一、教學(xué)背景：為何選擇3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)？演講人教學(xué)背景：為何選擇3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)？01教學(xué)準(zhǔn)備：從“工具”到“情境”的系統(tǒng)支持02教學(xué)目標(biāo)：指向核心素養(yǎng)的三維建構(gòu)03教學(xué)評價(jià)與反思：以成長為導(dǎo)向的持續(xù)改進(jìn)04目錄2025小學(xué)信息與科技3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)課件作為深耕小學(xué)信息科技教育十余年的一線教師，我始終堅(jiān)信：技術(shù)的溫度，在于它能為兒童打開認(rèn)知世界的新窗口；而教育的使命，則是讓技術(shù)工具真正成為滋養(yǎng)創(chuàng)造力的土壤。2025年，隨著《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)》的深化實(shí)施，3D打印作為“數(shù)字創(chuàng)造”領(lǐng)域的核心載體，已從“前沿科技”逐步融入日常課堂。今天，我將以“3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)”為主題，結(jié)合近年教學(xué)實(shí)踐與新課標(biāo)要求，系統(tǒng)呈現(xiàn)一節(jié)面向小學(xué)高年級（五、六年級）的完整課件設(shè)計(jì)。01教學(xué)背景：為何選擇3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)？1時(shí)代需求與課程定位2025年的教育現(xiàn)場，“核心素養(yǎng)導(dǎo)向”已從理念走向行動(dòng)。信息科技課程的核心目標(biāo)，是培養(yǎng)學(xué)生“適應(yīng)數(shù)字時(shí)代發(fā)展需要的信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任”。3D打印作為增材制造技術(shù)的典型代表，既是“數(shù)字化工具”的實(shí)踐載體，更是“創(chuàng)意物化”的關(guān)鍵橋梁——它能將學(xué)生頭腦中的抽象創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為可觸摸的實(shí)體，讓“設(shè)計(jì)—建?！圃臁钡耐暾鞒炭梢暬?，這與新課標(biāo)中“數(shù)字社會(huì)”“數(shù)字創(chuàng)造”的學(xué)習(xí)主題高度契合。2學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)分析小學(xué)五、六年級學(xué)生（10-12歲）正處于具體運(yùn)算向形式運(yùn)算過渡的關(guān)鍵期：01技術(shù)儲備：已掌握基礎(chǔ)繪圖軟件（如畫圖工具）、簡單編程邏輯（如Scratch），對三維空間有初步感知（數(shù)學(xué)學(xué)科已學(xué)習(xí)長方體、圓柱體等立體圖形）；02興趣特征：對“動(dòng)手創(chuàng)造”“解決實(shí)際問題”有強(qiáng)烈需求，渴望通過作品表達(dá)個(gè)性（如定制文具、改造玩具）；03潛在挑戰(zhàn)：三維建模的空間想象力、軟件操作的精細(xì)度、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的分工意識需針對性引導(dǎo)。043教學(xué)價(jià)值的再審視相較于傳統(tǒng)手工制作或二維設(shè)計(jì)，3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)的獨(dú)特價(jià)值在于：01技術(shù)賦能創(chuàng)意：突破材料與工藝限制（如復(fù)雜曲面、鏤空結(jié)構(gòu)），實(shí)現(xiàn)“想到即做到”；02跨學(xué)科融合：自然融入數(shù)學(xué)（尺寸計(jì)算）、科學(xué)（材料特性）、藝術(shù)（造型審美）等多學(xué)科知識；03成長型思維培養(yǎng)：通過“設(shè)計(jì)—打印—修正”的迭代過程，理解“失敗是優(yōu)化的起點(diǎn)”。0402教學(xué)目標(biāo)：指向核心素養(yǎng)的三維建構(gòu)教學(xué)目標(biāo)：指向核心素養(yǎng)的三維建構(gòu)基于新課標(biāo)要求與學(xué)生特點(diǎn)，本課設(shè)定以下分層目標(biāo)，兼顧“技術(shù)掌握”與“素養(yǎng)發(fā)展”：1知識與技能目標(biāo)理解3D打印的基本原理（增材制造、分層堆疊），能區(qū)分FDM（熔融沉積）與光固化技術(shù)的適用場景；01掌握基礎(chǔ)3D建模軟件（如Tinkercad）的操作流程：工作區(qū)認(rèn)識、幾何體添加、尺寸調(diào)整、組合與修飾；02能完成“功能+美觀”的創(chuàng)意設(shè)計(jì)（如個(gè)性化筆架、校園模型微景觀），并輸出可打印的STL文件。032過程與方法目標(biāo)能運(yùn)用“對比法”分析打印結(jié)果與設(shè)計(jì)意圖的差異（如收縮變形、支撐結(jié)構(gòu)必要性），提出改進(jìn)策略。03在小組協(xié)作中學(xué)會(huì)分工（如“需求記錄員”“建模操作員”“材料顧問”），通過討論優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；02經(jīng)歷“需求分析—頭腦風(fēng)暴—草圖設(shè)計(jì)—數(shù)字建?！獙?shí)物驗(yàn)證”的完整設(shè)計(jì)流程，形成系統(tǒng)的工程思維；013情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)感受3D打印技術(shù)對生活的實(shí)際影響（如醫(yī)療矯形器、建筑模型），激發(fā)對“數(shù)字創(chuàng)造”的興趣；01在“從創(chuàng)意到實(shí)物”的成就感中，增強(qiáng)“我能設(shè)計(jì)”的自信心；02樹立“技術(shù)倫理”意識（如尊重他人設(shè)計(jì)版權(quán)、合理使用打印材料）。0303教學(xué)準(zhǔn)備：從“工具”到“情境”的系統(tǒng)支持1硬件與軟件配置3D打印機(jī)：選擇FDM機(jī)型（如CrealityEnder-3），操作相對安全（打印溫度≤200℃）、耗材成本低（PLA材質(zhì)）；建模軟件：Tinkercad（Autodesk旗下免費(fèi)在線工具，界面簡潔，支持拖拽式建模，適合零基礎(chǔ)學(xué)生）；輔助工具：游標(biāo)卡尺（測量實(shí)物尺寸）、砂紙（后處理打磨）、打印模型范例（如學(xué)生往期作品：可開合的存錢罐、帶刻度的量杯）。2教學(xué)素材設(shè)計(jì)分層任務(wù)卡：基礎(chǔ)任務(wù)（設(shè)計(jì)一個(gè)能固定3支筆的筆架）、挑戰(zhàn)任務(wù)（設(shè)計(jì)帶“防滑槽”或“裝飾圖案”的筆架）、拓展任務(wù)（結(jié)合科學(xué)課“簡易機(jī)械”單元，設(shè)計(jì)帶“活動(dòng)關(guān)節(jié)”的筆架）；情境導(dǎo)入視頻：拍攝校園真實(shí)場景（如“圖書角的筆經(jīng)常滾落”“科學(xué)課需要簡易植物標(biāo)本盒”），引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)身邊問題；安全手冊：圖文結(jié)合說明打印機(jī)操作規(guī)范（如勿觸碰加熱頭、取模型時(shí)使用工具）、耗材回收方法（PLA可降解，需分類投放）。0102033教師預(yù)研與預(yù)案1提前測試軟件功能（如Tinkercad的“洞”工具是否支持布爾運(yùn)算）、打印機(jī)參數(shù)（層厚0.2mm適合小學(xué)作品）；2預(yù)判學(xué)生常見問題：建模時(shí)“模型懸空無支撐”“尺寸超出打印平臺”“幾何體組合后出現(xiàn)縫隙”，準(zhǔn)備對應(yīng)的解決微課（5分鐘視頻演示）；3聯(lián)系學(xué)校后勤部門，確保打印過程中電路穩(wěn)定（3D打印機(jī)功率約200W），并安排專用“打印區(qū)”避免干擾教學(xué)。4四、教學(xué)過程：從“興趣激發(fā)”到“創(chuàng)意落地”的階梯式推進(jìn)1情境導(dǎo)入：發(fā)現(xiàn)“身邊的設(shè)計(jì)需求”（10分鐘）視頻觀察：播放課前拍攝的校園短片——圖書角的筆散落在桌面，科學(xué)課用一次性紙杯裝標(biāo)本易打翻，美術(shù)課手工材料收納混亂。提問：“這些問題能用3D打印解決嗎？”頭腦風(fēng)暴：以“我最想改進(jìn)的校園物品”為主題，學(xué)生分組討論（2人一組），用便簽紙記錄需求（如“帶分隔的彩筆盒”“防摔的眼鏡盒”“可調(diào)節(jié)高度的花盆架”）。教師巡視時(shí)追問：“這個(gè)物品需要哪些功能？尺寸大概多大？”過渡引導(dǎo)：“大家的想法都很有價(jià)值！但要讓創(chuàng)意變成實(shí)物，我們需要先了解3D打印的‘魔法’——它是如何把電腦里的模型變成立體物品的？”1232知識建構(gòu)：3D打印原理與建?；A(chǔ)（15分鐘）原理講解：用“生日蛋糕疊層”類比3D打?。‵DM技術(shù)）：“打印機(jī)就像‘奶油擠花師’，把熔化的PLA絲（奶油）按電腦里的‘分層圖紙’（切片文件）一層層堆疊，最終形成立體模型。”結(jié)合實(shí)物展示打印層（用已打印的薄片模型，用放大鏡觀察層紋），幫助學(xué)生理解“分層堆疊”的核心邏輯。軟件入門：演示Tinkercad界面（工作區(qū)、工具欄、屬性面板），重點(diǎn)操作：添加幾何體（圓柱體、立方體、球體）；調(diào)整尺寸（拖動(dòng)藍(lán)色控制柄，或輸入具體數(shù)值）；組合與修飾（使用“組”功能合并幾何體，用“洞”工具挖空，用“文本”工具添加名字）。2知識建構(gòu)：3D打印原理與建模基礎(chǔ)（15分鐘）即時(shí)練習(xí)：學(xué)生嘗試用10分鐘“搭”一個(gè)簡單模型（如“小房子”：立方體+三角體屋頂+圓柱體煙囪），教師通過投影展示優(yōu)秀作品，強(qiáng)調(diào)“尺寸合理性”（如屋頂高度不能超過打印平臺）。4.3創(chuàng)意實(shí)踐：從“草圖”到“數(shù)字模型”的轉(zhuǎn)化（30分鐘）任務(wù)發(fā)布：每組選擇一個(gè)課前討論的需求（如“防滾落筆架”），完成“設(shè)計(jì)四步走”：i.需求細(xì)化：用表格填寫（目標(biāo)用戶、核心功能、關(guān)鍵尺寸），例：“給四年級弟弟用的筆架，要放3支筆，高度不超過15cm，寬度不超過10cm”；ii.草圖設(shè)計(jì)：用鉛筆在A4紙上畫出正視圖、側(cè)視圖，標(biāo)注關(guān)鍵尺寸（如“筆槽深度3cm”）；2知識建構(gòu)：3D打印原理與建?；A(chǔ)（15分鐘）iii.數(shù)字建模：在Tinkercad中按草圖建模，重點(diǎn)解決“筆槽角度”（傾斜15防滾落）、“底部防滑”（添加橡膠墊凹槽）；01iv.預(yù)檢查：使用軟件的“3D打印檢查”功能（Tinkercad自帶），避免“懸空結(jié)構(gòu)”（如無支撐的突出部分）。02教師指導(dǎo)：巡回觀察，針對共性問題（如“模型尺寸過大”）暫停講解，用投影演示調(diào)整方法；對能力較強(qiáng)的小組，引導(dǎo)嘗試“布爾運(yùn)算”（如在筆架上挖一個(gè)“便簽紙收納槽”）。034打印與驗(yàn)證：在迭代中完善設(shè)計(jì)（20分鐘）切片與打印：教師演示Cura軟件切片過程（選擇層厚0.2mm、填充率20%），學(xué)生提交STL文件后，分組操作打印機(jī)（每組1人負(fù)責(zé)點(diǎn)擊“開始打印”，觀察第一層附著情況）；實(shí)物驗(yàn)證：打印完成后（約40分鐘，課前可提前打印部分模型），學(xué)生用游標(biāo)卡尺測量實(shí)際尺寸，對比設(shè)計(jì)圖，填寫《驗(yàn)證記錄表》（例：“設(shè)計(jì)高度12cm，實(shí)際11.8cm，因PLA冷卻收縮”）；優(yōu)化討論：針對問題（如“筆槽太淺導(dǎo)致筆滑落”），小組討論改進(jìn)方案（增加槽深至4cm），并在軟件中修改模型，重新打印驗(yàn)證。5展示評價(jià)：多元視角下的創(chuàng)意分享（15分鐘）作品展示：每組制作“設(shè)計(jì)說明書”（含需求背景、設(shè)計(jì)亮點(diǎn)、改進(jìn)過程），通過實(shí)物展臺或PPT匯報(bào)；多元評價(jià)：自評：填寫“我最滿意的設(shè)計(jì)點(diǎn)”“下次想改進(jìn)的地方”；互評：用“點(diǎn)贊貼”投票（例：“創(chuàng)意最獨(dú)特”“功能最實(shí)用”“建模最精細(xì)”）；師評：重點(diǎn)關(guān)注“問題解決的有效性”“跨學(xué)科知識的運(yùn)用”（如數(shù)學(xué)尺寸計(jì)算、科學(xué)材料特性）；總結(jié)升華：“今天，你們不僅學(xué)會(huì)了3D打印技術(shù)，更重要的是體驗(yàn)了‘發(fā)現(xiàn)問題—設(shè)計(jì)方案—實(shí)踐驗(yàn)證’的完整過程。未來，無論你們想設(shè)計(jì)環(huán)保教具、智能玩具，還是幫助他人的工具，這種‘創(chuàng)意+技術(shù)’的思維都會(huì)成為你們的超能力！”04教學(xué)評價(jià)與反思：以成長為導(dǎo)向的持續(xù)改進(jìn)1評價(jià)維度設(shè)計(jì)本課采用“過程性評價(jià)+成果性評價(jià)”結(jié)合的方式：過程性評價(jià)（占40%）：觀察記錄小組協(xié)作表現(xiàn)（分工合理性、討論參與度）、建模操作的規(guī)范性（如尺寸設(shè)置、軟件功能運(yùn)用）；成果性評價(jià)（占60%）：從“功能性”（是否解決需求）、“創(chuàng)意性”（造型獨(dú)特性、附加功能）、“技術(shù)性”（模型可打印性、后處理質(zhì)量）三方面評分。2教學(xué)反思與優(yōu)化方向成功經(jīng)驗(yàn)：情境導(dǎo)入緊扣校園生活，學(xué)生參與度高達(dá)95%；Tinkercad的拖拽式操作降低了技術(shù)門檻，80%的小組能獨(dú)立完成基礎(chǔ)建模；改進(jìn)空間：部分學(xué)生對“三維空間”的感知不足（如模型前后遮擋導(dǎo)致打印失?。?，需在課前增加“立體拼圖”游戲強(qiáng)化空間思維；打印等待時(shí)間較長（約40分鐘），可采用“分組輪動(dòng)”模式（一組打印時(shí)，另一組進(jìn)行建模優(yōu)化）；延伸建議：課后可開展“3D打印公益行動(dòng)”（如為特殊教育學(xué)校設(shè)計(jì)防滑餐具、為社區(qū)老人設(shè)計(jì)放大鏡支架），深化信息社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)。結(jié)語：讓3D打印成為兒童與未來對話的橋梁2教學(xué)反思與優(yōu)化方向站在2025年的教育現(xiàn)場回望，3D打印已不再是“高不可攀”的科技名詞，而是兒童手中的“創(chuàng)意魔法棒”。本節(jié)課件的設(shè)計(jì)，始終圍繞“技術(shù)為體，創(chuàng)意為魂”的理念——