基于探究式教學(xué)法的3D建模教育實(shí)踐

徐新中

隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、3D打印等新知識(shí)新技術(shù)進(jìn)入到信息技術(shù)課程中，師生們?cè)絹?lái)越感到本學(xué)科知識(shí)猶如奔騰不息的江河，有著源源不斷的“活水”，絕不是僅憑教師個(gè)人就能完全掌控、傳授的，也不是只靠課堂教學(xué)就能完全容納、習(xí)得的。學(xué)生只有真正成為學(xué)習(xí)的開(kāi)拓者、探索者、思考者，才能在信息大潮中行穩(wěn)致遠(yuǎn)，體驗(yàn)到探究的美妙，享受到發(fā)現(xiàn)的樂(lè)趣。下面，筆者以信息技術(shù)3D建模板塊中的《設(shè)計(jì)筆筒》一課為例，展示對(duì)探究式教學(xué)法的實(shí)踐與思考。

營(yíng)造生活情境，引發(fā)探究興趣

學(xué)習(xí)源于生活并終將回歸到生活，基礎(chǔ)教育階段的信息技術(shù)教育倡導(dǎo)通過(guò)營(yíng)造生動(dòng)形象的生活情境激發(fā)學(xué)生的探究興趣。筆筒是一種很常見(jiàn)的辦公用品，學(xué)生對(duì)它非常熟悉。在教學(xué)一開(kāi)始，教師先展示了放置在家庭書(shū)房、教師辦公室等場(chǎng)合的筆筒，它們用材不一、形狀各異，有竹制圓柱形、塑料卡通形等。在學(xué)生認(rèn)真觀察、充分交流對(duì)筆筒已有的認(rèn)知后，教師出示了多個(gè)3D打印筆筒，它們顏色豐富多彩，造型獨(dú)具個(gè)性，還雕刻有精美的立體圖案，個(gè)個(gè)都是理想中的“私人訂制”。在學(xué)生的一片驚羨聲中，教師適時(shí)提出了“你想用3D軟件設(shè)計(jì)出怎樣的筆筒”這一具有鮮明探究意味的問(wèn)題，課堂氣氛一下子熱鬧起來(lái)，人人都爭(zhēng)著把藏在自己心頭的那個(gè)伙伴型筆筒拿出來(lái)和大家交流分享。此時(shí)，教師又問(wèn)：“你覺(jué)得怎樣才能制作出心目中的筆筒呢？”學(xué)生的思緒回到信息技術(shù)學(xué)習(xí)中，雖然剛接觸3D建模軟件不久，雖然每個(gè)人理想中的筆筒不盡相同，但進(jìn)行3D建模要先繪制平面圖形，再通過(guò)拉動(dòng)、殼體等操作形成筆筒收納盒這一主要流程是相對(duì)清晰、基本一致的，學(xué)生表述得也比較到位，部分學(xué)生還能?chē)@筆筒的細(xì)微處、特色點(diǎn)做相應(yīng)的描述介紹。

生活是教學(xué)的源頭，問(wèn)題是探究式教學(xué)的有效載體，更是核心要素。課堂伊始，以生活化的場(chǎng)景和教師緊扣教學(xué)目標(biāo)、精心考量后提出的“兩問(wèn)”點(diǎn)燃了學(xué)生探究新知的火花，引發(fā)出創(chuàng)意思維的碰撞。

擬定建模計(jì)劃，發(fā)掘探究潛能

在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，受學(xué)生前期所掌握的建模知識(shí)、建模技能所限，不是所有的創(chuàng)意筆筒都能立刻通過(guò)3D建模軟件設(shè)計(jì)制作出來(lái)，因此在學(xué)生圍繞筆筒交流了各自的奇思妙想之后，教師要引導(dǎo)擬定科學(xué)可行的3D建模計(jì)劃。課堂教學(xué)中可以把3D建模軟件能夠?qū)崿F(xiàn)的功能與操作的要領(lǐng)向?qū)W生做明確的解讀指導(dǎo)，學(xué)生也可在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上探尋摸索相關(guān)操作方法。同時(shí)，教師要特別注意培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，可以讓創(chuàng)意相似的學(xué)生形成探究合作小組，組內(nèi)學(xué)生進(jìn)一步討論交流，揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，探究完善筆筒的制作方案，依靠集體智慧把原先的“異想天開(kāi)”轉(zhuǎn)化為切實(shí)可行的建模藍(lán)圖。筆者在課堂教學(xué)實(shí)踐中，根據(jù)學(xué)生的主觀意愿，設(shè)立了分格筆筒（教材樣例）組、方柱筆筒組、圓柱筆筒組、組合型筆筒組、卡通筆筒組、個(gè)性創(chuàng)意筆筒組等，并根據(jù)學(xué)生的建模設(shè)想、喜好調(diào)整座位，重新組合，以便就近進(jìn)行探討交流。

設(shè)計(jì)思路上由“散”歸“整”，但創(chuàng)意不改、個(gè)性不變;課堂形式上給“志同道合”者更多的時(shí)空、更寬的平臺(tái)，一切為了建模計(jì)劃更科學(xué)、更合理，為了學(xué)生探究潛能的精彩呈現(xiàn)。

開(kāi)展精講點(diǎn)撥，綻放探究活力

課堂進(jìn)入學(xué)生實(shí)踐操作階段，美好的設(shè)想在3D建模軟件中將成為現(xiàn)實(shí)。由于課堂的主基調(diào)是讓學(xué)生充分探究新知，掌握3D筆筒建模的技能技巧，教師演示講解的時(shí)間得到控制，學(xué)生可直接參照模仿的操作步驟相對(duì)較少，遇到問(wèn)題在所難免。教師一方面可鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)自我思考、小組互動(dòng)等方式解決問(wèn)題，另一方面要通過(guò)課堂巡視、咨詢(xún)交流的方式搜集整理各類(lèi)困惑難題。總體而言，有些問(wèn)題是共性的，如筆筒的長(zhǎng)、寬、高比例多少才合適？筆筒壁厚至少應(yīng)是多少？這類(lèi)問(wèn)題教師可擇機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一講析，提供參考數(shù)值。有些問(wèn)題是個(gè)別的，如制作教材樣例筆筒的學(xué)生提出了怎么做到平均分成四個(gè)收納空間、制作柱形筆筒的學(xué)生想在外壁增加文字或圖案該如何操作等問(wèn)題，這些問(wèn)題教師可予以個(gè)別指導(dǎo)，提示相關(guān)工具的位置及使用方法。此環(huán)節(jié)用時(shí)最多，因?yàn)檎n堂上的問(wèn)題有些是可預(yù)料的，有些則是在特定操作情境下生成的，且還會(huì)出現(xiàn)反復(fù)，這些都考驗(yàn)教師的智慧與靈動(dòng)。

學(xué)生在3D建模操作過(guò)程中不斷產(chǎn)生新的問(wèn)題和困惑，這說(shuō)明深入的探究活動(dòng)正在進(jìn)行中。作為教師，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)，并要做好充足的預(yù)案，積累豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，具備全面的學(xué)科技能，以教師的先行探究為學(xué)生的活力探究護(hù)航，這樣才能有效地答疑解惑、示范引領(lǐng)。

評(píng)價(jià)歸納反饋，思辨探究成果

教師在教學(xué)活動(dòng)中處于組織引導(dǎo)、合作幫助的地位，學(xué)生是探究活動(dòng)的真正主體。開(kāi)展探究式教學(xué)的過(guò)程，就是通過(guò)個(gè)體的、群體的探究活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)新事物、吸納新知識(shí)、掌握新技能、解決新問(wèn)題、形成新素養(yǎng)的過(guò)程。在師生全身心投入到3D筆筒的建模探究活動(dòng)之后，及時(shí)開(kāi)展操作評(píng)價(jià)、作品評(píng)價(jià)、思維評(píng)價(jià)，回顧歸納相關(guān)的方法技巧是非常有必要的。課堂上，筆者分兩個(gè)層面組織開(kāi)展了觀摩交流活動(dòng)：第一層面是組內(nèi)，各組的5～8名學(xué)生相互欣賞彼此的作品，從當(dāng)初的相同意向到如今的風(fēng)格異同，大家都能在觀察中體悟到同學(xué)的獨(dú)特思考與個(gè)性實(shí)踐，并獲得新的啟發(fā)與靈感;第二層面是班內(nèi)，以各小組為單位，組團(tuán)“串門(mén)”式互動(dòng)交流，以欣賞評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)吸納的視角關(guān)注其他組同學(xué)的作品，探討交流建模中的高招秘訣。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)學(xué)生自薦、教師推薦等方式進(jìn)行各組代表作品展示、點(diǎn)評(píng)，對(duì)3D建模過(guò)程中的心得體會(huì)、作品的造型創(chuàng)意等進(jìn)行回味、提煉。

學(xué)而不思則罔。課堂操作實(shí)踐后的反思評(píng)價(jià)、歸納反饋是學(xué)習(xí)路上的驛站，為后續(xù)的學(xué)習(xí)提供了明確的方向和充足的動(dòng)力，更為開(kāi)展高質(zhì)量的再探究活動(dòng)提供了思維上的保障。

拓展遷移創(chuàng)新，綻放探究魅力

沒(méi)有想象就沒(méi)有創(chuàng)造。在信息技術(shù)教學(xué)尤其是3D建模教學(xué)中，想象力就是生命力，要善于探尋教材中可拓展延伸且能升華和突出3D建模教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵點(diǎn)、閃光點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新思考、發(fā)散思維。3D打印的一大特點(diǎn)是能滿(mǎn)足個(gè)性化的需求，如果學(xué)生們的思維還停留于對(duì)傳統(tǒng)筆筒的模仿改造，僅從形式上采用了3D建模的話(huà)，那么在教學(xué)拓展環(huán)節(jié)，教師要進(jìn)一步給學(xué)生提供探索性思辨、設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。教學(xué)中，筆者先和學(xué)生重溫了3D建模打印技術(shù)的特性和工作流程，然后以頭腦風(fēng)暴的形式探究交流制作更有特色的3D筆筒的可能性。蜂巢筆筒、球孔筆筒、花瓣筆筒、領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)筆筒……學(xué)生的創(chuàng)意無(wú)限，小小筆筒折射出無(wú)窮的探究魅力。

在教學(xué)中，只要教師給予學(xué)生充裕的時(shí)間和廣闊的空間，相信他們，依靠他們，幫助他們?nèi)ケ嫖霰容^、思考想象，那么學(xué)生就一定能在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)美、探究美、創(chuàng)造美。