席菲菲

自2016年以来，我指导学生参加了第十八届、第十九届、第二十届全国中小学电脑制作活动高中组3D创意设计获得全国一等奖1次和全国三等奖5次；指导学生参加市级、省级3D创意设计大赛获得省级一等奖5次，省级二等奖7次，省级三等奖3次，市级一等奖8次。反观这三年的指导历程，总结了3D创意设计赛事指导策略和3D打印校本课程实践模式。

一、3D创意设计赛事指导策略

（一）选题指导

选题是指导学生参赛最重要的环节，选题的好坏直接影响作品的好坏，不仅要符合主题，还要兼顾现实合理性。

1.化大为小，技术助力

每年的3D打印赛事都会有一个大的主题，如2020年的全国中小学电脑制作大赛之3D创意设计的主题是“智慧生活”，主题范围很大，学生往往会无从下手，此时就需要教师引导，通过绘制思维导图的方式将范围逐渐缩小。将“智慧生活”划分成智能家居、智能出行、智能医疗、智能穿戴、智能办公、智能购物、智能社交等更小的领域，然后再进行划分，最终可以聚焦到智能灯具、智能马桶、智能手表等更小的作品主题。

2.观察生活，技术意识

很多作品的诞生都来源于观察日常生活，虽然每个人每天都在生活，但是认真观察生活的人很少，教师要有意识地引导学生选题从生活入手，观察家庭生活、学校生活和社会生活，选的题目才会更加考虑技術的实用性原则。如从学校生活的角度出发，可以考虑改进食堂进餐的拥堵情况，设计智能食堂；从家庭生活入手，可以考虑为爷爷奶奶设计一个智能健康药盒，定时提醒吃药，记录用药情况，关注老人健康。

3.社会热点，技术责任

技术的核心就是要解决现实存在的问题。在选题时可以从社会热点入手，要求学生关注时事，培养学生的技术责任感。如2020年的新冠肺炎疫情，牵动着全球人民的心，如何防控成了我们思考的焦点问题，也是科技工作者需要承担的技术责任，教师可以引导学生从疫情防控角度入手，设计如智能测温仪、口罩自动贩卖机、智能无接触式洗手液器等作品，为疫情防控奉上一份技术温暖。

（二）构思设计

选题确定后，教师就要从外观、结构和功能引导学生进行构思设计，外观和结构的构思要符合科学性和艺术性，如汽车的外观设计成流线型，不仅考虑到空气动力学，还从艺术欣赏角度出发尽量体现美感。无论是外观设计还是功能设计都可以采用仿生学，如国家体育馆建筑采用了鸟巢外观造型，雷达则是仿照了蝙蝠的回声定位功能，仿生学可以让作品更加独特，有创意。如2017年获得国赛一等奖的作品“超速磁悬浮智能车”外形参照了果蝇的外部特征，因为果蝇有难以置信的敏捷性，其设计目的是为了模仿果蝇的飞行特点，实现超速功能。如2018年获得国赛三等奖的作品“代步型外骨骼系统”，模仿了人的外骨骼系统进行设计，希望能够帮助人们实现代步功能。如2019年获得国赛三等奖的作品“庞蕈生态站”以蘑菇为原型设计了生态站，期望生态站的生命力如蘑菇般顽强，形成一个辐射点，连接众多的生态系统站构成一个区域生态系统。

功能设计可以采用缺点列举法，它是对经常使用而又十分熟悉的物品采用吹毛求疵的态度，找出缺点和不合理性，对作品进行吐槽，并针对缺点进行改进。如雨伞是我们常用的物品，但是它的缺点很多，如雨伞颜色难看、形状单一、伞面不易干、容易丢失、手里拎重物打伞不便、晚上打伞视线不好等，针对这些缺点，我们可以设计一个智能雨伞，能够预测天气，防丢失，在大雨天和夜间伞面LED灯闪烁警示功能。

学生构思好后，建议绘制草图将构思物化，草图的绘制过程中也要充分考虑到技术性，要考虑作品比例的合理性，装配的逻辑性。从草图教师可以看出学生作品的优点和不足之处，有针对性地进行指导。

（三）模型制作

草图定稿后，就要选取三维设计软件开始建模。从2020年起，国赛作品已经不限三维设计软件类型了，但目前中小学常用的软件是3Done系列，在模型制作中要考虑到3D打印实物化，所以国赛要求设计的作品模型尺寸不超过150mm*200mm*200mm，薄厚不小于2mm。评价作品时艺术性指标要求模型精细、美观，渲染效果图精美，所以颜色搭配，注重细节设计很重要，可以用3done系列软件和keyshot软件进行渲染，可请教美术老师进行专业指导，让作品锦上添花。

二、3D打印校本课程实践模式

将乡土文化融入3D打印校本课程，经过不断实践，创建了3D打印校本课程“164”实践模式，如左上图所示，包括1核心理念，6助策略和4整合路径。

（一）1核心理念

1核心理念：文化土壤，科技生长。结合遵义乡土文化，开发特色校本课程资源，融合创客教育理念，实施3D打印校本课程，遵循“文化出发—探索科技—回归文化”的路径，实现学生的文化+技术“双素养”提升。

（二）6助策略

1.设计思维助力

设计思维是一套用于支持设计创新、问题解决的方法论体系，比较著名的斯坦福设计研究院EDIPT模型，将设计思维分为五个阶段：同理心（Empathize），确定问题（Define），创意构思（Ideate），原型实现（Prototype），测试（Test）。在3D打印校本课程中，主要引入设计思维的方法构建教学模式，帮助同学们去实现自己的创意，有效引导学生进行创新设计，使3D打印作品更加实用和创新。

2.项目化教学助推

3D打印校本課程主要采用项目化教学模式教学，将遵义乡土文化划分为若干个文化类别作为独立的项目融入到3D打印校本课程中，如：遵义红色文化融入3D打印校本课程。学生可以根据自己的兴趣和能力完成项目学习，根据3D打印校本课程的特点，特构建了3D打印校本课程项目化教学模式如图3-2所示。该教学模式是在设计思维方法论、建构主义学习理论、做中学理论、多元智能理论以及有效教学理论指引下构建的，教学过程基于问题解决为核心目标，从发现问题、定义问题到解决问题，学生以小组合作探究为主要学习方法进行有效学习。教学评价采取形成性评价与总结性评价相结合的形式，多角度对学生进行评价。

3.校本教材助教

在3D打印校本课程开展初期，开发了《遵义四中3D打印校本教材》以供教学。经过实践探索，最终确定融入乡土文化的3D打印校本教材开发进行技术学科教学创新。集团队力量，编写《文化土壤 技术生长—遵义乡土文化创意3D打印教材》，选取了遵义土司文化、沙滩文化、红色文化、茶文化、酒文化、火锅文化、辣椒文化、建筑文化和傩戏文化融入3D打印技术，并注重学生创新设计能力的提升，每节内容设计了“我是创意设计师”板块。不仅加深学生对本土文化的认识，增强文化自信，还帮助学生提升创新设计能力。

4.资源库助学

资源库主要有两个，第一是线上资源库，依托青少年三维创意社区3Done官网，创建的遵义市第四中学创客教育空间3D SIM云平台，学生通过扫描二维码或登录网址，可以查看相关课程资源，充分利用了同学们的碎片化时间。第二是线下资源库，通过3D打印校本课程学业指导手册和学生优秀作品案例，让学生学习不再茫然。总之，依托学习资源库，突破地域、时间限制，建立共享灵活的教学、学习机制。

5.社团活动助趣

依托我校的创客社开展3D打印校本课程，在社团同学们可以和同样对3D打印感兴趣的同学交流分享自己的创意，通过“私人订制”3D打印设计活动、“文化创意3D打印作品设计”竞赛活动、“未来视角”3D打印作品展等一系列活动，激发学生创新思维能力，提升实践操作能力和团队协作能力。

6.科技赛事助效

各级各类的科技赛事都有一定的评价标准，能够在一定程度上检测学生的创新能力、实践操作能力和语言表达能力等，学生在参赛的过程中也会更加严格要求自己，展现自己最好的实力。3D打印校本课程开设的四年时间里，涌现出了很多优秀的3D打印作品参加各类赛事，我校因此获得了国家级、省级、市级一、二、三等奖共58次的优异成绩，国赛获奖次数在贵州省稳居第一。

（三）4整合路径

1.科技与文化整合

将科技与文化整合，以遵义丰富多样的文化为载体，结合3D打印技术呈现文化元素。形成从文化出发—探索科技—回归文化的学习模式，提升学生的技术意识和文化素养。

2.线上与线下整合

为提高学生的自主学习能力和创新设计能力，充分将线上与线下有机整合，主要体现在线上线下资源利用整合、线上线下学习方式整合、线上线下评价机制整合三个方面。

3.教师与学生整合

文化探索无边界，技术学习无止境。为提升师生的文化意识和技术素养，将教师与学生教与学有机整合，具体体现在文化探索、技术学习两个方面，注重学生导师的培养，强调教师引导学生学习和学生引导学生学习。

4.课内与课外整合

课内以教师为主导，引导学生学会3D建模设计，培养建模能力，同时教授创新方法，引导学生思考技术与文化融合设计作品。课外通过社团定期组织活动进行自主学习和小组协作学习。