基于STEAM理念的3D建模課程創新實踐探索

葉俊卿

摘要：3D建模課程是培養中職學生3D建模實踐應用技能的核心課程。教學中，筆者嘗試使用STEAM教學理念，通過精心設計的項目，以“水杯設計”為例，提升中職學生對3D建模課程的學習興趣。

關鍵詞：STEAM理念；3D建模；課程創新；實踐探索

中圖分類號：G632.0文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2020）07-0141

在3D建模課程的教學實踐中，筆者發現3D建模技術可以有效地激發學生的學習興趣，提高學生的綜合素養，促進學科整合創新的效果。但為了實現教學“效率”的最大化，教師往往習慣于將知識和技能通過案例示范教學灌輸給學生，注重知識傳遞的效果，讓學生的學習常常停留在淺層學習（簡單記憶，簡單模仿）的階段，當面對實際問題的挑戰時，就缺乏足夠的創新實踐能力。

筆者從STEAM教學理念的角度設計3D建模的課程創新實踐內容，運用團隊合作、項目設計、形式多樣、學生中心，利用相關教學設計及教學實踐提升了學生在3D建模課程教學過程中的地位及作用，進而有效地激發了學生學習的主動性及熱情度。

一、課程性質及教學理念

3D建模就是通過3D建模軟件通過虛擬三維空間構建出三維數據的模型。數據模型可以通過3D打印機打印出實物模型，為學生開展探究式學習活動提供了豐富的物質基礎。而STEAM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineer）、藝術（Arts）和數學（Mathematics）的首字母縮寫，但STEAM教學理念的內容超過了其首字母縮寫所包含的內容，它遠不止于科學、技術、工程、藝術和數學教育。“STEAM教育具備9個核心特征：跨學科、趣味性、體驗性、情境性、協助性、設計性、藝術性、實證性和技術性。”

STEAM教學理念旨在使學生參與以活動為基礎、以項目為基礎和以問題解決為基礎的學習，它為學生提供了一種動手實踐的課堂體驗。學生在運用他們所學到的多學科知識來應對世界重大挑戰時，他們創造、設計、建構、發現、合作并解決問題。

二、3D建模課程“水杯設計”課程創新設計

1.課程內容五大版塊

（1）提出問題

在基于STEAM教學理念的教學模式下，如何設計一個水杯？

要進行問題解決，首先要明確目標是什么？問題解決的目標決定了后繼學習的路徑，將目標定為“杯子的外觀視覺美”和將目標定為“杯子的使用功能”，問題解決的路徑是完全不一樣的。其次問題解決過程要分析可能碰到的障礙和可以利用的資源。問題解決中的障礙往往是客觀存在的，是伴隨著問題情境出現的，難以克服。這就需要對問題情境進行仔細分析。如果學生不對問題情境進行仔細分析，得出的結論往往是粗糙的。對這些障礙性條件的分析有助于強化學習，加強對概念的理解。

（2）構建知識

根據問題分析的結果，小組成員通過聽、說、讀、寫等方式進行信息交流，閱讀相關背景知識，聯系相關的概念、原理和規則；設計調查方案，尋找多樣的信息和數據獲取的渠道；學習使用思維導圖、組織圖、數據表等可視化的思維工具，來輔助自己的學習和問題解決。在構建知識的過程中，了解他人的差異性和多樣性，學會團隊合作，學會表達和仔細傾聽，學會統整來自聲音和視覺等信息的能力，促進知識的建構。

（3）設計模型

根據不同的功能需求先手繪草圖，再用3D建模軟件Rhino來設計相應3D模型。確定設計方案后，根據分工，有的學生負責Rhino操作，有的學生負責技術文檔創建，還有的學生負責素材、技術資源的搜索補充，協同合作完成設計任務。

（4）測試作品

作品完成后，先進行小組內測試修整、協商討論等。教師從旁協助，以學生自主學習研究為主導。

（5）展示成果

基于STEAM教學理念的課程學習的真實性，對整個過程中，每個階段都有相應的成果目標，將這些階段性的成果資料信息化后，再通過整理編輯成項目成果，輪流進行演示、答辯、評價，并結合每個環節教師意見和小組意見進行總結評價。

2.總結與探索

筆者通過對各小組課程前、課程后的調查，發現學生的興趣提高了，學生在課程中的參與程度得到深化。筆者設計的相關課程創新取得了較好的教學效果，但在課程實踐的過程中也發現了新的問題。

（1）教師作用需要引導化

在教學過程中，教師的作用是巨大的，教師不僅要傳授知識，還要管理項目的開發，并且要對學生進行項目規劃、目標規劃、信息素養的培養、生活心理等各方面的指導和監控。因此，在這種教學模式下的教師，不僅僅是學生的教師，更是學生的合作伙伴、朋友，甚至充當協調小組內部問題的協調員。根據課程開展情況，教師需采用靈活多樣的教學形式來引導學生，并根據學生的學習初始能力不同、個性特點不同、興趣愛好不同，有針對性地進行教學，以真正達到個性化教學的目的。

（2）項目設計需要生活化

STEAM教學環境需要具有強烈的實戰性，項目學習所得的技能也都是現在社會所需要的技能；因而學生才會在教師指導下，投入到基于STEAM教學理念的3D建模創新課程學習；所以3D建模創新課程的項目設計，需要具有很強的生活性，最好是與學生現實生活息息相關、緊密聯系的。

（3）學習組織需要合作化

基于STEAM教學理念的3D建模創新課程學習強調的是責任和合作，每位成員都需要參與項目探究，都有責任和義務共同構建學習小組，完成項目任務。“如有組員袖手旁觀，什么都不干，我們該怎么辦？”教師可以協助成員分配不同的角色任務，成員之間相互探討、相互鼓勵，共同解決遇到的種種問題，從而獲得學習經驗，提高協同能力，使每位成員都能具備不可替代的作用。

綜上所述，基于STEAM教學理念的3D建模課程創新實踐有利于中職學生學習興趣的提升。雖然這種課程創新實踐對教師和學生都提出較高的要求，在教學實踐中也存在一定的難度，但是這種模式能夠滿足學生個性化需求，有效提升學生的學習興趣，引導學生自主發展，因此值得在教學實踐中推廣和探索。

參考文獻：

[1]楊偉群.3D設計與3D打印[M].北京：清華大學出版社，2015.

（作者單位：浙江省樂清市職業中等專業學校325600）