創客教育背景下3D教學在初中信息技術課程中的實施

摘要：隨著互聯網時代的進一步發展以及數字化校園環境建設的硬性要求，對信息技術教學提出了更高的要求。結合過往教學實踐經驗，總結了一套基于創客背景下以3D One三維創意設計為核心的校本課程，從而運用科學、系統的教學方式，以最適合的方式將信息技術課程的內容呈現給學生，滿足了不同學習水平的學生的實際需求，有效提高了教學效果，本文對此展開詳細探討。

關鍵詞：初中信息技術；創客教育；三維設計；3D One；校本課程

在社會的發展與科學技術的進步的共同作用下，信息技術教育的全面普及勢在必行，從中小學開始已經開設了專門的信息技術課程，它涵蓋了計算機科學與技術、數學、物理、美術、工程等眾多學科內容，以符合學生年齡特點與接受能力為前提構建教學大綱，旨在從小培養學生對信息技術的應用能力，尤其是三維設計能力的提升。在初中階段，考慮到學生對信息技術差異化的學習能力，運用校本課程的方式并融合創客教育，在借助3D One這一專門的設計軟件的基礎上實現了高質量的三維設計教學，圓滿地完成了教學目標，下面對此展開詳細論述：

一、 創客教育背景和創客式教學淺析

伴隨著諸多新興技術和開源硬件的推陳出新，創客教育早已被多所學校引入，無論是側重于技術的使用還是基礎知識與教學設計的融合，創客式教學都體現出了巨大的價值，對初中信息技術課程的開展起到良好的促進作用。

（一） 創客教育

“創客教育”起源于美國最近幾年內興起的一種創造性活動，該活動鼓勵人們充分使用日常生活中的各種材料、計算機設備、程序以及其他技術性資源，通過自主動手或與他人合作的方式來創造出獨特的產品。創客教育受此啟發，針對學生群體開展教育，鼓勵其利用包括開源硬件、計算機、3D打印機、小型車床等在內的數字化工具來培養學生動手操作的能力，從而使學生學會發現問題、探索問題和解決問題，并且養成獨立的創造性思維。

（二） 創客式教學

以創造和生產為核心的創客教育不能局限于數字化工具的使用，而應以解決具體問題為目標導向，綜合運用多種工具來創造產品或改造產品，基于這種理念的教學就稱之為“創客式教學”。

二、 初中信息技術課程的開展與校本課程的運用

隨著創客思維在信息技術教學中的運用，通過這幾年的教學反饋，發現采用校本課程是一種行之有效的教學方法，對初中學生在信息技術課堂上提高創新能力具有很大的幫助。

（一） 校本課程淺析

一般來說，校本課程是指包括國家課程、地方課程以及學校自己開發的課程在內的全部課程，而從精細化的角度來說，校本課程專指由學校自主開發的、適合本校教學實際情況的課程。

（二） 運用校本課程的意義

首先，教育的終極目標不是傳授內容，而是培養方法，校本課程的運用有利于培養學生對信息的獲取、傳輸、處理和應用的能力。

其次，當前教育教學的重點逐漸轉移到合作學習上來，這就需要教師在有限的教學時間內對每一個學生負責，激發其學習興趣，培養其創新能力、合作能力以及集體榮譽感。

最后，運用校本課程可以有效促進師生之間的交流信任和共同進步。

三、 數字化校園環境下三維設計校本課程的全方位解析

（一） 三維設計校本課程的開發背景

互聯網時代發展到現在的階段，早已從當初的單人單干轉變成眾人創業，也就是集合全民的智力與潛能來進行生產和創新。以三維設計打印制造為例，這種立體化且顛覆性的技術對國家經濟的發展具有重大的促進作用。而想要持續不斷地產出專業性人才，就需要從教育入手進行改革，以信息技術課程為窗口為學生打開新世界的大門，從初中開始培養學生的抽象思維能力與創造力，為三維創作理念打好基礎。

（二） 課程研究的預期目標

數字化校園環境下三維設計校本課程的開發和研究應以引導新技術的發展潮流為宗旨，通過信息技術課程培養學生的三維設計能力，發揮教師的主導作用以實現個性化與高質量的教學；不斷豐富校本課程的資源；培養學生對三維設計的創造性思維，同時兼顧初中學生的興趣愛好和身心特點來開展教學。

（三） 課程的具體內容和實際意義

三維設計作為初中信息技術校本課程的重要內容，既符合當前信息技術的流行趨勢，又與人們的生產生活息息相關，因此很容易引起學生的關注，相應地也能有效提升學生的創造力并促進其身心發展。

從課程內容的角度來說，應突出以下幾種特性：第一，實用性。對于培養學生的空間思維能力和動手操作能力具有很大的實用價值；第二，課程融合。可以與其他科目形成互補與融合，比如數學中的交、并、補集概念在三維設計中被廣泛運用；第三，計算思維。三維設計校本課程在解決問題的過程中與計算機科學領域聯系緊密，因此需要具備一定的計算思維，使學生養成以計算機處理問題的思維和方式來看待抽象問題，通過合理建模、數據組織、判斷分析、算法設計等一系列過程化繁為簡，準確快速地解決相關問題。

從實際意義的角度來說，三維設計校本課程對學生的成長和發展具有不可替代的作用：首先，它極大地豐富了學生的想象力。生活中的物體多為幾何體，從三維設計的角度對其觀察研究有助于養成科學的分析方法，在教師的實際案例引導下不斷培養和增強想象力；其次，它科學地發展了學生的創造力。學生使用專業的軟件實現對物體的建模，通過縮放、切割、透視等操作觀察物體的變化，逐漸培養動手操作能力，從而發展出創造力；再者，它有效地培養了學生的社會責任感。三維設計校本課程的交流和評價環節不僅能激發學生的學習興趣，還可以增強其使用信息技術的自信心，同時又提高了審美情趣，最終在充分理解信息技術的實際價值之后，產生出良好的社會責任感，以積極的態度為社會發展做出貢獻。

四、 3D One創意設計教學的實際運用與案例研究

（一） 3D One軟件簡介

3D One軟件是信息技術領域廣泛使用的一款專業軟件，其操作簡單、界面簡潔、功能強大的優勢極其符合初中學生的接受能力，使用3D One軟件開展素質教育可以在短暫的時間內讓學生掌握常用的草圖繪制與實體造型，其豐富的案例庫有助于學生拓展練習和發散思維，同時與3D打印軟件的直接連接也有助于后續的高階教學。

（二） 3D One創意設計教學面臨的問題

以3D One軟件和3D打印技術為載體的3D創意設計教學對學生的計算機建模能力、抽象思維能力、分析能力和動手操作能力有一定的要求，因此在剛開始的階段，對于大部分只經歷過手工制作與創意繪畫訓練的初中學生而言，在感到新奇之余可能會遭遇困難。首先，由于學生之前接觸計算機的經歷參差不齊，因此在開展3D創意教學時增大了備課的難度以及教學的復雜程度；其次，初中階段的教學仍以教師講述為主，容易使學生陷入“聽得懂但不會做”的狀態，這對于以實踐操作為核心的3D創意設計教學極為不利；再者，初中學生在創新思維能力方面有所欠缺，而教師在有限的演示時間內無法照顧到每一個學生的學習情況，因此必然會造成學生學習效果差異化現象。

（三） 3D One三維創意設計教學的實際運用

針對以上問題，把3D One三維創意設計教學與創客教育進行融合，有意識地弱化教師的講述，轉為以學生的自主探究和動手實踐為主，每節課程只講授一兩個知識點，學生在觀看教師的示范后進行實操演練，遇到問題后再向教師請教，由簡到繁地逐步掌握信息技術課程教學安排。運用這種教學方式開展3D教學，具有以下優點：第一，符合初中學生的心理特點與學習狀態。第二，符合教學內容的需要。第三，有利于實施分層教學并激發學生的創作靈感。

（四） 3D One三維創意設計教學的案例研究

以《簡易筆筒，小試身手》教學為例，教學目標為：讓學生運用3D One軟件完成對實體模型的抽殼、創建、修改、著色等一系列操作，培養其三維設計意識與藝術審美觀；教學內容為：合理設置教學情境以完成課程導入，在激發學生學習興趣后通過教師演示或視頻播放等手段，讓學生了解筆筒的基本繪制步驟，重點掌握抽殼、陣列、圓角等操作，使學生有能力獨自還原整個三維設計流程，培養其三維抽象能力。在此基礎之上，提出對筆筒的改進建議，引導學生通過發散思維來對筆筒的造型和功能進行深度思考，通過動手實踐來將創意變為現實，從而培養其創造力。教學反饋顯示：基于創客教育背景下的3D One三維創意設計教學能夠完成課程內容的要求，使學生在掌握軟件操作的基礎上得到了思維能力和創造能力的培養，提升了三維設計水平，實現了信息技術課程教學的基本目標。

五、 總結

信息技術課程教學隨著社會的發展愈發顯得重要，考慮到初中學生的實際情況，運用校本課程并與創客教育相結合而開展的3D教學有效地實現了對學生三維設計水平的培養，在圓滿完成教學內容的同時鍛煉了學生的抽象思維能力、動手操作能力、創新意識以及創造能力，為將來的學習和成長打下了良好的基礎。

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作者簡介：

李彩燕，新疆維吾爾自治區烏魯木齊市，新疆烏魯木齊市第十二中學。