夏小剛+孟延豹

前言：

成都七中初中學(xué)校（以下簡稱“七初”）在“一對一”數(shù)字化學(xué)習(xí)方面是一所非常有特色的學(xué)校。2012年，該校在校內(nèi)積極推進(jìn)一對一數(shù)字化學(xué)習(xí)的泛在環(huán)境建設(shè)，并設(shè)立了第一個以學(xué)生“BYOD”（自帶iPad）上課的形式組成的“云班”；三年后，不僅該“云班”在升學(xué)考試中取得了令人矚目的成績，而且“一對一”數(shù)字化學(xué)習(xí)方式也在七初得到了普及。今天，七初所有班級都以學(xué)生“BYOD”（自帶iPad）上課的形式成為“云班”，七初也成為筆者在國內(nèi)唯一見過的真正的“云學(xué)?！?。

如今，學(xué)校在積極推進(jìn)未來學(xué)校建設(shè)、實踐“一對一”數(shù)字化學(xué)習(xí)的過程中，又開始探索在STEAM教育的大背景下如何構(gòu)建泛在學(xué)習(xí)環(huán)境，在“一對一”數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中如何實現(xiàn)STEAM教育在七初“落地生根”，如何基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求設(shè)計STEAM課程，并以項目式學(xué)習(xí)方式實施課程教學(xué)等。在這里，對于一線教師來說最核心的還是如何應(yīng)用好數(shù)字化的教學(xué)應(yīng)用“APP”。

下面，就讓夏小剛老師帶著我們體驗一下七初的STEAM課程體系中一個小小的應(yīng)用案例，看看教師是如何巧用教學(xué)APP將學(xué)生帶入到七初課程創(chuàng)新的實踐中的。

泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的STEAM課程設(shè)計

STEAM是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）和數(shù)學(xué)（Mathematics）五門學(xué)科的簡稱，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合。STEAM教育并不是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)教育的簡單疊加，而是將五門學(xué)科內(nèi)容組合形成一個有機(jī)整體，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力。

在積極推進(jìn)未來學(xué)校建設(shè)的進(jìn)程中，七初積極實踐STEAM教育，為每個班級搭建無線網(wǎng)絡(luò)，每位學(xué)生都擁有一個智能終端——iPad。同時，學(xué)校還建設(shè)了創(chuàng)客空間。無論怎么搭建硬件、軟件環(huán)境，其實學(xué)校都是在為學(xué)生構(gòu)建一個泛在學(xué)習(xí)（Ubiquitous Learning）環(huán)境，以保證學(xué)生能夠在任何環(huán)境中方便地獲取到自己想要的學(xué)習(xí)資源，能夠根據(jù)學(xué)習(xí)計劃和學(xué)習(xí)活動的安排有步驟地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，同時還能夠與教師或其他學(xué)生進(jìn)行協(xié)作交流，得到有效的學(xué)習(xí)評價。

在泛在學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者不需要關(guān)心在學(xué)習(xí)過程中所使用的工具和技術(shù)，而是將主要精力集中在學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)內(nèi)容本身，從而實現(xiàn)將學(xué)習(xí)方式回歸到“以人為本”的初衷，而這恰恰要落實到學(xué)校為學(xué)生準(zhǔn)備的各種教學(xué)APP上來。iPad上APP的技術(shù)難度有所降低，能讓學(xué)生迅速掌握，并進(jìn)入創(chuàng)新平臺，由此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2015年，學(xué)校開始建設(shè)創(chuàng)客空間。當(dāng)?shù)谝慌_3D打印機(jī)正式走進(jìn)學(xué)校時，教師們懷著對3D打印的濃厚興趣，在將近一個月的時間里，借助網(wǎng)絡(luò)資料和說明書，請教技術(shù)人員，努力鉆研。功夫不負(fù)有心人，他們終于成功打印出一個模型，并解決了調(diào)平、不出料等技術(shù)問題，總結(jié)了初步的模型設(shè)計和打印經(jīng)驗。

在創(chuàng)客空間中的精工實驗室正式使用后，經(jīng)過初步的調(diào)研和準(zhǔn)備，3D打印模塊被正式引入“七初DIY”社團(tuán)。該社團(tuán)是由筆者和一位物理教師共同負(fù)責(zé)，由25位對科技特別感興趣的學(xué)生組成，以學(xué)生的科技活動、科技制作為主。在第一次上課時，筆者就給學(xué)生講解了3D打印原理，展示了3D打印的基本流程，學(xué)生們聽后都異常興奮。

123D Design促進(jìn)學(xué)生3D打印教育入門

123D Design和3DOne是筆者最先接觸的兩款軟件，也是學(xué)生最熟悉的3D設(shè)計軟件。為了人人都參與3D設(shè)計，考慮到精工實驗室只有4臺電腦，筆者想到了學(xué)生們手中的iPad。因為自2012年開始，學(xué)校就實施了“基于iPad的一對一數(shù)字化學(xué)習(xí)”項目，從一個班人手一個iPad，已逐步推廣到現(xiàn)在七、八年級所有學(xué)生人手一個iPad，學(xué)生在數(shù)字化環(huán)境下的學(xué)習(xí)能力得到了顯著發(fā)展。社團(tuán)學(xué)生對iPad的使用更是熟練，也愿意將iPad應(yīng)用到社團(tuán)課上。于是，筆者在測試了iPad上的多款3D設(shè)計軟件后發(fā)現(xiàn)，123D Design for iPad更適合學(xué)校的實際情況。

該軟件是Autodesk推出的一款產(chǎn)品，是一個免費的Web、Mac、PC、iPad軟件，能夠讓玩家簡單、快速地創(chuàng)建能用3D打印機(jī)打印的3D模型。即便是學(xué)習(xí)者根本不懂CAD制圖，123DDesign也能用最自然的交互方式，通過一些模塊讓設(shè)計初學(xué)者快速創(chuàng)建和編輯一個3D模型（如上圖）。在123D Design上，有很多常用的3D模塊供用戶選擇，學(xué)生可以隨便拖動不同的模塊來“組裝”自己的3D模型。如果需要調(diào)整3D模型的大小、方向或顏色，也可以通過簡單的選擇或修改來完成。

另外，該軟件上還有一些預(yù)裝包，如“機(jī)器人套件”等。當(dāng)你想設(shè)計機(jī)器人的時候，你可以從這個預(yù)裝包里面選擇適合機(jī)器人的“零件”，更輕松地設(shè)計一些像變形金剛一樣復(fù)雜的模型。

在征求了部分學(xué)生的意見后，筆者決定選擇123D Design for iPad作為平臺應(yīng)用到社團(tuán)的課程中。

在第二次上課之前，筆者委托駐校工程師將APP推送到社團(tuán)里每位學(xué)生的iPad上?？紤]到社團(tuán)活動以學(xué)生為主的特點，筆者又找到社團(tuán)學(xué)習(xí)部部長王皓民同學(xué)，給他布置了為社團(tuán)講解“認(rèn)識123D”的任務(wù)。兩天后，王皓民同學(xué)帶著他的學(xué)習(xí)設(shè)計找到筆者，并講解了他的設(shè)計流程：①認(rèn)識123D軟件。②設(shè)計個性化水杯。③分享設(shè)計理念。筆者高度肯定了他的學(xué)習(xí)設(shè)計方案，并提出了修改建議：講解少一點，活動多一點，并鼓勵他一定要自信！

準(zhǔn)備好無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和Apple TV后，筆者正式開始了第一次3D建模課。

以下是七年級楊夢琪同學(xué)的上課記錄：

星期三的DIY社團(tuán)終于開始了，這是我第一次接觸到3D建模，感覺好激動。在此之前，我也嘗試過使用123D Design，但沒有真正學(xué)過，這一次我體會到了DIY的意義。

王學(xué)長要教我們做一個杯子的模型，雖然不是多么偉大的創(chuàng)作，但能讓我們熟悉建模的基本方法。他介紹了左邊的圖標(biāo)：①選圖形，調(diào)整位置。②調(diào)整角度。③調(diào)整大小，還有“高矮胖瘦”。還有挖洞、圓角等技術(shù)。通過結(jié)合這些方法，兩種杯子誕生了：一種是圓滑把手，另一種是方形把手。王學(xué)長還給我們展示了新鮮出爐的杯子，以及它們的一些邊角料。這樣的杯子安全無毒，還很美觀，盡管不是很大，但如果要用來喝水，也別有一番趣味，最重要的是，這種杯子的材料費只有幾角錢。Interesting！我迫不及待地要打開123D Design軟件，開始制作屬于自己的杯子。

同學(xué)們發(fā)揮出自己超級無敵的想象力，設(shè)計了一個又一個奇怪的杯子：張思淳同學(xué)設(shè)計了一個雙重杯，上面一個下面一個，中間用圓環(huán)連接，并且兩個杯子還是雙重保溫杯，盡管看起來不太穩(wěn)，但我還是挺佩服他的想象力；尹冠喬同學(xué)的杯子看起來挺酷的，但中間有幾個洞，頂多做個裝飾品，要是喝水的話，恐怕不太合適；我嘛，這一次只是想練練手，設(shè)計了一個和王學(xué)長一模一樣的杯子，但上了顏色，把杯口改圓滑了一些。

回到家后，我溫習(xí)了一下所講的內(nèi)容，自己又做了一個杯子。這可不是一般的杯子，我以女孩的愛好設(shè)計了一個小兔子杯，它的手柄是四個環(huán)，剛好套入四根手指，上面還有一根吸管，耳朵偏向一邊，“好萌呀！”我有些小激動，因為能憑借自己的能力做出小兔杯，自豪之情油然而生！

我用王學(xué)長與夏老師的方法，以及自己對123D Design的探索，做出了自己喜歡的物品，這或許就是DIY的真正意義吧！

除了楊夢琪同學(xué)詳細(xì)地描述自身的學(xué)習(xí)體驗外，筆者還組織學(xué)生們分享了自己的設(shè)計理念。學(xué)生們在分享中展示了無限創(chuàng)意：鄭敬予小組設(shè)計了高腳杯，祁思誠小組設(shè)計了雙層保溫杯，還有的小組增加了杯蓋……

123D Design技術(shù)門檻低，操作簡單，能為學(xué)生提供充分展示創(chuàng)意的舞臺。不僅如此，借助學(xué)校iPad屬于BYOD形式的優(yōu)勢，學(xué)生們在課余時間還可以自由探索。在第一次建模課后，很多學(xué)生還給筆者展示了自己設(shè)計的模型，如航母、飛機(jī)、火星探測小車等。學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和成就感就是對利用123D Design學(xué)習(xí)3D打印設(shè)計的最大肯定。

筆者用兩節(jié)課的時間讓學(xué)生進(jìn)行了基于123D Design的3D打印設(shè)計學(xué)習(xí)，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，點燃了學(xué)生的創(chuàng)造熱情。另外，由于123D Design軟件與3DOne軟件有很多相似之處，所以學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)使用3DOne軟件時，也非常容易上手，這極大地方便了教師的3D打印教學(xué)。在今后的信息技術(shù)課堂上，我們還將利用123D Design進(jìn)行3D打印入門教育，這能為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力奠定堅實的基礎(chǔ)。

就該門選修課的試點來說，在泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下實施STEAM課程，不僅能提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力、創(chuàng)造性解決問題的能力以及合作意識，還能促進(jìn)授課教師的專業(yè)成長，總體效果令人滿意。

后記

應(yīng)筆者要求，本文特別呈現(xiàn)了夏老師有意收集的一些學(xué)生的課后感受。教師在教學(xué)中選擇一款好的軟件，確實有利于激發(fā)學(xué)生的探索欲，增加學(xué)生的成就感，更易于將學(xué)生帶入到課程創(chuàng)新的情境中，讓其在基于“核心素養(yǎng)”目標(biāo)設(shè)計的課程中有真正的獲得感。

七初的各種教學(xué)實驗普遍有一個特點，那就是技術(shù)并不是最重要的，當(dāng)然，在課程設(shè)計之初也要對技術(shù)進(jìn)行重點考察和規(guī)劃，而技術(shù)一旦進(jìn)入教學(xué)就一定要簡單，再簡單，那時真正重要的就是課程的設(shè)計、實施和評價本身了。

七初之所以在“一對一”數(shù)字化學(xué)習(xí)中能取得如此成就，正如七初校長李笑非所說，“無論我們用什么技術(shù)，都應(yīng)該把我們的課堂聚焦在人上面，聚焦在人的積極性上面，讓學(xué)生能夠主動地學(xué)，推動教師積極地教。未來的課堂應(yīng)該是怎樣的一個課堂呢？應(yīng)該是承載著師生共同成長，幸福生涯的載體。讓我們秉承勇于實踐的探索精神，去努力構(gòu)建屬于我們的未來課堂”。