面向數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的LogoUp 3D教學(xué)策略

王燕

信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)包括信息意識、計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力和信息社會責(zé)任四方面?！皵?shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”作為信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的一項內(nèi)容，修訂版課程標(biāo)準(zhǔn)給出了釋義：學(xué)生通過評估和選擇常見的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)工具，并能有效地利用這些學(xué)習(xí)資源完成學(xué)習(xí)任務(wù)，在創(chuàng)造性地解決問題的過程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力。數(shù)字化學(xué)習(xí)不同于傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，它具有自己鮮明的特點：它是以學(xué)生為主體的，數(shù)字化學(xué)習(xí)方式具有很強的個性化，能夠滿足不同學(xué)生的個性需求;數(shù)字化學(xué)習(xí)的過程是發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程，在實踐和探究中讓學(xué)生體會創(chuàng)新的樂趣;數(shù)字化學(xué)習(xí)的內(nèi)容具有開放性和選擇性，學(xué)習(xí)方式多種多樣，為學(xué)生提供了自由發(fā)展的平臺;數(shù)字化學(xué)習(xí)不受時間和空間的約束，具有終身性，符合培養(yǎng)具有終身學(xué)習(xí)能力人才的需求。

Neobox LogoUp 3D是一款采用積木式編程理念通過書寫程序來構(gòu)建三維模型的三維建模軟件。它適用于快速構(gòu)造面向3D打印的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和微幅形體，其深入淺出的設(shè)計理念可覆蓋從五歲兒童至專業(yè)技術(shù)人員的多層次用戶，因此也適宜作為教育教學(xué)軟件用于程序設(shè)計、三維建模和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。LogoUp是一種與自然語言非常接近的編程語言，它通過“繪圖”的方式來學(xué)習(xí)編程，適合對初學(xué)者特別是學(xué)生進行寓教于樂的編程教學(xué)。針對數(shù)字化學(xué)習(xí)的特點，筆者在LogoUp 3D的教學(xué)中開展了培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的教學(xué)探索，下面結(jié)合LogoUp 3D教學(xué)平臺的教學(xué)案例，與大家共同探討。

● 以解決問題為宗旨，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力

1.創(chuàng)設(shè)問題情境

教師應(yīng)做一個善于觀察、關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)與生活的有心人，了解學(xué)生的學(xué)科學(xué)習(xí)、生活活動、性格特征和情感需求，這樣才能設(shè)計出生動的、有益的、“走心”的教學(xué)情境來，并讓學(xué)生在這樣的情境中既學(xué)習(xí)知識，又培養(yǎng)運用知識解決問題的能力。例如，在講授《神奇的莫比烏斯環(huán)》時，教師設(shè)計了讓學(xué)生自己制作莫比烏斯紙帶的游戲環(huán)節(jié)，讓學(xué)生從游戲中進入本節(jié)課的內(nèi)容。又如，從生活中創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生設(shè)計自己喜歡的花瓶、屬于自己的獨一無二的印章，通過欣賞大師的雕刻作品，引導(dǎo)學(xué)生進行時尚幾何設(shè)計，發(fā)掘?qū)W生的審美觀和創(chuàng)新設(shè)計潛力等。

2.問題進階，層層深入，引導(dǎo)學(xué)生思考

在LogoUp 3D的教學(xué)中，教師所有問題的設(shè)計都是由最簡單的問題引入，然后逐步深入，引導(dǎo)學(xué)生不斷思考。例如，在講授《百變正方體》這一節(jié)時，筆者從如何繪制最簡單的正方體引入，然后通過問題“你會給正方體變形嗎？”引導(dǎo)學(xué)生思考SCALE命令的用法，通過修改參數(shù)來實現(xiàn)正方體的變形（如繪制四棱錐），最后展示立方體的矩形方陣效果，引導(dǎo)學(xué)生分析思考如何利用循環(huán)的嵌套來實現(xiàn)。所有的問題都是由淺入深、環(huán)環(huán)相扣，每一個問題的拋出，都是為了引導(dǎo)學(xué)生深入思考如何更加靈活地運用知識解決問題。在學(xué)習(xí)Pitch、Yaw、Roll命令一節(jié)時，首先是如何繪制最簡單的莫比烏斯環(huán)，進而繪制漸變的莫比烏斯環(huán)，最后拓展到繪制螺旋杯，一步步引導(dǎo)學(xué)生理解Pitch、Yaw、Roll這三個命令的用法和區(qū)別，使學(xué)生能夠靈活運用這三個命令去實現(xiàn)創(chuàng)意設(shè)計。

● 與多學(xué)科整合，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力

建模過程中需要掌握基本的數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科知識，利用一些常見的幾何特性計算模型的距離、角度和度數(shù)。例如，在講授《幾何形狀的精準(zhǔn)控制》一節(jié)時，需要學(xué)生通過觀察分析，利用數(shù)學(xué)中的幾何知識和函數(shù)知識計算每次Pitch的角度和Scaley縮放的參數(shù)值（如下圖）。

只有基于學(xué)生現(xiàn)實的學(xué)習(xí)與生活需求，引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)科知識與技能靈活運用，融入到現(xiàn)實問題的解決中去，才能真正培養(yǎng)學(xué)生判斷環(huán)境、分析需求、解決問題的能力，增強個體在信息社會的適應(yīng)力，這也是以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的課程標(biāo)準(zhǔn)所提倡的。

● 更新教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的一個特點是強調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)是隨時隨地，并且能夠培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力。

在LogoUp 3D的課堂中，筆者會提前把當(dāng)堂課的所有上課資源發(fā)送到學(xué)生端，學(xué)生可以在教師的引導(dǎo)下完成基礎(chǔ)問題的解決，基礎(chǔ)較好的學(xué)生可以根據(jù)教師發(fā)下來的微課或者教程提示，探索完成拓展問題的解決方式。整個課堂是開放式的，學(xué)生可以利用教師提供的課程資源，選擇自主探索的進度。LogoUp 3D設(shè)計平臺提供了設(shè)計案例庫、優(yōu)秀作品集、從入門到精通這幾類的作品實例參考和視頻教程，并且還提供了社區(qū)和競賽平臺、微信公眾號平臺，為不同地域的學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)與研討交流提供了極大的便利性。教師可鼓勵學(xué)生在課下充分利用好LogoUp 3D提供的這些資源平臺，快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字化背景下學(xué)習(xí)方式的要求與必需掌握的技能，學(xué)會如何利用、分享信息，協(xié)作創(chuàng)新學(xué)習(xí)。

● 從現(xiàn)實需求設(shè)計項目式的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生小組分工協(xié)作的能力

在每一章內(nèi)容的最后，筆者都設(shè)計了一個基于項目式學(xué)習(xí)的小組合作完成的設(shè)計活動，讓學(xué)生基于現(xiàn)實學(xué)習(xí)與生活需求，運用LogoUp 3D設(shè)計作品解決實際生活中的問題。在鼓勵創(chuàng)新的教學(xué)中，讓學(xué)生打開視野，明白學(xué)習(xí)的最終目的是能夠運用知識改進學(xué)習(xí)和生活的方式，促進社會不斷進步，如針對垃圾分類問題，要求學(xué)生設(shè)計“智能垃圾桶”，還有為學(xué)校設(shè)計西大門等。鼓勵學(xué)生選擇自己感興趣的主題，在各種主題、各種形式的作品創(chuàng)作中表達觀點、發(fā)揮創(chuàng)意，在富有個性表現(xiàn)力的作品中充分展現(xiàn)自己的見解與構(gòu)思。

信息技術(shù)課堂教學(xué)是落實提高學(xué)生信息素養(yǎng)的主陣地，通過在LogoUp 3D教學(xué)軟件中進行教學(xué)探索，筆者嘗試了如何變“知識傳授”為“問題引導(dǎo)”、變“被動接受”為“自主探究”、變“模仿操練”為“創(chuàng)作創(chuàng)新”的教學(xué)策略，讓學(xué)生始終擁有有效的、有意義的學(xué)習(xí)，從而達到基于核心素養(yǎng)的教育目標(biāo)——培養(yǎng)學(xué)生成為具有終身學(xué)習(xí)能力的人。