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無錫市稻香實驗小學校本課程綱要

【課程名稱】

《輕松玩轉(zhuǎn)3D One與3D打印》

【適用年級、課時安排】

適用于四——五年級，共18課時

【課程背景】（要包含課程背景分析、價值意義分析）

《基礎教育課程改革綱要》指出學校在執(zhí)行國家課程和地方課程的同時，應視當?shù)厣鐣?、?jīng)濟發(fā)展的具體情況，結(jié)合本校的傳統(tǒng)和優(yōu)勢，學生的興趣和需要，開發(fā)或選用適合本校的課程。

無錫稻香實驗小學位于科技發(fā)達的長三角州之中的無錫，尤其近年來隨著3D打印帶來了突破傳統(tǒng)制造工藝，給我們帶來全新的智造技術，并且3D打印也逐步走進中小學校園，開啟未來3D打印智造教育。

我校也建立了3D打印實驗室，開展了3D打印社團活動，帶領學生走進3D打印世界。學校有較好的3D打印技術條件供師生對本校校園構建“3D校園”，可以利用各種資源開發(fā)符合實際的校本課程。

我校自2017年起就開發(fā)了3D打印設計社團特色活動項目，到目前為止開展了一期課程。學校結(jié)合濱湖區(qū)青少年綜合素質(zhì)拓展教育研究課題的推進，試圖在已有工作的基礎上，開展以《輕松玩轉(zhuǎn)3D One與3D打印》為主題的3D打印科技活動，通過3D打印技術來讓學生更加形象生動認識校園生活以及對校園的3D想象與構思。該課程旨在促進3D打印跟中小學教育緊密結(jié)合，充分發(fā)揮3D打印的空間想象力優(yōu)勢，發(fā)揮學生想象，培養(yǎng)學生三維設計能力，實現(xiàn)3D智能創(chuàng)作，創(chuàng)造美好校園3D生活。

【課程理念】（要包含課程性質(zhì)和理念介紹）

隨著創(chuàng)客教育概念的提出和 STEAM 課程（即科學、技術、工程、藝術、數(shù)學）的研究推進，創(chuàng)新教育在全國中小學掀起一波又一波的教學思潮和課程探索。三維設計與3D 打印課程將科學知識、高新技術、工程設計和數(shù)學思考緊密地結(jié)合，目前已成為創(chuàng)新教育最好的開展方式。真正實現(xiàn)“讓思維可見，讓創(chuàng)意有形”的創(chuàng)新科技教育的目標。

【課程目標】（要包含總體目標、年段及分領域目標，也可視課程內(nèi)容范圍自己確定）

一、總體目標:

1.學校特色發(fā)展目標

通過開發(fā)與研究，利用新科技技術3D打印積極構建培養(yǎng)學生科技素養(yǎng)以及發(fā)揮校園生活想象的綜合實踐校本課程，建設具有特色的課程資源庫，建立和完善校本綜合實踐活動課程的實施方法、管理機制及評價體系，逐步完善學?！?D打印實驗室”“3D打印3D校園” “3D打印展示廳”“3D校園文化長廊”等綜合實踐活動教育基地，打造3D智造校園，形成鮮明的辦學特色。

結(jié)合本校師生的特點，旨在通過三維設計與3D打印技術給學生的“學習方式”帶來新的思考，讓抽象的教學概念更加容易理解，激發(fā)學生對科學、數(shù)學和設計創(chuàng)意的興趣，帶來實踐與理論、知識與思維、現(xiàn)實與未來三方面的相互結(jié)合。

二、具體目標

本課程內(nèi)容主要從三大主題展開，并根據(jù)每個學段學生的認知、能力水平及年齡特點循序漸進達成目標。三大主題目標為：

主題之一：走進3D打印世界  

1．認識什么是3D打印

2．了解3D打印可以做些什么

3．3D打印未來時代

4．發(fā)揮想象實現(xiàn)學生的個性生活

主題之二：校園生活角角落落  

1．觀察與欣賞校園生活角角落落

2．用3D視角來看校園生活角角落落

3．嘗試3D建模構建出校園生活角角落落

主題之三：想象你的個性校園

1．發(fā)表對于校園生活的看法

2．給出對于校園生活的意見

3．想象學生心中的校園生活

4．一起3D創(chuàng)造美好校園生活

三、各年段分解目標：（這一部分可以根據(jù)各課程適用年級、課時安排等靈活編寫）

小學四——五年級目標：

1.了解3D One創(chuàng)意設計的基本方法，開闊學生的視野、豐富學生的生活、發(fā)展學生的創(chuàng)意思維。

2.通過3D One三維創(chuàng)意軟件的學習和使用，提高學生動手能力，培養(yǎng)學生的信息技術素養(yǎng)。

3.從作品模仿到自主創(chuàng)新，讓學生體驗創(chuàng)作過程的艱辛和樂趣。

4.讓學生在模仿中思考、在思考中創(chuàng)新、在創(chuàng)新中成長。

【課程內(nèi)容】（要包含校本教材章、節(jié)內(nèi)容主題等）

《輕松玩轉(zhuǎn)3D One與3D打印》為主題的3D打印科技活動，通過3D打印技術來讓學生更加形象生動認識校園生活以及對于校園的3D想象與構思。該課程旨在促進3D打印跟中小學教育緊密結(jié)合，充分發(fā)揮3D打印的空間想象力優(yōu)勢，發(fā)揮學生想象，培養(yǎng)學生三維設計能力，創(chuàng)造美好校園3D生活。

在課程內(nèi)容的實施過程中，這三大主題并不是完全分割開來的，而是以活動為主要載體有機整合起來的。我們擬采用綜合性主題活動和專項活動相結(jié)合的方式，以研究學習、技能操作、社會實踐相結(jié)合的方式組織教學。

具體內(nèi)容及活動安排建議（下表所列為初步設想，在具體實施過程中將不斷充實和完善）：

1. 認識什么是3D打印

2. 了解3D打印可以做些什么

3. 3D打印未來時代

4. 發(fā)揮想象實現(xiàn)學生的個性生活

5. 觀察與欣賞校園生活角角落落

6. 用3D視角來看校園生活角角落落

7. 嘗試3D建模構建出校園生活角角落落

8. 發(fā)表對于校園生活的看法

9. 給出對于校園生活的意見

10.想象學生心中的校園生活

11.一起3D創(chuàng)造美好校園生活

【課程實施】

我們采用“固定+集訓”的形式，確保每個年級每學期至少完整地經(jīng)歷一個主題活動過程。

固定課：年級社團活動，每周三下午第3節(jié)課。

集訓課：參賽成員在比賽前一周每周六進行集訓。

【課程評價】（要包含評價的指導思想、原則、方法、評價細目表等）

以任務驅(qū)動促進學生學習目標達成；以自主探究促進學生學習知識的靈活運用，達成培養(yǎng)學生創(chuàng)意思維的目標；以實地觀察、研究學習促進學生思維的碰撞，達成讓學生在模仿中思考、在思考中創(chuàng)新、在創(chuàng)新中成長的創(chuàng)新目標。

1、評價原則

課程評價應根據(jù)學校教育的性質(zhì)和任務，重視學生個性健康發(fā)展和人格完善，必須以尊重學生為基本前提，符合客觀公正原則，全面性原則，激勵性原則。

2、綜合評價：

我們將結(jié)合“3D校園”手冊，對學生學習實踐進行記錄和評價。評價擬從情感態(tài)度、合作交流、學習技能、實踐活動、成果展示五大方面展開，著重三大能力評價（自我反思與管理的能力、動手操作能力、溝通與表達的能力），并對其表現(xiàn)水平進行劃分，建立統(tǒng)一標準，得出相應的基于表現(xiàn)的評價。

每學期，學生按等級評定，獲取3D小創(chuàng)客成長值；學校授予相應的3D小創(chuàng)客稱號并頒發(fā)證書。

《輕松玩轉(zhuǎn)3D One與3D打印》綜合評價表

校本課程活動設計

【活動名稱】3D智能創(chuàng)作

【活動目的】3D打印改變生活， 設計并完成一個由3D打印結(jié)構和開源電子硬件組成， 具備一定功能性、 藝術性與人機交互的作品。設計的作品主體結(jié)構須通過3D設計與3D打印實現(xiàn)， 主要邏輯與控制由圖形化編程及開源電子硬件實現(xiàn)。 智能硬件和3D設計／3D打印的結(jié)合，對3D打印創(chuàng)客教育的實施提供了強大的支持， 可有效培養(yǎng)各個階段的學生的動手能力和創(chuàng)新能力。通過各3D智能創(chuàng)作令學生將3D打印玩轉(zhuǎn)起來，從而激起對于3D打印的學習欲望。

【活動準備】

1.設計活動課程以及所需要的結(jié)構硬件材料。

2.組織社團成員參與以及確定團隊成員分工。

3.開展公開課宣講與內(nèi)容培訓與了解。

4.安排計劃時間與地點以及作品展示演講。

【活動過程】

一、開展專項培訓活動：

1. 結(jié)構入門： 結(jié)構設計簡要認識

2. 結(jié)構入門： 結(jié)構設計基本原則

3. 結(jié)構設計：項目結(jié)構設計及基礎

4. 結(jié)構設計：項目結(jié)構設計及外觀

5. 電子入門：電子套件簡要了解

6. 電子入門：電子電路基礎及搭建

7. 編程入門：編程基本了解與認識

8. 編程入門：編程軟件了解與操作

9. 電子設計：電子套件基礎設計及使用

10. 編程設計：項目流程圖及項目策劃書

11. 電子設計：項目電子設計及創(chuàng)意發(fā)揮

12. 編程設計：項目創(chuàng)意設計及創(chuàng)意實現(xiàn)

13. 項目制作： 項目設計與制作

二、創(chuàng)意想法與項目實踐過程：

作品一：智能頭盔風扇

團隊成員：魏源，張嘉偉

項目介紹：

現(xiàn)在我們玩游戲玩得熱火朝天，玩著游戲還沒有時間去開空調(diào)或者風扇，所以做一個智能頭盔風扇可以幫助我們智能解決我們玩游戲玩得很熱，它感覺到我們很熱的時候就會自動幫我們大開風扇給我們降溫。

智能頭盔風扇可以要解決我們?nèi)粘Ｉ罾锿嬗螒蛲娴脽峄鸪欤辛酥悄茴^盔風扇就可以智能幫我們玩游戲時候開啟風扇降溫。

智能頭盔風扇主體就是一個頭盔帽子，主機放在頭盔的頂部，溫度傳感器放在前額，頭盔前面伸出長長的“觸角”，上面裝著一個面向我們的電機風扇。

智能頭盔風扇前額處的溫度傳感器可以檢測我們的溫度，溫度小于20度，風扇不會轉(zhuǎn)動。當我們的溫度高于20度但小于22.5度，它就會開啟風扇以最低檔速度給我們散熱，當我們的溫度高于22.5度但小于25度，它就會開啟風扇以中檔速度給我們散熱，當我們的溫度高于25度但小于30度，它就會開啟風扇以高檔速度給我們散熱，當我們的溫度高于30度，它就會開啟風扇以最高檔速度給我們散熱。

智能頭盔風扇是一個智能風扇降溫神器，可以自動檢測識別人體溫度，從而實現(xiàn)給我們智能化散熱，不再需要人們在玩游戲玩得熱火朝天而沒有時間去開風扇。

智能頭盔風扇還具有非常好的藝術性，因為它是頭盔帽子，可以直接戴在我們的頭上，非常方便我們?nèi)粘Ｊ褂谩?/p>

作品二：花兒保護器

團隊成員：彭世滿，鄧錫武

項目介紹

家里以前養(yǎng)花養(yǎng)著養(yǎng)著就枯死了，因為老是忘記給花兒澆水了，現(xiàn)在也有多人家里都會養(yǎng)些花花草草，但是大家都很忙，沒有什么時間，而且現(xiàn)在人也越來越懶了，常常忘記澆水，所以經(jīng)常會養(yǎng)花養(yǎng)死了。因此我們就想著要是有一個東西能夠幫我們自動澆水那就好了，那么我們養(yǎng)的花兒就再也不會缺水枯死了。

花兒保護器就是要解決人們?nèi)粘Ｉ罾镳B(yǎng)花養(yǎng)死的問題，有了花兒保護器就可以自動給花兒澆水了。

花兒保護器主體是一朵花和一個南瓜。

它的主機裝在南瓜里，土壤濕度傳感器在花桿里，舵機在花桿與葉子中間，葉子上面是一朵花。

土壤濕度傳感器可以檢測土壤里的水分，當土壤里水分很少了，很干燥的時候，那么主機就會控制舵機來回轉(zhuǎn)動裝好水的水瓢狀葉子，將葉子里的水灑到土壤里給花兒澆水，當土壤里的水分足夠了，那么舵機就會停止轉(zhuǎn)動，不再給花兒澆水了。

花兒保護器是一個智能的花兒澆水神器，可以自動檢測識別土壤濕度，從而實現(xiàn)給花兒智能化澆水，不再需要人們?yōu)轲B(yǎng)花而忘記澆水而煩惱。

花兒保護器還具有非常好的藝術性，因為它是一朵花和南瓜，本身就與我們養(yǎng)的花有著很好的協(xié)調(diào)性，從而給了它一種無形的美。

三、項目作品成果展示與演講：

成果展示是反饋交流以及分享經(jīng)驗心得的過程，可以培養(yǎng)學生們相互之間的交流以及思維的交鋒，分享作品的創(chuàng)作以及設計過程中的問題與困惑。通過成果展示可以進一步增加學生的自我成就感，還達成良好的相互學習相互交流的學習氛圍。

【活動反思】

同學們創(chuàng)造性地將自己探究和實踐的結(jié)果展示出來，在小組、全班甚至全線同學之間進行分享和交流，這既是對前期活動的檢閱，又是學生展示自我才能，分享成功喜悅的大好機會，不僅提高學生表達和交流能力，培養(yǎng)學生自信心，加強學生們之間的學習交流。

教師要引導學生把展示交流過程作為成果的分享過程、學生發(fā)現(xiàn)自我、欣賞他人的過程，通過交流實現(xiàn)對實踐活動經(jīng)歷、感受、成果分享；引導學生通過交流環(huán)節(jié)實現(xiàn)相互學習、思想交鋒、并產(chǎn)生新的問題和想法、繼續(xù)探究實踐的欲望。讓學生針對自己的研究展開回顧、反思、梳理、總結(jié)和交流，激發(fā)學生活動的積極性，發(fā)現(xiàn)活動過程中存在的問題，以便做出更好的指導。