画出线描稿
3．三维建模，生成创意   
师：请你利用这些指令组合，尝试给自己的三维雪花建模吧！
学生探究指令，完成个性化雪花制作。
师：利用简单的几个指令，同学们生成了一朵朵立体的雪花。咱们一起来看看。
学生纷纷展示作品，阐述创意。
设计意图：完成作品的设计后，让学生参照，进行建模，生成数字文件，并当场打印学生作品。这既是对学生自由发挥、创意设计的肯定，也是对虚拟变成现实的最好诠释。 
4.展示作品，润色生活
师：请拿出你的点赞卡，把你的卡送给你认为今天的最佳作品！我们现场把它打印出来。
学生点赞同学的作品。
师生总结：制作雪花所用的指令。
设计理念：笔者事先联系了绘画社团的教师，协商把打印出来的纯色模型，交由社团的学生上色、喷漆，再次创意。最后作品共同附上两位小作者的署名，在校园的连廊橱窗里进行展览。这种形式树立了学生在同伴之间的形象和影响力，无形中也增强了学生的自信心和荣誉感。
实践反思

基于STEAM的3D打印课程有着可视化的知识，创客式的教学样态，实现了平面教育到立体教育的转变。
通过前期的课程实践，笔者清楚地意识到，在后续的教育探索中，还应该更好地规划和整合设计基于STEAM的3D创新课程，在前期引导学生对事物形态、事物外形的认识基础上，进一步引导其关注事物运行间的规律和各个部分、各个配件间的联系，引入智能模块，如Scratch、Arduino等，引导学生完成更高科技的作品。同时，还需引导学生结合校园生活，更好地发掘3D打印与节日活动、环境美化等方面的契合点，如创设3D打印变废为宝的活动，通过与3D打印物品的结合，赋予废旧品新功能新意义。
在笔者看来，创新3D课程进校园是一个潜移默化、细水长流的过程，让我们一起期待在想象创建、虚拟创造等内容上，进一步激发学生所需、所想、所学所用！
教学点评
本课面对零基础的学生，开展基于节日主题的3D打印活动，拉近学生与新科技的距离，旨在给学生带来不同的课堂视角，打开他们的视野，拓宽他们的见识，感受3D打印技术所带来的变革与魅力。
本课的设计从技术出发，蕴含数学的对称之美，整合科学的雪花知识。整个任务，是从生活中的自然现象出发，创设了一个圣诞情景，引出装扮圣诞树这个任务，然后脑洞大开，设计雪花，借助微课，帮助学生的设计从纸上转化到3D软件中。按理说，到这时，课堂已经结束。最后，教师引导学生继续深入，将作品展示与评价有机地结合在一起，并分享打印的作品，作为圣诞礼物交给学生。学生能在这次学习活动中，取得自己的学习成果，这是多么开心的一件事啊！（点评人：卻云江，浙江省杭州市西湖区信息技术教研员）