楊雅薇

近幾年，3D建模成為中小學(xué)創(chuàng)客教育、STEAM教育、信息技術(shù)教育的重要組成部分，相當(dāng)一部分中小學(xué)在興趣小組、社團(tuán)活動(dòng)中都開設(shè)了相應(yīng)的課程。而當(dāng)前小學(xué)3D建模的教學(xué)現(xiàn)狀是：教師缺乏深度的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)理解，很難做到在教學(xué)過(guò)程中游刃有余、深入淺出;學(xué)生雖然對(duì)3D打印“造物”非常感興趣，但空間思維、動(dòng)手能力存在不足，且缺少基礎(chǔ)的專業(yè)知識(shí)與技能。筆者在核心素養(yǎng)的指引下，從教學(xué)的選材、提問(wèn)、演示、過(guò)程與體驗(yàn)、項(xiàng)目幾個(gè)方面入手展開實(shí)踐，破解小學(xué)3D建模教學(xué)難題，探索小學(xué)3D建模教學(xué)策略，有效地提高了小學(xué)3D建模教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)了學(xué)生核心素養(yǎng)的提升，并總結(jié)了如下教學(xué)策略。

● 選材：貼近學(xué)生生活

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

例如，蘇教2018版五年級(jí)《小學(xué)信息技術(shù)》3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)模塊各課所造之物，其立體剪影、筆筒、花瓶、手機(jī)架、棋子，均來(lái)源于學(xué)生的日常生活，學(xué)生非常熟悉。這有助于培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，發(fā)展學(xué)生的設(shè)計(jì)思維、計(jì)算思維。

● 提問(wèn)：聚焦問(wèn)題實(shí)質(zhì)，有效引導(dǎo)

所提問(wèn)題要有明確的目標(biāo)性和指向性，這樣有助于學(xué)生抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，在問(wèn)題的指引下，逐步走向有深度的思考與學(xué)習(xí)。

例如，在講解《設(shè)計(jì)花瓶》一課時(shí)，學(xué)生將接觸到半剖面通過(guò)旋轉(zhuǎn)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(xué)習(xí)和理解的難點(diǎn)。在導(dǎo)入部分，教師可以設(shè)計(jì)如下提問(wèn)：①這些花瓶的半剖面是一個(gè)什么樣的平面圖形？②這些花瓶上有哪些點(diǎn)綴的裝飾物？③這些花瓶是空心的嗎？學(xué)生在欣賞各種精美的花瓶素材的同時(shí)，在教師提問(wèn)的引領(lǐng)下聚焦于本課的教學(xué)要點(diǎn)，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(yàn)。

● 演示：借助實(shí)物演示，促進(jìn)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(zhuǎn)化生成三維立體圖形。小學(xué)生的空間思維能力比較弱，理解并接受這一知識(shí)需要一個(gè)過(guò)程。而在這個(gè)過(guò)程中，教師可以借助實(shí)物演示搭建學(xué)習(xí)支架來(lái)幫助學(xué)生理解，改善學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)獲得感。

例如，在講授《制作立體剪影》一課時(shí)，教師可以使用“樣條曲線”繪制剪影輪廓平面圖，通過(guò)“拉動(dòng)”讓二維的剪影輪廓平面圖變?yōu)槿S的立體剪影。由于由二維平面到三維空間的變換是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，教師可以借助實(shí)物演示，幫助學(xué)生理解和掌握由二維平面圖形生成三維立體圖形。用簡(jiǎn)易收納水桶（如下頁(yè)圖）來(lái)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(jiǎn)易收納水桶在收納狀態(tài)呈圓形，在拉動(dòng)和展開的過(guò)程當(dāng)中，恰好完美地展示了從平面圖形經(jīng)過(guò)拉伸形成立體圖形的一個(gè)過(guò)程，給學(xué)生完美而動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)了平面的二維圖形通過(guò)拉伸變成三維的立體圖形的過(guò)程，使學(xué)生輕松認(rèn)識(shí)DSM軟件“拉動(dòng)”工具從平面到立體的過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生平面思維向空間立體思維的發(fā)展。

● 過(guò)程：注重計(jì)算機(jī)“造物”體驗(yàn)

良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，一方面有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，另一方面也有助于學(xué)生加深對(duì)知識(shí)概念的理解，促進(jìn)深層思考和深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，使知識(shí)的遷移和運(yùn)用水到渠成。3D打印的過(guò)程需要一定的時(shí)間，不可能在較短時(shí)間內(nèi)完成。教師在教學(xué)過(guò)程中，可將現(xiàn)場(chǎng)3D打印和教學(xué)過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，打印的具體內(nèi)容視教學(xué)而定，3D打印是教學(xué)過(guò)程的一個(gè)環(huán)節(jié)，開始打印的時(shí)間可依據(jù)教學(xué)節(jié)奏來(lái)決定。在等待打印完成的過(guò)程中，可繼續(xù)教學(xué)，讓學(xué)生身臨造物現(xiàn)場(chǎng)，一節(jié)課結(jié)束，一件作品也打印完成，即使一節(jié)課只打印完成了一部分，也能讓學(xué)生獲得充分的造物體驗(yàn)。

例如，運(yùn)用3D建模、3D打印解決象棋里丟失的棋子。全班分工協(xié)作，建模設(shè)計(jì)不同的棋子，湊齊一副全球獨(dú)一無(wú)二的象棋。學(xué)生在獲得計(jì)算機(jī)造物體驗(yàn)的同時(shí)將獲得成功的體驗(yàn)，充分感受3D建模、3D打印技術(shù)在解決生活中實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中的作用。

● 項(xiàng)目：基于小項(xiàng)目開展教學(xué)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)指向?qū)W生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，符合學(xué)生素養(yǎng)提升目標(biāo)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要調(diào)動(dòng)的資源非常多，需要眾多人力、物力的支撐與配合，往往耗時(shí)比較長(zhǎng)，時(shí)間跨度大，通常一個(gè)學(xué)期才能完成一個(gè)完整的作品。這種標(biāo)準(zhǔn)化的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式，在普及性的小學(xué)3D建模教學(xué)中就不太適用了。取而代之的可以是折中方案——基于小項(xiàng)目。小項(xiàng)目本身比較簡(jiǎn)單，所需調(diào)動(dòng)的資源比較少，在1～2人的參與下，1～2節(jié)課的時(shí)間基本就能完成，同時(shí)不涉及過(guò)高要求的跨學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用，更多的是一種偏向一個(gè)有意義的、真實(shí)的、完整的實(shí)例。

例如，3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)模塊的教學(xué)內(nèi)容，制作立體剪影、設(shè)計(jì)筆筒等都是基于小項(xiàng)目進(jìn)行編排。教師可基于小項(xiàng)目組織教學(xué)，讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)動(dòng)手實(shí)踐、合作探究，積極地主動(dòng)地學(xué)習(xí)，習(xí)得知識(shí)與技能，積累經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)深度理解與體驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移與運(yùn)用。在交流展示、自評(píng)、互評(píng)中，促進(jìn)學(xué)生反思。

總之，指向核心素養(yǎng)的小學(xué)3D建模教學(xué)是在小學(xué)開展3D建模教學(xué)的初衷，是本質(zhì)回歸。它不是一句簡(jiǎn)單的口號(hào)，需要在具體的實(shí)際行動(dòng)當(dāng)中得以體現(xiàn)。