任安丽
武汉大学第一附属小学
3D打印技术是提高学生创新能力，培养学生创新思维的有力手段。本课将翻转课堂与STEAM教育理念进行有机结合，将教学难点放在课前突破，为后面的课堂学习打下良好基础。中心旋转形成立体图形体现数学元素；抽壳、结构实用性及稳定性结合工程与科学元素；3D软件建模展现技术元素贯穿全课；设计与欣赏环节彰显艺术元素。
一、教材
省编教材《3D打印技术》 小学版
二、学情分析
本课学习主体为六年级学生，这个年龄段孩子对新事物有着浓厚的研究兴趣，抽象思维和逻辑思维能力逐渐增强。学生对几何平面图形已很熟悉，并初步形成一定的空间思维想象能力，同时具有一定的审美能力和想象创作能力，对事物的设计有自己独特的感受和表达趋向。
三、教学目标
（一）知识与技能
1.能够使用草图工具设计绘制花瓶半截面,了解平面图形通过中心轴旋转形成3D图形的过程。
2.学会使用构造里的旋转工具制作立体花瓶并使用抽壳工具进行空心处理。
（二）过程与方法
1.培养学生的自学探究和合作学习能力并应用于教学实践。
2.引导学生综合运用多种工具，创新设计并灵活制作花瓶。
（三）情感态度价值观
1.鼓励学生大胆尝试，分析原因，总结运用工具的方法。
2.培养学生能合作、乐思维、爱创造的意识，增强学生空间思维及创造能力。
四、教学重难点
教学重点：学会旋转、抽壳工具的使用方法。
教学难点：设计花瓶的半截面。
五、教学实施及STEAM理念渗透
（一）明确任务，重视探究
翻转的基础在于巧妙将新知前置。以武汉教育云为载体，通过微课与任务发布，引导学生带着问题进行自主探究学习，并完成在线检测，建立起平面图形与立体图形之间的联系，训练学生的空间立体思维。
（二）引导交流，剖析新知
1.探究导入，强化难点——STEAM
课堂伊始小结课前导学，回顾播放通过旋转的方法形成立体图形的微课。思考：（1）视频中的立体图形是怎么形成的？（2）什么是半截面？说一说：如何通过立体图形找到其半截面。
学生交流课前登陆武汉教育云平台通过微课自主学习所探究到的知识，简单归纳、剖析，强化重难点；引导学生逆向推导，得出“半截面”的概念，有效突破教学难点。
2.实践创新，平面设计——STEAM
结合STEAM教育理念中的艺术与科学元素，通过微课带领学生观赏姿态各异、线条优美、功能不一的各式花瓶，激发学生的创作欲望，组员间相互交流，合作进行创意设计，发展学生的思维、创新及合作能力。
3.微课学习，创意培养——STEAM
如何将平面图形变成立体图形——旋转工具的学习。
本环节展现了STEAM教育理念中的数学和技术元素，巧妙运用微课引导学生自主学习“旋转”工具的使用方法，将花瓶半截面变成漂亮的3D花瓶，交流经验，归纳方法并实践巩固。之后请学生演示讲解与归纳，汇报设计理念，学生因此兴趣高涨，空间立体思维得以增强。
4.观察对比，作品美化——STEAM
创意作品失去了美，如同缺少了灵魂。如何让作品美起来？本环节体现了STEAM教育理念中的工程、技术和艺术元素。通过与老师的3D花瓶进行对比观察发现差异，提出问题——“如何使实心的物体变成空心”。分组讨论解决构思，教师适时引出“抽壳”工具，进行口诀演示，学生分组合作实践检验，并与同伴分享学习心得。
接下来教师提出：花瓶制作完成让学生思考还可以从哪些方面对它进行设计呢？引导学生迁移已有技能，美化花瓶。优美精致的作品，纷纷出现在我们面前。
（三）作品展示，评价多元
举办一场创意花瓶展示会，利用云技术，将学生电脑上制作的作品在白板上呈现、交流，让创新的快感在课堂上得以爆发，学生的成就感油然而生。出示3D花瓶实物，通过微视频展示3D打印机打印花瓶的全过程。
（四）拓展延伸，挑战猜想
通过课件了解3D打印在生活中的广泛运用，并针对教学内容进行拓展延伸，在武汉教育云平台“课后作业”中布置技术猜想—“手环”怎么做？让学生讨论交流课后完成，让学习得以升华，让思维产生火花，实现翻转课堂常态化。
六、总结与反思
3D打印作为STEAM教育的重要载体，如何系统有效融合资源、开发校本课程，发掘其教学价值，更好地发展学生核心素养是我设计本课与教学过程的起点。我想从以下几个方面谈谈我对本课的思考：
1.融合了科学、工程、技术、数学和艺术几大元素，充分体现了STEAM教育理念。首先通过中心旋转的方法形成立体图形，结合了六年级数学立体图形的学习，体现了STEAM教育中的数学元素；花瓶的设计过程中要考虑到结构、实用性及稳定性等因素，必须融入科学和工程两大元素；运用3D建模软件进行设计，是一节技术性较强的综合实践课；在欣赏与设计交流环节，将作品的艺术元素充分融合。STEAM教学的实现，有助于发展学生的核心素养。
2.微课化教学的多次运用，结合合作学习，集体交流讨论，发掘了学生的主体学习力，教师作为课堂组织者任务驱动、环环相扣，引导学生，有针对性的进行答疑解惑，分层教学在课堂中得到了很好的实施。
3.技术手段充分提升课堂效能。3D打印技术、微课、武汉教育云平台引入课堂，使课堂教学有了新的外驱动力；改变传统教学模式，更新自身教学观念，重视学生主体性功能的激发，使课堂内驱动力升级；新的教学模式、教学内容使学生在课堂中学习兴趣盎然，恰到好处的课堂组织过程，构建了良好的课堂环境。
4.翻转课堂的尝试，让创新教材有了新的契合点。平面图形通过“旋转”的方法形成立体图形——是本课的难点。网络化课前导学，为突破这一难点打下良好基础。为此我制作了一个微课，放在了武汉教育云平台上，要求孩子们课前进行学习并布置在线检测。课堂中对课前导学进行巩固、提炼与层层深入探究，带着孩子们穿越在知识技能的丛林，一起发现探究真知！
当然本课也有一些不尽如人意之处，如在激发学生的创意环节还可以改进、评价方式应更多元化等等。目前国内可供中小学3D打印教材和参考资源较为匮乏，本课是一次大胆的尝试。但教材的创编不够生动，需要进一步贴合教学实践，这有待我在今后的教学过程中发现与完善。
“翻转课堂”与“STEAM”教育理念均是近年来的教育新概念，本课我以3D打印为载体，初步尝试将其二者融入到课堂中，颇有成效。今后我将继续潜心研究将“翻转课堂”与“STEAM”教育理念引入信息技术课堂教学，使之能更有机地融合，走出一条适于现代化教育的创新之路。