王胄青

“三維設(shè)計與智造”課程的設(shè)計采用了ADDIE模型，主要解決課程開發(fā)的三個核心問題，即學(xué)什么（目標）？怎么學(xué)（策略）？效果如何（評估）？該模型包括五個步驟：分析（Analysis）、設(shè)計（Design）、開發(fā)（Develop）、實施（Implement）、評估（Evaluate）。其中，分析與設(shè)計屬于前提，開發(fā)與實施是核心，評估為保證，三者互為聯(lián)系、密不可分。開發(fā)模型的五個步驟在時間順序上也會有交錯和融合，甚至循環(huán)往復(fù)。

● 課程分析

1.設(shè)計理念

“三維設(shè)計與智造”課程的宗旨是讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)，并運用所學(xué)知識與技能，遵循設(shè)計思維的方法論，進行有目的的設(shè)計與智造，以形成具有一定功能的電子作品或物化產(chǎn)品作為最終成果。

“設(shè)計與智造”既是教學(xué)目標，又是學(xué)習(xí)方式，即在本課程學(xué)習(xí)中，引領(lǐng)學(xué)生在“設(shè)計與智造”的過程中學(xué)會“設(shè)計與智造”的一種沉浸式學(xué)習(xí)，也即技術(shù)課程中強調(diào)的“做中學(xué)、學(xué)中做”的理念。具體來說，教學(xué)中主要采用項目學(xué)習(xí)方式，強調(diào)學(xué)習(xí)內(nèi)容的選擇性和整合性、學(xué)習(xí)過程的開放性和實踐性、學(xué)習(xí)成果的多樣性和創(chuàng)新性。通過學(xué)習(xí)方式的統(tǒng)整和變革，引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)知識與技能的遷移，提高學(xué)習(xí)效率和技術(shù)素養(yǎng)。

2.課程目標

“三維設(shè)計與智造”課程統(tǒng)整了通用技術(shù)和信息技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容和育人目標，旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識和技術(shù)意識、計算思維和工程思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達和物化能力、信息社會責任等核心素養(yǎng)。

通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠體驗三維技術(shù)在社會生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用，以開闊的視野，有遠見且理性地看待技術(shù)世界，了解三維設(shè)計的發(fā)展動向，把握技術(shù)的本質(zhì)及其社會價值，形成信息社會責任;經(jīng)歷項目產(chǎn)品的設(shè)計與智造，自覺主動地發(fā)現(xiàn)問題，采用恰當?shù)姆绞将@取并處理信息，利用計算機和網(wǎng)絡(luò)開展數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新設(shè)計，運用計算思維和工程思維方法來界定問題、抽象特征，領(lǐng)悟信息、數(shù)據(jù)等技術(shù)概念及思想方法并加以運用;通過可視化的方式，如繪制草圖、思維導(dǎo)圖及三維軟件建模等對產(chǎn)品進行圖樣表達和交流，理解三維打印的工藝和原理;在最終形成物化產(chǎn)品的過程中培養(yǎng)嚴謹細致、精益求精的工作態(tài)度和工匠精神，達成技術(shù)學(xué)科立德樹人的終極目標。

3.課程內(nèi)容

基于課程統(tǒng)整的理念，本課程融合了高中通用技術(shù)中的必修模塊“技術(shù)與設(shè)計1”“技術(shù)與設(shè)計2”，選擇性必修“技術(shù)與創(chuàng)造”系列模塊，以及高中信息技術(shù)的選擇性必修模塊“三維設(shè)計與創(chuàng)意”的相關(guān)內(nèi)容，具體課程內(nèi)容掃描下方二維碼。

4.學(xué)習(xí)者分析

從認知特點來說，現(xiàn)在的高中生是數(shù)字時代的原住民，他們對新技術(shù)和新產(chǎn)品有著與生俱來的好奇感和適應(yīng)性，因而對“三維設(shè)計與智造”選修課程的興趣濃厚。但是，他們對產(chǎn)品設(shè)計和智造的原理、設(shè)計思維和創(chuàng)新方法都只有模糊、粗淺的認識，真正要從新技術(shù)、新產(chǎn)品的使用者轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的設(shè)計者、制造者是一個比較漫長且需要積累的過程。

從先決素養(yǎng)來說，高一學(xué)生在初中大多學(xué)過信息技術(shù)和綜合實踐課程，掌握了基本的信息技能，具備簡單的動手能力。但是，初中課程的內(nèi)容簡單、課時緊張、考查容易，因而在教學(xué)中，教師偏重講授和演示，學(xué)生傾向模仿和操練，大多把技術(shù)當作“工具”來學(xué)習(xí)，忽略對技術(shù)知識、技術(shù)思維和技術(shù)文化的掌握和領(lǐng)悟，在核心素養(yǎng)各個方面的發(fā)展很不均衡。

從學(xué)習(xí)方式來說，高一學(xué)生習(xí)慣了接受學(xué)習(xí)和分科學(xué)習(xí)，很少有跨學(xué)科學(xué)習(xí)和項目學(xué)習(xí)經(jīng)驗，自主、合作和探究學(xué)習(xí)的機會和能力都欠缺。因此，對具有一定開放性的問題，學(xué)生缺乏發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的意識和能力。對具有一定復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性的問題，學(xué)生缺少小組分工、取長補短的合作意識和能力。

● 課程設(shè)計

1.課程大綱（以創(chuàng)意小臺燈項目為例）

課程大綱主要分三個部分：教學(xué)內(nèi)容、核心素養(yǎng)以及核心素養(yǎng)描述。（具體課程大綱掃描右方二維碼）

2.資源設(shè)計

①文本資源：《三維設(shè)計與智造學(xué)習(xí)手冊》《創(chuàng)意小臺燈設(shè)計項目手冊》。

②視頻資源：《3D One軟件建模》系列教學(xué)微課，三維打印相關(guān)作品視頻等。

③教具：計算機（Windows7+Office2007以上+3D One），三維打印機和耗材若干。

④教室環(huán)境：網(wǎng)絡(luò)機房、一體機或投影儀、音箱等。

⑤網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺。

● 課程開發(fā)與實施策略

課程的開發(fā)與實施是一個相互融合的過程。在整個校本課程實施期間，教師按照課程大綱的安排，對每一課時進行具體的課程開發(fā)和實施。課程開發(fā)包括確定每課時的教學(xué)目標及具體內(nèi)容、制作教學(xué)課件、錄制教學(xué)微課、管理教學(xué)資源等。課程實施則包括上課時組織教學(xué)活動、指導(dǎo)學(xué)生實踐、課后批閱學(xué)生作業(yè)、點評學(xué)生作品。學(xué)生的作業(yè)往往反映了課程實施的成敗之處，可以為教師后續(xù)的課時開發(fā)與實施提供經(jīng)驗和教訓(xùn)。因此，課程開發(fā)與實施的過程相輔相成。

課程的實施強調(diào)“學(xué)中做”“做中學(xué)”，以項目學(xué)習(xí)為主統(tǒng)整各種學(xué)習(xí)方式，真正確立學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，彰顯技術(shù)學(xué)科的實踐性和創(chuàng)造性特征。為了貼近學(xué)生生活，課程以創(chuàng)意小臺燈和校園文創(chuàng)作品為項目主題，具有一定的開放性和自由度，將教學(xué)內(nèi)容與項目實施有機統(tǒng)整，通過學(xué)生的主體參與和實踐體驗，激發(fā)其好奇心和求知欲，從而積極、有效地在設(shè)計活動中建構(gòu)技術(shù)知識、應(yīng)用技術(shù)原理、體悟設(shè)計過程，生成技術(shù)學(xué)習(xí)經(jīng)驗，并逐步形成和發(fā)展計算與創(chuàng)新思維、技術(shù)與工程思維，理解技術(shù)文化，最終落實學(xué)科核心素養(yǎng)。

項目學(xué)習(xí)中還融合了自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)等形式，以支撐學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。例如，三維建模軟件的操作方法，不同學(xué)力的學(xué)生需要的學(xué)練時間不同，因此，教師將設(shè)計所需的各種操作方法錄制成微課。這樣不僅可以將視頻放在機房教師機的共享中供學(xué)生上課時隨時自主學(xué)習(xí)，還可以在教學(xué)平臺上開放網(wǎng)絡(luò)課程供學(xué)生回家后在線學(xué)習(xí)，確保學(xué)生對操作技能的熟練掌握。創(chuàng)意小臺燈是高中通用技術(shù)必修課中的項目，筆者要求每位學(xué)生設(shè)計一個方案，經(jīng)小組討論后可修改完善各自方案，每人獨立自主完成臺燈制作。校園文創(chuàng)作品的開放度較大，鼓勵學(xué)生以小組形式合作完成，能讓他們體驗群策群力、取長補短的團隊合作，提升學(xué)生的團隊意識和合作能力。

● 課程評估

1.評價方式

課程評價包括過程性評價和總結(jié)性評價兩個部分。具體按照如下標準打分。過程性評價：考勤20%+平時30%（課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)）;總結(jié)性評價：作品50%（包括草圖、三維模型文件及三維打印成品）。

具體到項目作品，主要依據(jù)學(xué)生提交的《項目學(xué)習(xí)手冊》，其中反映了學(xué)生在項目學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，開展的討論，方案的評估，繪制的草圖，作品的實物照片，作品的自評、互評和教師評價，最后是學(xué)生的反思。因此，作品評價同樣注重學(xué)習(xí)過程評價。

2.學(xué)生成果

經(jīng)過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，選修班所有學(xué)生都完成了創(chuàng)意臺燈作品，但完整度差異較大。有一小部分學(xué)生提交了完美的臺燈作品，用3D打印機打印的底座、燈罩和支撐桿組裝了結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的臺燈，而且內(nèi)部電子電路焊接良好，光照效果好。大部分學(xué)生只完成了一個臺燈組件（燈罩或底座）的三維設(shè)計與打印，完整度不夠，美觀度不足，但可實現(xiàn)照明效果。

除了臺燈作品，學(xué)生還提交了《創(chuàng)意臺燈項目學(xué)習(xí)手冊》。他們在手冊上學(xué)會了使用九宮格、SCAMPER、KANO等設(shè)計思維方法，詳實地記錄了作品構(gòu)思、設(shè)計方案、作品草圖、臺燈照片、自我評價與反思等，教師也打分并填寫了評語。

臺燈作品主要體現(xiàn)了學(xué)生的物化能力，而學(xué)習(xí)手冊記錄了學(xué)習(xí)的整個過程，反映了學(xué)生的信息意識、設(shè)計思維、技術(shù)思維、圖樣表達等能力，是學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的綜合體現(xiàn)。

● 課程反思

回顧課程的設(shè)計到實施，筆者認為信息技術(shù)與通用技術(shù)的融合是可行的，而且路徑還有很多。從“三維設(shè)計與智造”課程來看，主要是立足于通用技術(shù)的必修一和必修二，整合通用技術(shù)和信息技術(shù)的選擇性必修模塊的相關(guān)內(nèi)容。通過項目學(xué)習(xí)和混合學(xué)習(xí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生初步體驗了產(chǎn)品設(shè)計的基本流程，感受了產(chǎn)品設(shè)計的系統(tǒng)性和實踐性，在數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的過程中訓(xùn)練了學(xué)生的計算思維、工程思維、設(shè)計思維等，切實提高了學(xué)生的圖樣表達和物化能力，真正提升了學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)。

在實踐中筆者也發(fā)現(xiàn)了若干問題，并提出了解決方案。一是融合課程對學(xué)生的綜合能力挑戰(zhàn)比較大，18課時比較緊張，因此項目難度不能太大，臺燈項目需要燈罩、底座、支撐桿的組裝，還有電子電路的安裝和焊接，一個環(huán)節(jié)沒跟上，就會使項目進度變緩，目前考慮將臺燈改成小夜燈以降低難度;二是三維建模軟件原來采用Slideworks，但操作難度較大，現(xiàn)在準備采用3Done，更適合初學(xué)者，更容易實現(xiàn)創(chuàng)意;三是原先采用的云平臺功能比較單一，對師生互動的支持比較少，后續(xù)準備更換其他云課堂進行課程教學(xué)與管理，嘗試進行線上線下混合學(xué)習(xí)的教學(xué)。