多維視角下的三維設計教學

朱彩蘭

《設計異形筆筒》《筆筒設計》兩個教學設計涉及的教學內容及學情基本相似，但思路不同，在此一并分析。

教學設計分析

1.《設計異形筆筒》教學設計分析

該教學設計的教學過程是，先引導學生觀察筆筒的外形，提煉特征（六方、圓潤、直壁……），再總結出設計制作步驟，進而引導學生明確，每一個制作步驟所需要的3Done軟件中的相應命令。

該教學設計具有計算思維的意蘊。關于計算思維的概念，有許多不同的界定，側重點也有所不同，如周以真的定義及《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》中的定義，側重概念認識與理解。2011年，國際教育技術協會和計算機科學教師協會給出了計算思維的操作性定義。該定義側重操作實施，為教學實踐提供指導。《普通高中信息技術課程標準（2017年版）》中對計算思維的內涵是這樣描述的：“能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據;通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案;總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。”這一描述是將計算思維的定義細化，體現問題解決過程，具體來說，是基于計算思維的問題解決過程。這一內涵描述為教學落實提供了參照。

以此內涵描述來分析此教學設計，可以認為，教師引導學生總結制作筆筒的步驟（從第一步“繪制草圖”開始到第五步“添加文字”），可以看作是分解的過程，即通過人的分析將一個問題（或工作、任務）分解成更細微的子問題（或工作、任務）;由制作步驟到相應命令（從“草圖繪制”到“文字預制”），可以看作是抽象的過程，即將具體任務抽象轉化為計算機中的命令，從而將任務與命令建立直接關聯，人的工作與計算機的工作得以建立關聯;在此基礎上，就可以借助計算機3Done軟件建模實現，只要選擇相應的命令，計算機即可自動執行，所以教學中后續安排是借助幾個任務分步完成筆筒的設計與制作。整個過程充分體現人機協作，人對問題進行分析并分解，將問題轉化為利用計算機可以解決的問題，然后由計算機來完成。借助人機協作，筆筒設計得以提高效率。

根據課程標準中對計算思維的描述——“總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中”，本次課如果能夠帶領學生總結規律，并提供拓展練習，則有助于促進學生將所學知識遷移到類似問題的解決中。當然，考慮到時間關系，拓展練習未必涉及實際操作，可以只是問題分析與分解，重在思維的引領。

2.《筆筒設計》教學設計分析

該教學設計的教學過程包括接收任務、分析任務、創意構思、修改完善、模型構建、分享評價六個環節。在學生明確任務之后，先進行創意構思，然后進行修改完善，在形成自己的設計之后，再進行模型構建。從教學過程來看，該教學設計體現了設計思維的目標指向，強調培養學生的創意設計能力，并根據創意設計形成具體的作品。這一思路與《設計異形筆筒》有明顯的區別。

設計思維這一概念于1987年被首次提出，許多研究者及實踐者圍繞設計思維模型展開了探索。其中，美國斯坦福大學提出的D.School模型最為經典，得到較多的關注。斯坦福大學設計學院主張將設計的過程視為創新性問題解決的過程，并將D.School模型分為共情、定義、設想、原型和測試五個步驟。這一模式得到較多的應用。需要明確的是，斯坦福大學使用設計思維概念時，強調的是以人為中心，而非從問題為中心，所以解決問題從“共情”開始，這樣才可以真正了解用戶的實際需求。與之相關，斯坦福大學使用設計思維是面向用戶需求而非培養用戶的設計思維。我們在教學中強調設計思維時，是指向培養學生的設計思維。這是定位與出發點的不同。所以，在教學中運用設計思維模型時，需要根據這一區別做出相應的調整，而不是簡單照搬。

該教學設計中根據小學生特點及三維設計內容的特點，改造形成六個環節，旨在促進學生設計思維的培養。當然，分成六個環節更多的是為了清晰展現培養學生設計思維的過程，在實際教學中，可以根據情況做適度的調整，如必要的合并及循環，從而保證教學能夠順利而有效地進行。

教學設計對比分析

根據前文分析，兩個教學設計有差異又有共性：

其一，在目標指向上，兩個教學設計具有明顯的區別。《設計異形筆筒》具有計算思維的意味，《筆筒設計》則凸顯設計思維。盡管目標不同，但兩者都是先對任務進行分析、分解，在學生明確任務之后，再進行下一步的教學。這一相似的操作說明學生明白任務是后續教學的基礎。

其二，在思路引導上，兩個教學設計存在差異。《設計異形筆筒》是引導學生分析制作思路及過程，然后逐步實現。《筆筒設計》是引導學生先形成創意，然后再進行具體建模。盡管在思路引導上有差異，但都可以幫助學生對任務形成整體認知，從而對任務形成宏觀的把握及完整的架構。

由目標指向的不同，引發思路的不同，應該說，兩個教學設計各具特色，可根據實際教學需要進行選擇。

需要明確的是，盡管以上兩個教學設計分別傾向計算思維、設計思維，但就三維設計的內容教學而言，計算思維與設計思維不是必須二者擇一或非此即彼的，在教學設計中還可以考慮將兩者結合起來，促進學生多種思維的培養。

例如，《花盆創意秀》（南京棲霞區實驗小學徐欽老師）的設計就體現了這一點。該教學設計包括幾個環節：

一、談話導入，引出主題

二、合作探究，講授新知

活動一：觀察花盆，分析結構

活動二：范例學習，設計花盆——制作盆體

活動三：范例學習，設計花盆——制作盆腳

三、奇思妙想，創意花盆

根據教學環節的安排，教師通過談話引出花盆創意的任務后，引導學生“觀察花盆，分析結構”，對花盆實物進行解構，分析模型設計思路以及可能用到的3Done中的工具。然后借助范例學習，先后嘗試制作盆底、盆腳，完成花盆的制作。環節二“合作探究，講授新知”從思路上來說，與《設計異形筆筒》相似，都是先分析目標模型，分解出每一步的工作，更多體現的是計算思維。

在花盆完成之后，“三、奇思妙想，創意花盆”側重美化，建議學生可以自主選定設計方案，如增加盆口、渲染顏色、設計裝飾、設計浮雕等，綜合運用建模對花盆模型做美化修飾。具體來說，就是使用“圓角”“預制文字”“顏色”“浮雕”等工具進一步修改完善作品。值得一提的是，該教學設計的資源中，提供的五個微視頻分別涉及不同美化效果的實施，學生可以根據自己的需要選擇其中一個或幾個微視頻，通過學習完成自己的美化任務。這一環節更為鮮明地體現了設計思維。

通過環節二、三的配合，該教學設計體現出對計算思維與設計思維的雙重關注。實際上，教學設計《設計異形筆筒》的最后環節也有設計思維的體現。教師展示現代筆筒的圖片和3D打印的圖片，強調筆筒經過發展，到了現代其材料和樣式已經更加豐富多彩。借此，啟發學生形成更多的具有個性的設計。

分析以上三個教學設計可以發現，該部分內容的教學并無一定的規律可循，關鍵是要根據目標做針對性的設計。

對教學研究的啟示

通過對前文所提的三個教學設計的對比，可以啟發教學研究通過多樣可能的途徑走向深入，即針對教學內容展開橫向拓展。

例如，同一內容中不同的目標追求。筆筒設計的一組教學設計就充分體現了這一點。其他內容也同樣如此。針對Photoshop筆刷部分的教學，《詩畫四季——PS筆刷工具》的設計體現出對對象及屬性的關注：任務一，利用默認筆尖形狀，關注基本屬性;任務二，選擇提供的筆尖形狀，關注畫筆預設屬性;任務三，載入畫筆，在應用新的筆尖形狀過程中復習屬性的調整。同樣的內容，有的教師則提供一個固定的筆刷形狀，讓學生在此基礎上借助其他筆刷形狀進行圖像創作，實現自己的創意表達。這樣的教學思路顯然是強調設計與創新。當然，無論是關注筆刷的屬性還是強調應用筆刷進行創新，都以學生掌握筆刷工具為前提。

又如，同一內容中不同方法的應用。《網關、代理服務器及其DNS服務器的工作過程》（海南劉其政老師）一課的教學設計，使用了典型的角色扮演方法，讓學生在扮演服務器的過程中、在觀察其他同學扮演中體會工作原理。同樣是這節課，有的教師是通過多媒體動畫的方式說明服務器的工作過程，從而促進學生的理解。這一課的內容抽象性強，相對深奧，不易理解，屬于典型的原理性內容。針對此類內容設計教學時需要使原理性內容直觀化、外化，促進學生的理解。從此目的出發，可以通過，如圖形、動畫演示、視頻等形象的方式予以展現因此，在原理性內容教學中，我們經常會發現，有的教師借助具體生活情境的類比促進學生的理解，也有教師借助游戲等促進學生對原理性知識的理解。

再如，同一內容不同理論指導下的實踐。教學研究領域有許多的理論或思想可以用于指導一線教學，如逆向設計、深度學習、基于理解的教學、有效教學等，以及伴隨新課標出現的核心素養、學科核心素養、大概念等。因此，在教學中面對同一內容，可以嘗試通過不同的理論指導，形成不同的設計思路。在不同的理論指導下，教學設計中的側重點可能不同。在此過程中更好地理解理論或思想，也能促進教學，教學研究結果反過來又可以促進理論研究更加豐富。

因此，在面對具體教學內容時，可以從多個角度展開思考，學習教學理論并借鑒他人已有的實踐，大膽嘗試形成自己的感悟，這是教學研究的需求，也是理論發展的需求，更是教師成長的需求。