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【摘要】技術教育是素質教育的基本組成部分，普通高中的技術課程主要包括信息技術和通用技術，是培養學生技術素養的重要途徑。《三維設計與智造》校本課程是我校的江蘇省前瞻性項目課程之一，采用ADDIE課程設計模型，秉承融合信息技術和通用技術課程、轉變學習方式的項目理念，為培養能設計會智造的高素質技術人才邁出了堅實的一步。

【關鍵詞】技術素養 校本課程 三維設計

【正文】

一、課程背景

2019年5月，無錫市第一中學成功申報了江蘇省基礎教育前瞻性教學改革實驗項目“設計與智造——統整理念下高中生學習方式的變革”。我們遵循2017版新課標，秉承“獨立、協作、創造”的校訓，以“設計與智造”為核心，率先在高中技術領域開展大膽探索和實踐。通過創設技術學習空間，落實國家課程，形成校本特色，構建融通信息技術、通用技術、校本課程、創客活動等方面的課程體系，以項目學習為主整合各種有效的學習方式，使學生全面、自由、充分地發展，從而探索高中學校培養會設計、能智造的高素質技術創新人才的新策略。

本課程的設計采用了ADDIE模型，主要解決課程開發的三個核心問題，即學什么？（目標）、怎么學？（策略）、效果如何？（評估）。該模型包括五個步驟：分析(Analysis)、設計(Design)、開發(Develop)、實施(Implement)到評估(Evaluate)。其中，分析與設計屬前提，開發與實施是核心，評估為保證，三者互為聯系，密不可分。開發模型的五個步驟在時間順序上也會有交錯和融合，甚至循環往復。

二、課程分析

1. 設計理念

三維設計與智造課程的宗旨是讓學生在教師的指導下，學習相關技術，并運用所學知識與技能，遵循設計思維的方法論，進行有目的的設計與智造，以形成具有一定功能或智能的電子作品或物化產品作為最終成果。

“設計與智造”既是教學目標，又是學習方式，就是在本課程學習中，引領學生在“設計與智造”的過程中學會“設計與智造”的一種沉浸式學習，即技術課程中強調的“做中學、學中做”的理念。具體來說，教學中主要采用項目學習方式，強調學習內容的選擇性和整合性、學習過程的開放性和實踐性、學習成果的多樣性和創新性。通過學習方式的統整和變革，引導學生實現知識與技能的遷移，提高學習效率和技術素養。

基于課程統整的理念，《三維設計與智造》課程融合了2017版高中通用技術課程標準中的必修模塊《技術與設計1》、《技術與設計2》，選擇性必修《技術與創造》系列模塊，以及高中信息技術的選擇性必修模塊《三維設計與創意》的相關內容。

2.      課程目標

學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。三維設計與智造課程統整了通用技術和信息技術的學科內容和育人目標，因此本課程旨在培養學生的信息意識和技術意識、計算思維和工程思維、數字化學習與創新設計、圖樣表達和物化能力、信息社會責任等核心素養。

通過本課程的學習，學生能夠體驗三維技術在社會生產和生活中的廣泛應用，以開闊的視野、有遠見且理性地看待技術世界，了解三維設計的發展動向，把握技術的本質及其社會價值，形成信息社會責任；經歷項目產品的設計與智造，學生將面向現實生活和真實世界，自覺主動地發現問題，采用恰當的方式獲取并處理信息，利用計算機和網絡開展數字化學習和創新設計，運用計算思維和工程思維方法來界定問題、抽象特征，領悟信息、數據、計算、結構、流程、系統和控制等技術概念及思想方法并加以運用；通過可視化的方式，如繪制草圖、思維導圖及三維軟件建模等對產品進行圖樣表達和交流，理解三維打印的工藝和原理，在最終形成物化產品的過程中培養嚴謹細致、精益求精的工作態度和工匠精神，達成技術學科立德樹人的終極目標。

3.      課程內容

本課程整合了2017版高中通用技術課程標準中的必修模塊《技術與設計1》、《技術與設計2》，選擇性必修《技術與創造》、《技術與工程》系列模塊，以及高中信息技術的選擇性必修模塊《三維設計與創意》的有關內容，具體列表如下。

4.      學習者分析

從認知特點來說，現代高中生是數字時代的原住民，他們對新技術和新產品有著與生俱來的好奇感和適應性，因而對“三維設計與智造”選修課程的興趣濃厚，爭相追捧。但是，對于產品設計和智造的原理、設計思維和創新方法都只有模糊、粗淺的認識，真正要從新技術、新產品的使用者轉變成產品的設計者、制造者，這是一個比較漫長、需要積累的過程。

從先決素養來說，高一學生在初中大多學過信息技術和綜合實踐課程，掌握基本的信息技能，具備簡單的動手能力。但是，初中課程的內容簡單、課時緊張、考察容易，因而在教學中，教師偏重講授和演示，學生傾向模仿和操練，大多把技術當作“工具”來學習，忽略對技術知識、技術思維和技術文化的掌握和領悟，在核心素養各個方面的發展很不均衡。

從學習方式來說，高一學生習慣了接受學習和分科學習，很少有跨學科學習和項目學習經驗，自主、合作和探究學習的機會和能力都欠缺。因此，對于具有一定開放性的問題，學生缺乏發現問題、解決問題的意識和能力。對于具有一定復雜性和挑戰性的問題，學生缺少小組分工、取長補短的合作意識和能力。

三、課程設計

1.      課程大綱（以創意小臺燈項目為例）

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2.      資源設計

1)       文本資源：《三維設計與智造學習手冊》、《創意小臺燈設計項目手冊》

2)       視頻資源：《3D One軟件建?！废盗薪虒W微課，三維打印相關作品視頻等。

3)       教具：計算機（Windows7+Office2007以上+3D One），三維打印機和耗材若干

4)       教室環境：網絡機房、一體機或投影儀、音箱等

5)       網絡平臺：www.tianjininindustrypump.com,教師、學生賬號，課程發布與管理、作業上傳等功能

四、課程開發與實施策略

課程的開發與實施是個相互融合的過程。在整個校本課程實施期間，教師按照課程大綱的安排，對每一課時進行具體的課程開發和實施。課程開發包括確定每課時的教學目標及具體內容，制作教學課件，錄制教學微課，管理教學資源等。課程實施則包括上課時組織教學活動，指導學生實踐，課后批閱學生作業，點評學生作品。學生的作業往往反映了課程實施的成敗之處，可以為教師后續課時的開發與實施提供經驗和教訓。因此，課程開發與實施的過程相輔相成。限于篇幅，本文不再按課時一一贅述。

課程的實施強調“學中做”、“做中學”，以項目學習為主統整各種學習方式，真正確立學生的學習主體地位，彰顯技術學科的實踐性和創造性特征。為了貼近學生生活，課程以創意小臺燈和校園文創作品為項目主題，具有一定的開放性和自由度，將教學內容與項目實施有機統整，通過學生的主體參與和實踐體驗，激發其好奇心和求知欲，從而積極、有效地在設計活動中建構技術知識、應用技術原理、體悟設計過程，生成技術學習經驗，并逐步形成和發展計算與創新思維、技術與工程思維，理解技術文化，最終落實學科核心素養。

項目學習中還融合了自主學習、合作學習、混合學習等形式，以支撐學生的學習需要。例如，三維建模軟件的操作方法，不同學力的學生需要的學練時間不同，因此教師將設計所需的各種操作方法錄制成微課。一是將視頻放在機房教師共享中，供學生上課時隨時自主學習，二是在教學平臺上開放了網絡課程，供學生回家后在線學習，確保學生對操作技能的熟練掌握。創意小臺燈是高中通用技術必修課中的項目，我校要求每位學生設計一個方案，經小組討論后可修改完善各自方案，每人獨立自主完成臺燈制作。校園文創作品的開放度較大，鼓勵學生以小組形式合作完成，體驗群策群力、取長補短的團隊合作，提升學生的團隊意識和合作能力。

五、 課程評估

1. 評價方式

課程評價包括過程性評價和總結性評價兩個部分。具體按照如下公式打分。

過程性評價：考勤20%+平時30%（課堂表現、平時作業）

總結性評價：作品50%（包括草圖、三維模型文件及三維打印成品）

具體到項目作品，主要依據學生提交的《項目學習手冊》，其中反映了學生在項目學習過程中發現的問題，開展的討論，方案的評估，繪制的草圖，作品的實物照片，作品的自評、互評和教師評價，最后是學生的反思。因此，作品評價同樣注重學習過程評價。

2.      學生成果

經過一個學期的學習，選修班所有同學都完成了創意臺燈作品，但完整度差異較大。有一小部分同學提交了完美的臺燈作品，用三維打印的底座、燈罩和支撐桿組裝了結構穩固的臺燈，而且內部電子電路焊接良好，光照效果好。大部分同學完成了一個臺燈組件（燈罩或底座）的三維設計與打印，完整度不夠，美觀度不足，但照明效果還行。部分作品如下表。

臺燈作品主要體現了學生的物化能力，而學習手冊則記錄了學習的整個過程，反映了學生的信息意識、設計思維、技術思維、圖樣表達等能力，是學生技術素養的綜合體現。除了臺燈作品，同學們還提交了《創意臺燈項目學習手冊》。他們在手冊上學會了使用九宮格、SCAMPER、KANO等設計思維方法，詳實地記錄了作品構思、設計方案、作品草圖、臺燈照片、自我評價與反思等，教師也打分并填寫了評語。

回顧課程的設計到實施，筆者認為信息技術與通用技術的融合是可行的，而且路徑還有很多。從《三維設計與智造》課程來看，主要是立足于通用技術的必修一和必修二，整合通用技術和信息技術的選擇性必修模塊的相關內容。通過項目學習和混合學習，我們引導學生初步體驗了產品設計的基本流程，感受了產品設計的系統性和實踐性，在數字化學習與創新的過程中訓練了學生的計算思維、工程思維、設計思維等能力，切實提高了學生的圖樣表達和物化能力，真正提升了學生的技術素養。

3.      課程反思

理想是豐滿的，現實是骨感的。在實踐中我們也發現了若干問題，并提出了解決方案。一是融合課程對學生的綜合能力挑戰比較大，18課時比較緊張。因此項目難度不能太大，臺燈項目需要燈罩、底座、支撐桿的組裝，還有電子電路的安裝和焊接，一個環節沒跟上，就會使項目進度變緩。目前考慮將臺燈改成小夜燈可以降低難度，說不定更受學生歡迎。二是三維建模軟件原來采用Slideworks，但操作難度較大，現在準備采用3D One，更適合初學者，更容易實現創意。三是原先采用的無錫教育云平臺功能比較單一，對師生互動的支持比較少，我們準備采用i3DOne網站的云課堂，進行課程教學與管理，嘗試線上線下混合學習的方式，期待課程教學如虎添翼，收效更佳。

【參考文獻】

[1]     顧建軍，吳鐵軍，普通高中通用技術課程標準（2017年版）解讀[M]，北京：高等教育出版社，2018.6

[2]     任友群，黃榮懷，普通高中信息技術課程標準（2017年版）解讀[M]，北京：高等教育出版社，2018.6

（尾注：本文系2019年江蘇省基礎教育前瞻性教學改革實驗項目——“設計與智造：統整理念下高中生學習方式的變革”的階段性成果）