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無錫市稻香實驗小學(xué)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(chǔ)教育課程改革綱要》指出學(xué)校在執(zhí)行國家課程和地方課程的同時，應(yīng)視當(dāng)?shù)厣鐣?、?jīng)濟(jì)發(fā)展的具體情況，結(jié)合本校的傳統(tǒng)和優(yōu)勢，學(xué)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(xué)位于科技發(fā)達(dá)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(shù)，并且3D打印也逐步走進(jìn)中小學(xué)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(tuán)活動，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)3D打印世界。學(xué)校有較好的3D打印技術(shù)條件供師生對本校校園構(gòu)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(shè)計社團(tuán)特色活動項目，到目前為止開展了一期課程。學(xué)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(jìn)，試圖在已有工作的基礎(chǔ)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(shù)來讓學(xué)生更加形象生動認(rèn)識校園生活以及對校園的3D想象與構(gòu)思。該課程旨在促進(jìn)3D打印跟中小學(xué)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(xué)生想象，培養(yǎng)學(xué)生三維設(shè)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(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)）的研究推進(jìn)，創(chuàng)新教育在全國中小學(xué)掀起一波又一波的教學(xué)思潮和課程探索。三維設(shè)計與3D 打印課程將科學(xué)知識、高新技術(shù)、工程設(shè)計和數(shù)學(xué)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(biāo)。

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

一、總體目標(biāo):

1.學(xué)校特色發(fā)展目標(biāo)

通過開發(fā)與研究，利用新科技技術(shù)3D打印積極構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)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(shè)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(jī)制及評價體系，逐步完善學(xué)?！?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(xué)特色。

結(jié)合本校師生的特點，旨在通過三維設(shè)計與3D打印技術(shù)給學(xué)生的“學(xué)習(xí)方式”帶來新的思考，讓抽象的教學(xué)概念更加容易理解，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)、數(shù)學(xué)和設(shè)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(biāo)

本課程內(nèi)容主要從三大主題展開，并根據(jù)每個學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知、能力水平及年齡特點循序漸進(jìn)達(dá)成目標(biāo)。三大主題目標(biāo)為：

主題之一：走進(jìn)3D打印世界  

1．認(rèn)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(xué)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(gòu)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(xué)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(biāo)：（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(xué)四——五年級目標(biāo)：

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

2.通過3D One三維創(chuàng)意軟件的學(xué)習(xí)和使用，提高學(xué)生動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)。

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

4.讓學(xué)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(shù)來讓學(xué)生更加形象生動認(rèn)識校園生活以及對于校園的3D想象與構(gòu)思。該課程旨在促進(jìn)3D打印跟中小學(xué)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(xué)生想象，培養(yǎng)學(xué)生三維設(shè)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(jī)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(xué)習(xí)、技能操作、社會實踐相結(jié)合的方式組織教學(xué)。

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

1. 認(rèn)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(xué)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(gòu)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(xué)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(xùn)”的形式，確保每個年級每學(xué)期至少完整地經(jīng)歷一個主題活動過程。

固定課：年級社團(tuán)活動，每周三下午第3節(jié)課。

集訓(xùn)課：參賽成員在比賽前一周每周六進(jìn)行集訓(xùn)。

【課程評價】（要包含評價的指導(dǎo)思想、原則、方法、評價細(xì)目表等）

以任務(wù)驅(qū)動促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成；以自主探究促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的靈活運用，達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)意思維的目標(biāo)；以實地觀察、研究學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生思維的碰撞，達(dá)成讓學(xué)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(biāo)。

1、評價原則

課程評價應(yīng)根據(jù)學(xué)校教育的性質(zhì)和任務(wù)，重視學(xué)生個性健康發(fā)展和人格完善，必須以尊重學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)實踐進(jìn)行記錄和評價。評價擬從情感態(tài)度、合作交流、學(xué)習(xí)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(dá)的能力），并對其表現(xiàn)水平進(jìn)行劃分，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，得出相應(yīng)的基于表現(xiàn)的評價。

每學(xué)期，學(xué)生按等級評定，獲取3D小創(chuàng)客成長值；學(xué)校授予相應(yīng)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(shè)計

【活動名稱】3D智能創(chuàng)作

【活動目的】3D打印改變生活， 設(shè)計并完成一個由3D打印結(jié)構(gòu)和開源電子硬件組成， 具備一定功能性、 藝術(shù)性與人機(jī)交互的作品。設(shè)計的作品主體結(jié)構(gòu)須通過3D設(shè)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(shè)計／3D打印的結(jié)合，對3D打印創(chuàng)客教育的實施提供了強(qiáng)大的支持， 可有效培養(yǎng)各個階段的學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。通過各3D智能創(chuàng)作令學(xué)生將3D打印玩轉(zhuǎn)起來，從而激起對于3D打印的學(xué)習(xí)欲望。

【活動準(zhǔn)備】

1.設(shè)計活動課程以及所需要的結(jié)構(gòu)硬件材料。

2.組織社團(tuán)成員參與以及確定團(tuán)隊成員分工。

3.開展公開課宣講與內(nèi)容培訓(xùn)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(xùn)活動：

1. 結(jié)構(gòu)入門： 結(jié)構(gòu)設(shè)計簡要認(rèn)識

2. 結(jié)構(gòu)入門： 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則

3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計：項目結(jié)構(gòu)設(shè)計及基礎(chǔ)

4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計：項目結(jié)構(gòu)設(shè)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(chǔ)及搭建

7. 編程入門：編程基本了解與認(rèn)識

8. 編程入門：編程軟件了解與操作

9. 電子設(shè)計：電子套件基礎(chǔ)設(shè)計及使用

10. 編程設(shè)計：項目流程圖及項目策劃書

11. 電子設(shè)計：項目電子設(shè)計及創(chuàng)意發(fā)揮

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

13. 項目制作： 項目設(shè)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(fēng)扇

團(tuán)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(fēng)扇，所以做一個智能頭盔風(fēng)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(fēng)扇給我們降溫。

智能頭盔風(fēng)扇可以要解決我們?nèi)粘Ｉ罾锿嬗螒蛲娴脽峄鸪?，有了智能頭盔風(fēng)扇就可以智能幫我們玩游戲時候開啟風(fēng)扇降溫。

智能頭盔風(fēng)扇主體就是一個頭盔帽子，主機(jī)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(jī)風(fēng)扇。

智能頭盔風(fēng)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(fēng)扇不會轉(zhuǎn)動。當(dāng)我們的溫度高于20度但小于22.5度，它就會開啟風(fēng)扇以最低檔速度給我們散熱，當(dāng)我們的溫度高于22.5度但小于25度，它就會開啟風(fēng)扇以中檔速度給我們散熱，當(dāng)我們的溫度高于25度但小于30度，它就會開啟風(fēng)扇以高檔速度給我們散熱，當(dāng)我們的溫度高于30度，它就會開啟風(fēng)扇以最高檔速度給我們散熱。

智能頭盔風(fēng)扇是一個智能風(fēng)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(fēng)扇。

智能頭盔風(fēng)扇還具有非常好的藝術(shù)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(hù)器

團(tuán)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(hù)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(hù)器就可以自動給花兒澆水了。

花兒保護(hù)器主體是一朵花和一個南瓜。

它的主機(jī)裝在南瓜里，土壤濕度傳感器在花桿里，舵機(jī)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(dāng)土壤里水分很少了，很干燥的時候，那么主機(jī)就會控制舵機(jī)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(dāng)土壤里的水分足夠了，那么舵機(jī)就會停止轉(zhuǎn)動，不再給花兒澆水了。

花兒保護(hù)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(hù)器還具有非常好的藝術(shù)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(xué)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(shè)計過程中的問題與困惑。通過成果展示可以進(jìn)一步增加學(xué)生的自我成就感，還達(dá)成良好的相互學(xué)習(xí)相互交流的學(xué)習(xí)氛圍。

【活動反思】

同學(xué)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(xué)之間進(jìn)行分享和交流，這既是對前期活動的檢閱，又是學(xué)生展示自我才能，分享成功喜悅的大好機(jī)會，不僅提高學(xué)生表達(dá)和交流能力，培養(yǎng)學(xué)生自信心，加強(qiáng)學(xué)生們之間的學(xué)習(xí)交流。

教師要引導(dǎo)學(xué)生把展示交流過程作為成果的分享過程、學(xué)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(dǎo)學(xué)生通過交流環(huán)節(jié)實現(xiàn)相互學(xué)習(xí)、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(xué)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(xué)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(dǎo)。