中期报告

一、课题的现实背景及意义

（一）国内创客教育发展的需要

创客课程是创客教育生态的关键构成部分，也是推动我国创客教育“落地”的关键点；另外，还是新课标要求的重点目标与内在推动力。现在，国内的创客教育研究者与实践者关于创客课程的研发还处于起始阶段，我国的创客教育正在摸索中前进。国内外创客教育课程开发的情况呈现蓬勃的趋势，2014年以来国内的创客教育越来越火，有关的课程例如scratch教学方面的课程，arduino教学方面的，机器人教学方面的，3D打印方面等如雨后春笋般破土而出。

（二）3D拓展性课程建设的需要

我校在建校初添置了3D打印机，同时开设了以3D One软件为基础的拓展课程，在小学四到六年级及中学七年级中开展活动，在实际的教学过程中我们发现现有的教材《3D One三维实体设计》不太适合我们学生，学生在学习过程中很难掌握教材中所要求的教学目标，因此我校在实践的基础上着手开发适合中小学生特点的3D one拓展课程。

适合的才是最有效的，开发一套适合我们学生学情和特点的3D one拓展课程，有利于学生软件技能的掌握，同时为了避免单纯教学软件命令的枯燥性，在教材开发过程中采用案例为载体，设计案例选取中小学生身边熟悉的三维模型，更加贴近学生生活，提高学生学习的兴趣，减少三维实体设计的神秘感。

结合丰富的课程资源和互联网平台（青少年三维创意社区www.i3done.com），以作品展示、校园创客推荐、优秀作品申报、PK擂台等形式开展高质量的创客活动，培养学生们的创意创新能力以及运用已学知识解决实际问题的能力，同时培养学生展示自我、与人分享的意识，实现对学生们全面素质提高的培养。让创造从这里起步，让梦想在实践中启航。

（三）学生创新素养培育的需要

随着世界多极化、经济全球化、文化多样化、社会信息化深入发展，各国都在思考21世纪的学生应具备哪些核心素养才能成功适应未来社会这一前瞻性战略问题。中国学生发展核心素养以培养“全面发展的人”为核心，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养。学生创新素养是学生核心素养中六大素养之一，也是学生能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力之一。学生创新素养的培育需要以课程为依托，然课程的品质、课程的结构将直接影响着学生创新素养的品质。因此，我们尝试创客背景下3D One拓展课程开发与实施的研究，实现学生创新素养的培育，达成学生核心素养培养的终极目标。

二、课题研究目标及主要内容

（一）研究的目标

1.通过课程的开发，编写符合本校学生、学校真正需要的3D One拓展课程学习教材。根据学校、学生的实际状况研究并设定3D One拓展课程的目标，以《浙江省教育厅办公室关于建设义务教育拓展性课程的指导意见》为基础，结合本校的实际情况，以及学生的兴趣和未来发展的需要编写整理出一本3D One拓展课程的教材。

2.通过课程的实施，学生在创新能力和动手实践能力上得到训练，将学生的创意、想象变为现实，将极大发展学生动手和动脑的能力，从而实现学校培养方式的变革。

3. 通过3D One拓展课程开发与实施的全程研究，构建3D One拓展课程的新型操作模式，全面提升学生的核心素养、促进教师的专业成长。

（二）研究的内容

1. 3D打印文化的渗透、发掘。比如：3D打印的起源研究；3D打印原理的介绍；3D打印的发展简史；由此开辟学生视野，拓展创新素养，激发学生学习情绪。

2.结合学生学情，研究设计3D One拓展课程的教学内容。

3.探索“翻转课堂”模式在3D One拓展课程中的应用。

4.探索行之有效的3D One拓展课程评价方式，激励学生的学习及创新能力，设计出更多的创意作品。

5.主题式3D设计研究活动。

（三）研究的方法

1.问卷调查法；2.行动研究法；3.比较研究法；4.实验研究法

（四）研究的人员

沈志宏：课题负责人，主持研究课题，负责课题总策划，分配研究人员的任务全面指导课题实施带领课题组成员进行课题研究。

沈志宏：执笔人，制定研究措施和计划，收集、分析研究资料，成果整理，撰写结题报告，带领课题组成员参与课题研究。

邹涛：全面参与，共同收集、整理资料，实施过程，进行课题的总结。

丁宇：全面参与，共同收集、整理资料，实施过程，进行课题的总结。

三、概念界定

创客（Mak-er）“创”指创造，“客”指从事某种活动的人，“创客”本指勇于创新，努力将自己的创意变为现实的人。这个词译自英文单词“Mak-er”，源于美国麻省理工学院微观装配实验室的实验课题，此课题以创新为理念，以客户为中心，以个人设计、个人制造为核心内容，参与实验课题的学生即“创客”。“创客”特指具有创新理念、自主创业的人。

3D One青少年三维设计软件，是中望公司根据6~23岁年龄阶段（小学、中学、大学）的教育特点，开发出适用于青少年群体的3D打印设计软件。3D One软件界面简洁、功能强大、易于上手，非常符合中小学生的开放思维创意操作模式，能够简单、轻松、快捷地表达创意想法，能让没有任何基础的孩子们，在短短几个小时的学习即可用搭积木的堆砌、简单的拖拉操作方式，绘出自己的3D作品，并直接输出到3D打印机打印。

四、课题实施与研究进展

（一）健全组织，有序开展

课题自2017年2月《创客背景下3D One拓展课程开发与实施的研究》批准立项，策划启动后专门召开了课题组成员会议，共同探讨了课题研究的方向（从哪几个方面入手，怎样进行研究，达到什么样的目标，以什么形式呈现研究成果等问题），在大家的共同讨论下，我们初步形成了研究方案，并确定了课题组成员的分工。课题组坚持每两周召开一次网络研讨，每月召开一次碰头研讨总结会，及时交流实验中的经验，解决遇到的问题。

（二）立足实际，构建框架

创课作为一个新方式的课程，现在还没有充分的构思理论与进行研发的模板。而教材框架的确定可以说是教材开发的首要任务，也是关系到教材开发的进度。所以根据对现有创客教学的了解和有关课程的研发经验为基础，结合本校实际制订了如图1所示的3D One拓展课程的初步框架。

图1 ：3D One拓展课程的初步框架

初稿确定后，我们教材的编写和框架修改的工作也在摸索着中开始了。我们的初稿是根据学生的调查反馈而制定的，只是单一的考虑了学生的喜好，在实践的过程中发现我们的课程框架初稿是存在问题的，每个课时安排都只是要求学生完成一个物品的模仿制作，学生为了完成而模仿，没有任何的创意，课程内容缺乏内涵、不够丰富。因此，我们结合学校开展的各种活动再一次对课程的框架进行了修改，内容得到了丰富，在初稿的基础上得到了第二稿如图2。

图2：3DOne拓展课程框架

此框架共包括了三个方面，分别是3D打印融于生活、3D打印融于学习和3D打印融于社会。其中，每个方面包含了体验型学习与构建主义两个重要理论，二者都是课程因素构思和学习进行构思的“根本点”。新的课程框架带给了我们的课程编制新思路，让学生在体验式的活动中完成学习内容，后续内容我们将进一步完善。

（三）结合主题，设计模块

我们的教材是主题体验式教学，首先每个环节都有主题，让学生带着问题去体验，在体验中解决问题，其次我们有多人协作的互动的环节，体现学生思维的共享，促进学生作品的优化，第三面对不同层次的学生，体现分层教学，在每个环节的最后增加一个二维码，学生扫二维码就可以观看课堂中作品制作的技术视频，以帮助不同层次的学生达成目标。

基于以上三点，我们的教材内容设计了五个互动环节，分别是问一问、画一画、试一试、说一说、练一练。

（1）问一问

问一问环节是根据本课内容的主题，了解我们身边的同学、老师、家长的想法和需求，对自己想要设计的作品有个初印象。本环节可以让我们的学生在设计的时候考虑作品的实用性。

（2）画一画

画一画环节是在学生对设计作品有初印象的基础上，在纸上绘制出作品的雏形，采用合适的比例设计出作品的尺寸，为使用3DOne软件设计模型做好准备。

（3）练一练

练一练环节是虚拟转化为现实的必经之路，在这环节学生可以不断的尝试作品的制作与修改，直至最终作品的诞生。在这个过程中，学生完成作品--提出质疑--修改作品，使学生有种不满足感，自由发挥创作的同时有效地提升了学生的创新素养。

（4）说一说

说一说环节是学生作品共享、展示的平台，学生将自己的创意与大家分享，在来自不同的声音中进行整合、修改。在这个过程中学生的语言表达能力及交流能力得到了锻炼，也使自己的作品得到进一步提升。

（5）试一试

试一试环节是一个反思延续、提升的阶段，让学生完成规定创作的同时进行一次提高，通过一个实例拓展出更多的作品，起到举一反三的效果，让学生产生更高层次的知识联系。

（四）实践寻问，探索求真

1.课程安排

3D One拓展课程面对的教学对象是三到七年级的学生，时间是每周四的下午，分二个层次分别进行教学，一个层次是三至六年级、另一个层次是七年级，学生人数每个层次在15-20人之间。

2.上课环境

我们现有标准的计算机云机房三个，在试用过程中我们发现云机房不适合3D One的教学，因此和学校反映了教学中的实际情况，学校领导对3D One拓展课的开展非常支持，同意在本学期建设一间高标准的3D One拓展课的专用机房。

3.首次活动

和“绿色”的亲密接触，第一次根据新的课程框架进行上课，我们心中有些忐忑，是否能达到预期的教学效果呢？

一开始我们就带着学生走访了学校的一些同学和老师，从同学和老师中学生了解到了他们喜欢的花盆类型，汇总归纳后有以下几种最受师生的青睐：分别是圆形的、方型的、爱心型的、花瓣型的花盆。

接下来就是我们的设计制作环节了，同学们根据自己的初步设想在白纸上画出了花盆的雏形，经过修改基本定型后开始在3D One中进行模型的绘制，很快有些同学已经把作品设计出来了，如图3所示。

图3  学生作品

完成作品的同学在老师的帮助下对作品进行了切片和打印。就这样一只只精美的花盆就诞生了！

为了能够自主选择喜欢的植物，同学们亲自来到了花鸟市场进行大采购。我们的同学很聪明，在选购中，他们仔细询问了价格，询问了每种植物的名称、喜好。他们最终选择的植物特点是：美观、实惠、好养护、易繁殖。同学们将铲子、营养土、水壶等工具准备好之后就进行了种植！

种植结束后，同不们把种植好的花盆分别放在了教室书柜上，点“亮”教室的绿，绿色植物对居室的空气具有很好的净化作用。

四、课题价值与推广意义

课题研究阶段成效显著，主要表现在以下几个方面：

1.课堂转变体现学习价值

从“知识课堂”走向“生命课堂”①，体现了社会历史发展的必然要求。科学的教育，不仅要让学生“学会”前人积累下来的各种经验与规则，还要发展学生的智力和能力，让学生变得更“会学”。最重要的是，要能通过我们的教育，让学生体会到知识与科学的美丽与神奇，充分体现学生个人的经验、价值与情感，使学生在教育中体会到自我生命的意义与价值，充分享受到教育对人的精神需要的满足与促进，让学生变得更“爱学”。

2.直面挑战刺激角色转变

课堂发生变化后，教师的角色随之也发生了变化，教师真正成为了课堂上的组织者和引导者，通过精心设计的主题式研究活动组织教学，极大地调动了各个层次学生的学习积极性和主动性，但同时对教师的自身素养提出了更高的要求，面临的挑战也更加复杂。

3.主题探究培养学生素养

学生通过参与主题式的3D设计研究活动，主动发现问题、获取知识、应用知识、解决问题，在活动中培养和发展了学生对问题、现象进行探究的基本素养，以及进行改造创新的基本素养。近半年来，我校学生在3D打印方面所取得的成果及正在准备的项目如下：

4.3D实践营造学术氛围

课题研究的实践探索，带动了我校和推动了我区3D打印领域阶段性发展。2017年9月我区将有5个3D打印实验室投入使用，开辟我区创客教育的新纪元。近期课题组教师所获的成果：

五、存在问题与后续展望

（一）存在的问题与不足

实践是检验真理的唯一标准，唯有实践我们的3D One拓展课教材才能不断进步，随着教材初步尝试，其中存在的问题也显现出来了。经过团队内成员的交流、讨论，发现了以下几个问题：

1.主题式3D设计研究活动不完善。

例如在“和“绿色”的亲密接触”主题学习设计中，采购植物环节由于需要出校门，安全问题比较突出；盆景布置环节，同学们都想把盆景先布置到自己教室中去，由于事先没有考虑到这一点导致在本环节中学生的意见才生了很大分岐。

2.分层设计结构不完善。

前期研究注重于活动的设计安排及内容的选择，没有把握好教学内容的分层设计，导致部分学生没有在课内、外完全掌握教学内容，巩固所学知识技能。

3.过程评价设计不完善。

没有形成系统化的评价机制，不能及时记录学生整个活动过程中的阶段性表现。需要根据课程内容的安排制订详细的、系统的评价机制，记录学生活动过程中阶段表现。

（二）下阶段研究计划

1.继续按照研究计划实施，不断探索更新，做好反思总结归纳。

2.继续通过实践检验主题式3D设计研究活动的有效性。 

3.着手课程教材微视频的制作，融合分层设计理念，使课程教材内容具有一定的代表性和示范性。

4.着手课程教材阅读材料的选择，以理论支撑实践，开拓学生视野，激发学生创新思路。

【注释】

①夏晋祥. 从“知识课堂”走向“生命课堂”[J].中国教育报.2015（4）