逆向思維在3D創意設計中的作用與培養策略

房立寧

近年來，隨著人們對創客教育的關注，各地中小學校涌現出了豐富多彩的創客空間，為學校創客教育注入了活力。創客教育的核心思想之一就是培養學生創新能力，3D創意設計是培養學生創新能力的重要項目，而在3D創意設計中，訓練逆向思維對培養學生的創新意識、創新思維和創新能力有很強的促進作用。本文將對逆向思維在3D創意設計中的作用和培養加以討論和研究。

一、逆向思維的作用

1.在3D創意設計中的作用

絕大多數教師在進行3D創意設計時，授課思路一般是先通過實例進行軟件命令教學，然后進行作品示例及學生作品創作。然而學生在進行作品創作時，思維過程大致包括作品創意構思（作品結構、零件及功能）、零件制作分析（用軟件哪個命令制作）和作品制作（具體制作）三個環節。其中第三個環節是“命令—零件”過程，而第二個環節是“零件—命令”過程，兩個過程看似只是相反，但卻相差很多。

在作品制作流程中，制作分析的逆向思維是作品制作的前期準備，如果分析不到位，后期的制作將會有無窮障礙甚至不能完成。作品制作的正向思維是逆向思維的延續，逆向思維是正向思維的優化與提升，只有在對常規操作熟練掌握之后，才能進一步思考，拓展思路，而這恰恰是我們平日教學過程中所欠缺的。

2.在教學中的作用

單純的“命令—零件”式的常規教學，制作方法單一，學生在學習3D設計過程中不僅創新思維受限，創作積極性不高，而且較出色的3D作品不多。逆向思維設計教學活動就是由原來的“命令—零件”轉變為“零件—命令”，也就是給出模型，然后思考可以用什么命令來實現的過程。在這一思考過程中，不同的學生會找到不同的途徑和方法，有利于開拓學生思路、活躍學生思維、改善課堂氣氛。

3.在培養創新能力中的作用

由前面的分析不難得出，逆向思維對培養學生的創新能力能起到很好的促進作用，有利于學生在將來制作出更好的作品和模型，同時也會促進學生其他學科綜合能力的提升。

二、逆向思維在教學過程中的培養策略

1.教師應由知識傳授型教師向創新型教師轉變

創新型教師必須具備逆向思維等發散思維的主動意識和能力，這是培養學生逆向思維的前提。教師應該積極參與與創新教育有關的培訓與學習，提高自身素質，用最短的時間完成從知識傳授型教師向創新型教師的轉變。

2.教師要積極引導學生利用逆向思維考慮問題

如在3D One軟件中進行“旋轉”命令教學時，在進行完軟件命令教學之后，學生知道平面圖形通過旋轉操作可以得到立體模型，同一個平面圖形如果旋轉軸在不同的位置，可以形成不同的立體模型，同樣，如果對旋轉角度進行改變，還會設計出更多模型。

如果我們反過來，先將模型提供給學生，讓他們思考這是由什么平面圖形旋轉而來的、旋轉軸在什么地方呢？學生之間可以進行互動游戲，各自設計一個或幾個模型，然后讓同學找出其中的平面圖形和旋轉軸，課堂氣氛必然異常活躍。

教師在日常教學中進行有意引導，學生學習3D創意設計的積極性將會大增，同時其逆向思維能力也會逐漸提升。

3.教師要尊重學生的逆向思維方案

如在利用3D One軟件制作五角星模型時，教師可引導學生根據五角星的外形，逆向思考制作方法與思路，整理出錐削法、DE移動+陣列法、放樣法三種操作方法，并進行嘗試，最終找出三種方法的優缺點（如下表），確定最佳制作方法。

三、在項目式學習中融入逆向思維

筆者所在的農村學校自2017年建成創客空間以來，開設了以3D創意設計為主的多個創客項目，在基于項目式學習的教學方式中大膽嘗試了學生逆向思維的培養。在教學過程中，教師將所有的內容設計為若干個活動項目，學生在一個個項目活動中通過逆向思維形成新穎的創作思路，完成的模型設計已經不再局限于實體的機械堆砌，平面草圖的拉伸、旋轉等變形，也不再是教師上課示例的簡單復制，很多情況下做出的是令人耳目一新的作品。

在三年多的時間里，學校的創新做法取得了一定的成績，得到了《齊魯晚報》及3D One青少年三維創意社區的報道與推廣，以及中央電教館相關專家的肯定與好評。

教師通過在3D創意設計中培養學生的逆向思維，激發了學生的創意靈感。學生通過設計優秀模型，從中獲得了學習的滿足感、成就感，從而更加喜歡3D創意設計課程。學生除了掌握基本技術學習方法和技術探究方法外，也在無形中提升了觀察力、數字感知力和空間感，學生的整體創新意識、創新思維和創新能力大大提升，創客教育的核心思想得以充分實現。