STEAM理念在中職3D設(shè)計(jì)類課程教學(xué)中的實(shí)踐探究

封春年

摘要：本文立足于中職計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)技能課《工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)》和《3ds Max動(dòng)漫制作》兩門課程的教學(xué)，介紹了基于STEAM理念下的中職3D設(shè)計(jì)類課程教學(xué)的實(shí)踐探究，通過課程內(nèi)容的跨學(xué)科和教學(xué)方式的多渠道，并提出教學(xué)“五步法”，最終讓學(xué)生獲得積極的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：STEAM;中職;計(jì)算機(jī);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）16-0083-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 關(guān)于STEAM教育理念

STEAM教育理念最初發(fā)源于美國(guó)，它是科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)五門學(xué)科的融合，取了它們的英語(yǔ)首字母組成。它最大的特點(diǎn)就是強(qiáng)調(diào)學(xué)科的整合和強(qiáng)調(diào)綜合能力的培養(yǎng)。

1.1 強(qiáng)調(diào)學(xué)科的整合

STEAM教育是統(tǒng)整課程、整合教學(xué)的代表。STEAM強(qiáng)調(diào)知識(shí)和技能的整合，這種整合區(qū)分于平常的單一學(xué)科知識(shí)的教學(xué)方式，而是強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的整體性視野和思維的培養(yǎng)。學(xué)科的整合對(duì)教育者提出了更高的要求，因?yàn)閷W(xué)科之間的跨界融合，要求教育者具備更廣和更深的知識(shí)面。

1.2 強(qiáng)調(diào)綜合能力的培養(yǎng)

STEAM教育理念強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中“動(dòng)手動(dòng)腦”和“做中學(xué)，學(xué)中做”，旨在培養(yǎng)全面發(fā)展的人。實(shí)際上，學(xué)生的學(xué)習(xí)與創(chuàng)造能力不是通過單一途徑就可以習(xí)得的，而是必須通過課程內(nèi)容的跨學(xué)科和教學(xué)方式的多渠道來培養(yǎng)。

2 目前中職3D設(shè)計(jì)類課程教學(xué)存在的問題

目前，中職3D設(shè)計(jì)類課程教學(xué)中主要存在以下問題：學(xué)生跨學(xué)科的學(xué)習(xí)能力、學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)相當(dāng)欠缺，體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1） 中職3D設(shè)計(jì)類的教學(xué)內(nèi)容以講授單一軟件的知識(shí)為依據(jù)，學(xué)生缺乏跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力;

2） 中職3D設(shè)計(jì)類的教學(xué)方式上重軟件使用技巧的傳授，特別缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的引導(dǎo)和啟發(fā)，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力亦缺乏系統(tǒng)性的訓(xùn)練。

針對(duì)以上問題，在STEAM理念指導(dǎo)下，我們對(duì)中職3D設(shè)計(jì)類課程教學(xué)進(jìn)行改革，主要通過課程內(nèi)容的跨學(xué)科和教學(xué)方式的多渠道兩方面來重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，實(shí)踐證明，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提升很有效果。

3 基于STEAM理念的中職3D設(shè)計(jì)類課程教學(xué)中的實(shí)踐探究

對(duì)中職3D設(shè)計(jì)類課程教學(xué)中的主要弊端，實(shí)施基于STEAM理念下的中職計(jì)算機(jī)教學(xué)模式，具有重要意義，具體表現(xiàn)在：

3.1課程內(nèi)容的跨學(xué)科

3.1.1 聯(lián)動(dòng)課程體系

我們對(duì)中職計(jì)算機(jī)專業(yè)技能課《工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)》和《3ds Max動(dòng)漫制作》兩門課程體系進(jìn)行了聯(lián)動(dòng)設(shè)置，比如《工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)》課程涉及構(gòu)圖和CAD的基礎(chǔ)內(nèi)容，同樣《3ds Max動(dòng)漫制作》課程涉及構(gòu)圖和3ds Max的基礎(chǔ)內(nèi)容。因此，我們?cè)陂_設(shè)《工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)》和《3ds Max動(dòng)漫制作》課程之前必須開設(shè)《平面構(gòu)成》《Auto CAD》和《3ds Max 基礎(chǔ)教程》三門課程。通過聯(lián)動(dòng)課程體系的設(shè)置，讓學(xué)生夯實(shí)技能基礎(chǔ)，在《工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)》和《3ds Max動(dòng)漫制作》兩門課程的教學(xué)中起到基礎(chǔ)性的奠基工作。

3.1.2 夯實(shí)技能要點(diǎn)

中職生的操作技能是非常重要的，明確課程的技能要點(diǎn)不僅起到事半功倍的作用，最重要的是讓學(xué)生聚焦具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，明確學(xué)習(xí)要求，有效進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，形成一個(gè)良性的教學(xué)閉環(huán)。我們結(jié)合學(xué)生的實(shí)際以及相關(guān)技能比賽的要求，對(duì)《工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)》和《3ds Max動(dòng)漫制作》這兩門課程形成了系列的技能要點(diǎn)，在實(shí)際的教學(xué)過程中，有針對(duì)性的夯實(shí)這些技能要點(diǎn)，有效提高教學(xué)效果。例如，我們對(duì)《工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)》課程的零件造型設(shè)計(jì)的12個(gè)案例進(jìn)行技能點(diǎn)提煉，得出下表所示：

在教學(xué)中我們把零件造型設(shè)計(jì)主要的技能要點(diǎn)進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)，前10項(xiàng)重要的技能教學(xué)點(diǎn)如下：圓角、旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃掠、環(huán)形陣列、抽殼、凸雕、貼圖、矩形陣列、放樣。為此，我們?cè)谌粘５慕虒W(xué)中，根據(jù)這些技能點(diǎn)有針對(duì)性地開展教學(xué)，進(jìn)一步夯實(shí)學(xué)生的技能，達(dá)到事半功倍的效果。

3.2 教學(xué)方式的多渠道

3.2.1 推行混合式教學(xué)

混合式教學(xué)在疫情期間發(fā)揮了重要的作用，個(gè)人覺得混合式教學(xué)不僅僅改革了教學(xué)方式，最主要的是對(duì)課程的教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了有效整合和提升。

結(jié)合教師職業(yè)能力技能大賽的相關(guān)要求，我們組建了3D設(shè)計(jì)類的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，把3D設(shè)計(jì)類課程的專業(yè)教師的精英力量集中起來，專門搞好一門課程《工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)》，要求每節(jié)課都準(zhǔn)備有高規(guī)格的教學(xué)設(shè)計(jì)，采用混合式教學(xué)等先進(jìn)教學(xué)方法，可以制作微課或有相關(guān)教學(xué)資源支撐。

實(shí)踐探索中，我們發(fā)現(xiàn)，可以整合多系統(tǒng)來搭建教學(xué)平臺(tái)，例如利用智慧職教、雨課堂、超星學(xué)習(xí)通等平臺(tái)開展線上線下教學(xué)，涵蓋課前導(dǎo)學(xué)、課中探知、課后擴(kuò)展三個(gè)方面。混合式教學(xué)對(duì)分層分類，個(gè)性化教學(xué)非常有用，例如我們可以課前準(zhǔn)備“以學(xué)定教”，課中導(dǎo)學(xué)“以法優(yōu)教”，通過提問，投票、小組PK、測(cè)驗(yàn)、小組討論、頭腦風(fēng)暴等方法開展教學(xué)活動(dòng)，課后拓展“以效思教”，實(shí)現(xiàn)學(xué)情智能診斷，資源實(shí)時(shí)推送，實(shí)現(xiàn)多元智能評(píng)價(jià)。

3.2.2 深化校企合作

我校為了進(jìn)一步深化校企合作、產(chǎn)教融合，創(chuàng)新校企合作協(xié)同育人模式，學(xué)校的計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)與玉林陽(yáng)光稻田美育中心進(jìn)行了校企合作。

首先，整合校企資源，將學(xué)校計(jì)算機(jī)技能競(jìng)賽實(shí)訓(xùn)工作室與玉林陽(yáng)光稻田美育中心有機(jī)地融通共享，借助玉林陽(yáng)光稻田美育中心的3D打印機(jī)、智能機(jī)器人等一批設(shè)施設(shè)備來拓展學(xué)生的視野。

其次，在資源整合基礎(chǔ)上，充分吸收一系列3D設(shè)計(jì)在中小學(xué)科技輔導(dǎo)的典型案例，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為根本，跨學(xué)科重組教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向”的教學(xué)，最終開發(fā)并形成一系列適合中職生實(shí)際應(yīng)用的3D設(shè)計(jì)教學(xué)案例。

最后，著手實(shí)施人才培養(yǎng)模式改革，將前期開發(fā)的一些關(guān)于3D設(shè)計(jì)的綜合項(xiàng)目案例應(yīng)用到計(jì)算機(jī)教學(xué)中去，在中職計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)進(jìn)行教學(xué)改革的實(shí)踐探究，使學(xué)生在探索性、自主性、研究性的學(xué)習(xí)活動(dòng)中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維，進(jìn)而提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

3.2.3 以賽促教，以賽促學(xué)

中職生目前有兩個(gè)比賽影響力較大，一個(gè)是中職學(xué)生技能比賽，另一個(gè)是中小學(xué)電腦制作比賽。這兩個(gè)比賽都有關(guān)于3D設(shè)計(jì)的相關(guān)項(xiàng)目。比如學(xué)生技能比賽就有兩項(xiàng)：《動(dòng)畫片制作與VR設(shè)計(jì)》和《工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與創(chuàng)客實(shí)踐》，中小學(xué)電腦制作比賽專門就設(shè)置有《3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)》賽項(xiàng)。我們中職學(xué)校的計(jì)算機(jī)教學(xué)可以立足于這兩個(gè)比賽平臺(tái)，結(jié)合比賽的相關(guān)要求開展學(xué)科的整合教學(xué)，并積極組織學(xué)生參加這兩項(xiàng)比賽。因?yàn)楸荣惒粌H僅要求會(huì)使用三維軟件就行，最主要的是如何展示出學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計(jì)及創(chuàng)新能力。這迫切需要其他學(xué)科的支撐：比如色彩的搭配、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的配合、數(shù)學(xué)上的邏輯運(yùn)算等等。

此外，借助這兩個(gè)比賽平臺(tái)，不僅可以檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力也是相得益彰。

3.2.4 社團(tuán)風(fēng)采展示

在中職學(xué)校開展豐富多彩的社團(tuán)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生在思想品德、個(gè)性特長(zhǎng)、實(shí)踐創(chuàng)新能力上的發(fā)展，進(jìn)而實(shí)施多元評(píng)價(jià)，是非常有必要的。教師要積極鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好和個(gè)人特長(zhǎng)，主動(dòng)地參與各類社團(tuán)活動(dòng)，讓每一位中職學(xué)生都能在學(xué)校里找到一個(gè)展示自我風(fēng)采，適合自身發(fā)展的舞臺(tái)。

針對(duì)中職3D設(shè)計(jì)類課程，我們組織學(xué)生開展了設(shè)計(jì)社團(tuán)，在設(shè)計(jì)社團(tuán)中，不定期地組織學(xué)生圍繞某一個(gè)實(shí)際的主題或項(xiàng)目來進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)，特別鼓勵(lì)讓學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式來創(chuàng)意作品的設(shè)計(jì)和制作。例如每年的職業(yè)教育活動(dòng)周上，我們都會(huì)設(shè)定一個(gè)主題，組織學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì);再比如我們發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生普遍喜歡玩手機(jī)游戲，我們就讓學(xué)生針對(duì)手機(jī)游戲《王者榮耀》來進(jìn)行地圖的創(chuàng)意設(shè)計(jì)，學(xué)生可以利用3ds Max軟件來設(shè)計(jì)屬于自己的3D地圖，通過這樣，積極地引導(dǎo)學(xué)生把平時(shí)的技能融入自己的生活場(chǎng)景中去，類似這一類活動(dòng)，學(xué)生們是非常感興趣的，學(xué)習(xí)的積極性也很高。

俗話說，興趣是最好的老師。通過常態(tài)化的有效的社團(tuán)風(fēng)采展示活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在豐富課余生活的同時(shí)，也提高了學(xué)習(xí)專業(yè)技能的積極性。

4 基于STEAM理念的中職3D設(shè)計(jì)類課程教學(xué)“五步法”

結(jié)合STEAM理念，我們積極探索在中職3D設(shè)計(jì)類課程教學(xué)中的改革，在實(shí)踐中提煉并形成了一套有效的教學(xué)方案“五步法”，主要分為以下五個(gè)步驟。

4.1 情境——點(diǎn)燃設(shè)計(jì)欲望

STEAM的教學(xué)模式通常會(huì)先引導(dǎo)學(xué)生在特定的問題情景中提出問題，在拋出問題的基礎(chǔ)上，促使學(xué)生圍繞這個(gè)問題展開進(jìn)一步的思考和探究。在3D設(shè)計(jì)類專題實(shí)踐課上，通過創(chuàng)設(shè)情境來引入，可以使學(xué)生快速產(chǎn)生創(chuàng)作的興趣，充分調(diào)動(dòng)起課堂的積極氛圍。

4.2 探究——構(gòu)思設(shè)計(jì)方案

STEAM的教學(xué)要求教師充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，在基于核心問題、構(gòu)思設(shè)計(jì)、任務(wù)探索等過程中，和學(xué)生進(jìn)行有效的互動(dòng)。在3D設(shè)計(jì)類專題實(shí)踐課中，我們可以圍繞“怎么設(shè)計(jì)？”這一基本問題，讓學(xué)生能過頭腦風(fēng)暴、小組討論、投票PK等方式自主探究其設(shè)計(jì)對(duì)象的制作原理、影響因素等。

4.3 交流——完善設(shè)計(jì)草圖

STEAM教學(xué)的探究活動(dòng)過后，學(xué)生需要對(duì)上一階段的各種解決方案進(jìn)行篩選，確定出一種可行的解決方案，并為之繪制三維模型。在3D設(shè)計(jì)類專題實(shí)踐課中，二維草圖繪制是教學(xué)重點(diǎn)，絕大部分的三維模型都是基于二維草圖來進(jìn)行拉伸、掃掠、旋轉(zhuǎn)等操作。

4.4 合作——制作最佳模型

在STEAM課堂教學(xué)中，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生合作交流。在3D設(shè)計(jì)類專題實(shí)踐課中，學(xué)生在學(xué)完相關(guān)的基礎(chǔ)操作知識(shí)后，可以分小組來合作制作完成三維模型。隨著合作的深入和磨合，小組成員的互相指導(dǎo)學(xué)習(xí)，反復(fù)的嘗試，最終達(dá)到成功裝配模型的目的。這樣一來，學(xué)生對(duì)相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)細(xì)節(jié)有了更進(jìn)一步的了解，操作技能也會(huì)更規(guī)范，更熟練。

4.5 反饋——展示模型風(fēng)采

在教學(xué)的最后，教師要對(duì)整個(gè)STEAM活動(dòng)課堂進(jìn)行總結(jié)和反饋。在課堂結(jié)束前，教師要對(duì)學(xué)生整個(gè)STEAM活動(dòng)過程做出反饋，如自主探究的成果，草圖繪制的規(guī)范和三維建模的優(yōu)劣等。最后，教師逐一或精選展示學(xué)生創(chuàng)意設(shè)計(jì)的作品。通過各個(gè)小組的展示活動(dòng)，學(xué)生有了成就感，體驗(yàn)到3D設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的樂趣，對(duì)三維設(shè)計(jì)作品更有信心。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文基于STEAM教學(xué)理念，立足于中職計(jì)算機(jī)3D設(shè)計(jì)類課程教學(xué)的實(shí)踐探究，圍繞培養(yǎng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新素養(yǎng)這一核心問題，以中職學(xué)生技能大賽和中小學(xué)電腦制作比賽兩個(gè)平臺(tái)中計(jì)算機(jī)類項(xiàng)目《3D設(shè)計(jì)》為切入點(diǎn)，對(duì)中職計(jì)算機(jī)教學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐提供了一些思路和案例，最終讓學(xué)生獲得積極的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。教學(xué)實(shí)踐證明，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成效顯著，在2019年廣西中小學(xué)電腦制作3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)高中組項(xiàng)目中，我校劉廣海同學(xué)的作品《植樹機(jī)器人》和李敏怡同學(xué)的作品《創(chuàng)意桌面魚池》雙雙獲得一等獎(jiǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 底利娟.STEAM理念在中職計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的實(shí)踐探究[J].教育教學(xué)論壇，2020（27）：349-350.

【通聯(lián)編輯：光文玲】