东营市垦利区第一实验小学   籍承艳

发展背景

近几年，人工智能和自动化蓬勃发展，科学技术正飞速改变着我们的生活。在教育领域，应时代要求新生的“steam”教育、创客教育如雨后春笋，在全国范围发展起来。我校响应教育部号召，在2017年投资建设了创客空间，引进了3D打印机并开设3D模型设计校本课。

开课意义

对于3D模型设计，我也是第一次接触。刚开始遇到很多困难，但是熟悉之后，觉得这门课程很前沿，对孩子的数学思维提升，三维空间想象力，都具有很好的教育意义。

我们选择了3D One软件来教学。

首先，3D One界面简洁，工具也不复杂，对电脑配置要求也不高。缺点是不能设计太复杂的模型，但是小学生使用已经足够了。 

其次，这款软件吸引我的还有比较完善的网络空间。我为学校和每个学生都申请了账号。每个学生的作品都可以上传到网络，跟全国的小朋友交流学习。发布作品还能得到相应的奖励分值，分值越高等级越高。网站还会不定期举行赛事，全国各地热爱3D的小选手都来一较高下。

最后，利用这款软件会学到超难度的数学知识，对小学生既是一个挑战，对数学学习也是一个促进。例如三维坐标（X，Y，Z），三维运动， 实体的加、减、交运算，还有角度、阵列的计算，超难度的数学概念让孩子更早接触高中数学，较早形成数轴和正负概念。对孩子今后学习数学很有帮助。

课程特点

我在不断的教学中，一边教学一边总结。摸索出一套适合小学生特点的校本教材。

一、  创建基本形状——就像积木搭城堡。这一单元学习创建三维实体的基本形状，将各种形状拼接起来，就是我们想要的实体。这一章节重点学习形状的拆分，把看似一个整体的物体，划分成不同形状的组合体。化整体为部分，化繁为简。例如：水井、房子，电视机等实物的创作。

二、  草图绘制——二维图形变三维。二维图形是画在平面上的，比较好理解。对二维草图做拉伸、旋转、扫掠，二维图形就有了厚度——第三维度。对于基本形状不容易拼接的特殊形状，就需要二维图形转换三维图形。这时候三位实体的创建就会丰富起来。就好像画在纸上的平面图形站立起来。这一章节重点学习二维图形转换三维图形。给平面图形加上厚度，这样有了三维的概念。这只是初步，将二维图形围绕一条线旋转，就得到立体实物，而且旋转中心不同，得到的立体实物也不同。例如花瓶、灯笼等，是通过旋转得到的。

三、  基本形状变形——圆角、扭曲、放样、拔模。这一章节的学习，可以设计出造型复杂的实体。像水果蔬菜动植物这些造型不规范的事物，也可以通过这些命令来实现。这一章节重点学习让规规矩矩的物体边的圆润，或者扭曲，塑造规律变化的物体。

四、  细微之处显示真功夫。折弯、锥削、切割、投影、雕刻这些细节处理功能让造型有更多更细致的变化。造型做好后，细致的刻画细节，更加考验耐心和智慧。

五、  立体模型设计和数学结合。镜像、阵列、移动，这些命令让抽象的数学在这里有了用武之地，三维的立体形象更加深了对面积、体积的理解。实体的移动、陈列，通过计算，必须分毫不差才能得到想要的模型，体现数学的严谨性。

六、  加点颜色更出彩，打印成品做奖励。最后，给实体渲染各种颜色，让造型更加逼真。当打印的成品拿在手中时，每一个孩子脸上都洋溢着成功的自豪感，比任何奖励都要幸福。学习的过程，本身就是一种快乐。

教学效果

教学过程从简入繁，从现实到抽象，最后可以创作改进生活中的小创意。

开始以生活中小物件为起点，在生活中寻找素材。学生身边常见的笔筒，水杯，花瓶、校徽，就是我们制作的对象。在实践制作过程中学会软件各种工具的用法。

然后制作难一点的、大一点的，台灯，电脑，家具，可以设计教学楼，学校大门、学校各种设施。这个过程激发孩子们的创作欲望。模型虽然很大，但是很多同学说没有什么美感。于是有的同学开始加上自己的设计，对教学楼等模型进行改造。

最后，地球已经装不下孩子们的想象了。他们放眼全球，仿制世界著名建筑，像埃菲尔铁塔、伦敦桥、教堂、航空母舰，都在孩子们手中模仿出来。而且有的还设计了未曾见过的空中花园、传说中的城堡，微观的水分子模型、DNA模型。

学生用心制作的三维设计作品，每一个都花费了很多时间和经历，每一个作品都代表了孩子对生活的一种思考，每一个作品都代表了孩子对物件的新认知。

在i3DOne创意社区展示着孩子的每一个成果，记录着孩子制作作品的过程，分享孩子的设计作品时候的想法和故事。作品、照片、视频、文章等等都在用不同的方式展示着每一个孩子的点点滴滴，这些学习过程都无比珍贵。i3DOne社区不仅仅帮助老师辅助教学，更给了小创客门一个展示的平台，而这种展示不再是一个分数，而是孩子成长的轨迹。

学科结合

与数学结合，是最常见的。简单的数字运算在这里有了用武之地。模型的尺寸都要经过计算，对正负数的理解更形象。

更高要求

对抽象事物的建模，对孩子的要求比较高，不但要有足够的三维空间想象力，对尺寸的把握，数学的计算，都是一个挑战。制作过程也很繁复，有时候一点失误，会导致整个模型的失败。但是无尽的兴趣热情是最强大的动力。多少学生都能毫不气馁的从头开始，用更熟练的动作，更精准的数据，完成更加完美的作品。

Steam教育不是天马行空的座谈，也不是听听报告走访名校，更不是买来设备摆放在展台就能完成的。只有根植教学实践，在与学生教和学的碰撞中一点一滴磨砺，才是最好的教育。让学生真正受益，给学生搭建实现梦想的舞台，学生的成功就是我们最大的欣慰。