指向核心素養的小學3D建模教學策略

楊雅薇

近幾年，3D建模成為中小學創客教育、STEAM教育、信息技術教育的重要組成部分，相當一部分中小學在興趣小組、社團活動中都開設了相應的課程。而當前小學3D建模的教學現狀是：教師缺乏深度的專業知識和專業理解，很難做到在教學過程中游刃有余、深入淺出;學生雖然對3D打印“造物”非常感興趣，但空間思維、動手能力存在不足，且缺少基礎的專業知識與技能。筆者在核心素養的指引下，從教學的選材、提問、演示、過程與體驗、項目幾個方面入手展開實踐，破解小學3D建模教學難題，探索小學3D建模教學策略，有效地提高了小學3D建模教學質量，促進了學生核心素養的提升，并總結了如下教學策略。

● 選材：貼近學生生活

小學3D建模教學中所造之物，要貼近學生的實際生活，這樣一方面拉近了學生與物之間的距離，另一方面讓學生體驗到打印之物具有實際的使用價值。

例如，蘇教2018版五年級《小學信息技術》3D創意設計模塊各課所造之物，其立體剪影、筆筒、花瓶、手機架、棋子，均來源于學生的日常生活，學生非常熟悉。這有助于培養學生從實際生活中發現問題、分析問題、解決問題的能力，發展學生的設計思維、計算思維。

● 提問：聚焦問題實質，有效引導

所提問題要有明確的目標性和指向性，這樣有助于學生抓住問題的實質，在問題的指引下，逐步走向有深度的思考與學習。

例如，在講解《設計花瓶》一課時，學生將接觸到半剖面通過旋轉成立體圖形，然后抽殼成空心立體圖形等概念、原理，這些都是學習和理解的難點。在導入部分，教師可以設計如下提問：①這些花瓶的半剖面是一個什么樣的平面圖形？②這些花瓶上有哪些點綴的裝飾物？③這些花瓶是空心的嗎？學生在欣賞各種精美的花瓶素材的同時，在教師提問的引領下聚焦于本課的教學要點，展開觀察，在具體、形象、直觀的情境中，更好地理解與獲得體驗。

● 演示：借助實物演示，促進二維平面到三維空間的變換

3D建模需要從二維的平面圖形轉化生成三維立體圖形。小學生的空間思維能力比較弱，理解并接受這一知識需要一個過程。而在這個過程中，教師可以借助實物演示搭建學習支架來幫助學生理解，改善學習體驗，提高學習獲得感。

例如，在講授《制作立體剪影》一課時，教師可以使用“樣條曲線”繪制剪影輪廓平面圖，通過“拉動”讓二維的剪影輪廓平面圖變為三維的立體剪影。由于由二維平面到三維空間的變換是學生學習的難點，教師可以借助實物演示，幫助學生理解和掌握由二維平面圖形生成三維立體圖形。用簡易收納水桶（如下頁圖）來展示由二維平面圖形“圓”到三維立體圖形“圓柱形水桶”的變換。簡易收納水桶在收納狀態呈圓形，在拉動和展開的過程當中，恰好完美地展示了從平面圖形經過拉伸形成立體圖形的一個過程，給學生完美而動態地呈現了平面的二維圖形通過拉伸變成三維的立體圖形的過程，使學生輕松認識DSM軟件“拉動”工具從平面到立體的過程，促進學生平面思維向空間立體思維的發展。

● 過程：注重計算機“造物”體驗

良好的學習體驗，一方面有助于激發學生的學習熱情和興趣，另一方面也有助于學生加深對知識概念的理解，促進深層思考和深度學習的發生，使知識的遷移和運用水到渠成。3D打印的過程需要一定的時間，不可能在較短時間內完成。教師在教學過程中，可將現場3D打印和教學過程有機結合起來，打印的具體內容視教學而定，3D打印是教學過程的一個環節，開始打印的時間可依據教學節奏來決定。在等待打印完成的過程中，可繼續教學，讓學生身臨造物現場，一節課結束，一件作品也打印完成，即使一節課只打印完成了一部分，也能讓學生獲得充分的造物體驗。

例如，運用3D建模、3D打印解決象棋里丟失的棋子。全班分工協作，建模設計不同的棋子，湊齊一副全球獨一無二的象棋。學生在獲得計算機造物體驗的同時將獲得成功的體驗，充分感受3D建模、3D打印技術在解決生活中實際問題的過程中的作用。

● 項目：基于小項目開展教學

項目式學習指向學生解決實際問題的能力，符合學生素養提升目標。項目式學習需要調動的資源非常多，需要眾多人力、物力的支撐與配合，往往耗時比較長，時間跨度大，通常一個學期才能完成一個完整的作品。這種標準化的項目式學習方式，在普及性的小學3D建模教學中就不太適用了。取而代之的可以是折中方案——基于小項目。小項目本身比較簡單，所需調動的資源比較少，在1～2人的參與下，1～2節課的時間基本就能完成，同時不涉及過高要求的跨學科知識的綜合運用，更多的是一種偏向一個有意義的、真實的、完整的實例。

例如，3D創意設計模塊的教學內容，制作立體剪影、設計筆筒等都是基于小項目進行編排。教師可基于小項目組織教學，讓學生在教師的引導下，經過動手實踐、合作探究，積極地主動地學習，習得知識與技能，積累經驗，促進深度理解與體驗，以實現知識的遷移與運用。在交流展示、自評、互評中，促進學生反思。

總之，指向核心素養的小學3D建模教學是在小學開展3D建模教學的初衷，是本質回歸。它不是一句簡單的口號，需要在具體的實際行動當中得以體現。