思維可視，設(shè)計(jì)有方
——借助3D建模技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)思維

單欣然（廣東省廣州市南國(guó)學(xué)校 510627）

一、問題的提出

美術(shù)學(xué)科中的創(chuàng)新教育，學(xué)生的創(chuàng)新想法大多通過說、畫或是手工等方式表達(dá)，且大都止步于此。義務(wù)教育階段美術(shù)課程中設(shè)置“設(shè)計(jì)·應(yīng)用”學(xué)習(xí)領(lǐng)域，目的是培養(yǎng)學(xué)生形成設(shè)計(jì)意識(shí)和提高動(dòng)手能力。而在實(shí)際的教學(xué)中，學(xué)生習(xí)慣按照教師演示或教師布置的操作步驟實(shí)踐，制作過程無須過多思考，缺乏通過設(shè)計(jì)解決真實(shí)問題的能力，學(xué)生的設(shè)計(jì)思維沒有得到應(yīng)有的培養(yǎng)。

陶行知先生說：“迷信、成見、曲解，都像裹頭巾一樣，禁錮了兒童的創(chuàng)造力。要解放他們的頭腦，使他們能想；要解放他們的雙手，使他們能干?！苯陙恚P者一直嘗試借助3D打印的建模技術(shù)，在美術(shù)教學(xué)中將學(xué)生“具象思維”的培養(yǎng)融入設(shè)計(jì)思維的理念，學(xué)思結(jié)合，知行合一，將學(xué)生的創(chuàng)意以產(chǎn)品化的方式呈現(xiàn)，然后學(xué)生在實(shí)踐中驗(yàn)證自己想法的可行性、合理性，并加以完善。

二、實(shí)施策略

1.3D建模技術(shù)運(yùn)用的課前準(zhǔn)備

（1）掌握3D建模軟件的操作

以3D建模為載體的美術(shù)課堂，學(xué)生需要提前掌握一定的建模技術(shù)。目前市面上的3D建模軟件很多，有些雖然功能豐富，但操作難度較大，結(jié)合中小學(xué)生學(xué)習(xí)情況，可以采用3D One、123D Design這類易上手的軟件。以五年級(jí)學(xué)生為例，大約需要6個(gè)課時(shí)的學(xué)習(xí)，可以基本掌握3D One軟件里基礎(chǔ)功能。

（2）設(shè)計(jì)思維的引入

本研究所指的設(shè)計(jì)思維是一個(gè)創(chuàng)新性的過程，包括探索、構(gòu)思、制作、評(píng)價(jià)等一系列靈活的環(huán)節(jié)，將思維軌跡體現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中，通過團(tuán)隊(duì)間思維的碰撞促進(jìn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，必須遵循需求性、可行性、延續(xù)性三大創(chuàng)新要求，最終引導(dǎo)設(shè)計(jì)制品的生成。

（3）進(jìn)行學(xué)情診斷測(cè)查

3D建模學(xué)習(xí)的不同階段，學(xué)生的創(chuàng)作側(cè)重點(diǎn)是不同的。學(xué)生剛接觸軟件的階段，作品大多是各種幾何體的拼湊；在學(xué)習(xí)了切挖、抽殼、草圖繪制等基本功能后，可以完成一些簡(jiǎn)單的主題任務(wù)；在熟練軟件操作后，可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造力設(shè)計(jì)精細(xì)的大型作品。

（4）制作教學(xué)資源資料包

教師在備課時(shí)提前準(zhǔn)備各種參考資料，在課堂上發(fā)送到學(xué)生電腦上，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力和興趣挑選合適的資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，如《糕點(diǎn)盒的設(shè)計(jì)》一課，教師將多種不同造型的糕點(diǎn)盒按容易、中等、有難度保存到資料包，并包含多種糕點(diǎn)盒裝飾元素的制作教程，也提供了可以另外收集資料的網(wǎng)站，在該課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生自行挑選有用的資源，提高課堂效率。

2. 3D建模技術(shù)的課堂實(shí)施

設(shè)計(jì)思維是指針對(duì)真實(shí)的問題，以提出解決方案為導(dǎo)向的思維形式，其中所面對(duì)的問題與現(xiàn)實(shí)世界密不可分。設(shè)計(jì)思維通過融合理性思維與創(chuàng)造性思維，實(shí)現(xiàn)個(gè)體有效構(gòu)思方案，創(chuàng)造性地解決問題。

（1）創(chuàng)設(shè)情境，感知問題

教師創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生通過換位思考，感知問題，如以“獨(dú)居老人好幫手”為主題，探討目前獨(dú)居老人面對(duì)的社會(huì)難題，思考如何通過建模設(shè)計(jì)，創(chuàng)作出便于獨(dú)居老人生活的好物品。針對(duì)老人腿腳不方便的問題，學(xué)生設(shè)計(jì)可以爬樓梯的椅子；針對(duì)老人記性不好的問題，學(xué)生設(shè)計(jì)多功能提醒器；針對(duì)老人獨(dú)居難以求助的問題，學(xué)生設(shè)計(jì)緊急情況呼救器。

（2）平面設(shè)計(jì)，搭建支架

雖然3D建模創(chuàng)作的載體是電腦軟件，但在課堂上可利用紙藝、黏土、積木等材料作為教輔工具，讓學(xué)生在紙上畫出平面設(shè)計(jì)草圖，幫助剛接觸3D建模軟件的學(xué)生快速表達(dá)自己的想法，讓老師能根據(jù)設(shè)計(jì)圖提供相關(guān)創(chuàng)作技法知識(shí)給學(xué)生。

（3）虛實(shí)結(jié)合，開發(fā)思維

3D建模時(shí)，教師可以運(yùn)用立體實(shí)物輔助教學(xué)，幫助學(xué)生加深對(duì)立體構(gòu)成的理解，如《有趣的榫卯》一課中，教師拿出一張榫卯結(jié)構(gòu)的板凳讓學(xué)生觀察其結(jié)構(gòu)，觀察木頭之間獨(dú)特的連接方式，從而加深對(duì)“榫卯”這一概念的理解。

在《糕點(diǎn)盒的設(shè)計(jì)》一課中，教師給學(xué)生發(fā)放造型各異的紙盒平面模型，讓學(xué)生嘗試自己拼裝立體紙盒。盒子造型多樣，結(jié)構(gòu)也各不相同，有房屋形、鉛筆形、八角形等，幫助學(xué)生打破原有“盒子是方形”的固化思維。

（4）云空間共享，多元化評(píng)價(jià)

作品點(diǎn)評(píng)在美術(shù)教學(xué)中占到很重要的一部分，及時(shí)反饋學(xué)生作品的完成情況對(duì)學(xué)生了解自己的優(yōu)點(diǎn)和不足有很大作用。學(xué)生將完成的作品保存到云盤，教師接收后展示，展示采取自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)的多元評(píng)價(jià)模式。根據(jù)互評(píng)的結(jié)果，每個(gè)同學(xué)思考改進(jìn)自己的作品。

圖1 學(xué)生互評(píng)前三名的作品

圖2 學(xué)生作品《電能灑水器》

3. 3D建模技術(shù)的課后延伸

（1）社區(qū)平臺(tái)，展示創(chuàng)意

學(xué)生課后會(huì)把完成的作品上傳到3D社區(qū)平臺(tái)，供其他人欣賞。由于社區(qū)平臺(tái)會(huì)根據(jù)作品質(zhì)量、點(diǎn)擊量、下載量等數(shù)據(jù)給學(xué)生發(fā)放虛擬積分獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)學(xué)生保持創(chuàng)作熱情有很大的作用。通過社區(qū)平臺(tái)的展示，學(xué)生、家長(zhǎng)及其他社區(qū)用戶都能了解該學(xué)生學(xué)習(xí)歷程，很多案例可以通過作為經(jīng)驗(yàn)再傳授給新的一批學(xué)生。

（2）突破時(shí)空，修改完善

在以往美術(shù)創(chuàng)作中，要攜帶作品才能再次加工創(chuàng)作。3D建模作品上傳到云盤后突破了空間的限制，學(xué)生在學(xué)校沒完成的作品可以在家里電腦下載后繼續(xù)完善，哪怕隔了很長(zhǎng)一段時(shí)間突然對(duì)自己曾經(jīng)的作品有了修改靈感，都可以及時(shí)準(zhǔn)確地找到進(jìn)行修改。

三、3D建模技術(shù)運(yùn)用的實(shí)踐反饋

1.不受材料限制，節(jié)約耗材

在傳統(tǒng)美術(shù)教學(xué)中，學(xué)生使用的藝術(shù)創(chuàng)作材料包括畫紙、彩色筆、顏料、輕黏土、卡紙等。創(chuàng)作材料是作品的載體，學(xué)生的所有創(chuàng)作想法都要依靠現(xiàn)有的材料表達(dá)，所以在美術(shù)課堂上，對(duì)美術(shù)材料的依賴是非常嚴(yán)重的，不少美術(shù)教師都面臨過由于學(xué)生缺少工具導(dǎo)致課堂效果不佳的情況。

相比傳統(tǒng)美術(shù)作品受到材料限制，3D建模軟件僅需要一臺(tái)有相應(yīng)軟件的電腦即可，學(xué)生完成的作品以數(shù)據(jù)的形式保存。如果想要實(shí)體的作品，可以將其用3D打印機(jī)打印出來。比起其他在練習(xí)時(shí)會(huì)消耗大量材料的項(xiàng)目，3D建模可以更節(jié)約耗材，只打印真正滿意的作品。

2.上傳云空間，長(zhǎng)期保存

美術(shù)作品往往數(shù)量多、體積大，而立體作品如泥塑、紙藝等在這點(diǎn)上更為明顯。據(jù)學(xué)生反映，除了個(gè)別自己非常滿意的作品外，其余的課后兩天內(nèi)會(huì)丟掉。雖然可以用照片的形式保存作品，但是對(duì)于立體作品來說是失真的，無法完全還原作品的原貌。

3D建模作品以數(shù)據(jù)形式保存，不占用實(shí)際空間，可以做到將學(xué)生由初學(xué)到逐漸熟練的每一個(gè)作品完整保管，對(duì)學(xué)生回顧自己的學(xué)習(xí)軌跡、教師分享學(xué)生案例提供完整素材。傳統(tǒng)立體作品多以照片的形式保存，而3D建模作品展示時(shí)可以展現(xiàn)全貌，保持作品的完整性。

3.多版本加工，教學(xué)便利

在美術(shù)教學(xué)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)教師需要修改學(xué)生作品的情況，這時(shí)候往往會(huì)有兩種不同的選擇。其一，直接在學(xué)生作品上修改，這樣修改效果很直觀，缺點(diǎn)是學(xué)生無法反復(fù)比較修改前后的區(qū)別，由于教師替學(xué)生完成了修改部分，學(xué)生減少了一次練習(xí)的機(jī)會(huì)。其二，教師模仿學(xué)生的作品再創(chuàng)作一份示例模板，再在上面修改，這種方法不適用于太復(fù)雜的作品。這些方法都有各自的缺陷。

在3D建模的創(chuàng)作中經(jīng)常能看到學(xué)生將自己之前的作品加進(jìn)新的作品里當(dāng)素材，如把以前設(shè)計(jì)的“茶幾”放進(jìn)目前完成的作品“客廳”里。由于3D建模的作品都是數(shù)字化的，所以可以輕易地將作品復(fù)制后再加工，這點(diǎn)很好地解決了前面提到的修改學(xué)生作品受到限制的問題。同一素材的多版本加工，教師修改學(xué)生作品、學(xué)生反復(fù)運(yùn)用同一素材、各學(xué)生對(duì)同一素材進(jìn)行創(chuàng)作等方式都給教學(xué)帶來了便利。

圖3 學(xué)生作品《庭院》

上面的學(xué)生作品《庭院》，屬于將多個(gè)作品組合成一個(gè)大型作品的創(chuàng)作。

總之，經(jīng)過三年的實(shí)踐，把3D建模技術(shù)運(yùn)用于中小學(xué)美術(shù)課堂，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維，取得了可喜的成效。新的技術(shù)、新的材料都是美術(shù)發(fā)展的強(qiáng)勁助力，給美術(shù)教學(xué)帶來更多的生機(jī)與活力。