基于3D建模教學的創客教學法研究

□崔 勇

傳統教學仍然是以掌握知識為主，也就是教師講、學生聽，教師操作、學生模擬，只要學生完成作業即可，學生的參與意識、主動學習和探究意識得不到加強，自主學習的潛力得不到開發，因此人才培養的質量很難提高。

一、傳統教學方法的改變——創客教學法

為了進一步突出學生的主體地位，培養其主動學習的積極性，成為既“動手”，又“動腦”還能“創新”的創客型人才，實施創客教學法勢在必行。

1.什么是“創客”？所謂“創客”來源英文單詞mark。狹義上的“創客”是指那些酷愛科技、熱衷實踐、樂于分享、努力把各種創意變成現實的人，廣義上“創客”是指有創意并能付諸實踐創新的人。“創客”的共同特質是創新、實踐與分享，以創客為主體的社區（Hackerspace）則成了創客文化的載體。創客教育的根本目標是讓學生認識自我、學會創新、服務社會，為培養他們的綜合能力和終身發展奠定基礎。

2.什么是創客教學法？所謂的“創客教學法”，就是培養“創客”的教學方法。教育部全國教師教育信息化專家委員會委員黎加厚教授是第一個完整提出“創客教學法”的學者，他提出的“創客教學法”即鼓勵學生在探索、發明和創造中主動學習與協作學習的教學方法，是“做中學”的進一步發展，強調教與學方式的轉型，提倡“創造即學習”。 創課教學法的基本教學觀點是“學習即智造”，基本特點是“有創意、能設計、敢動手、樂分享”。下面結合平陰縣職業中等專業學校在“創客”培養方面的教學，談一下創客教學法的實施步驟。

作為職業學校的建模課，3D打印可以充分開發學生的空間想象力。通過建模軟件，把學生的不同想象作品通過計算機建模軟件做出模型，然后用3D打印的方式把它們變成觸手可及的物品，這是每個學校培養“創客”并進行創客教育的必修課。現在流行的建模軟件有多種，比較適合青少年的3Done是一款可視化完全漢化的建模軟件，是“中央電教館”指定創客大賽軟件，有兩萬多個學校在應用該軟件，這款軟件是專門針對初學者開發的可視建模軟件，一改建模軟件復雜、生硬、抽象、不友好的形象界面簡潔，通過搭積木操作就可以完成建模過程，具有獨特的點變形、類似泥捏方式，能快速改變實體造型，對實體進行扭轉變形等，使學生輕松快捷地實現自己的創意設想，充分滿足學生的好奇心，把學生帶到創意無限的世界。學生可以通過建模提高空間想象力和三維設計的能力，通過討論相互觀摩、改進自己的設計方案，并在線上與別人分享評價，從而充分培養學生的創新能力。

二、創客教學法的基本步驟

1.創意的形成。所謂“創意”即指一個創新的未被證實的想法，是“創客”整個創新思維的起點。要使學生有新想法，即要培養學生的求異思維、發散思維、頓悟靈感思維。教師應該首先展示某個教學項目的初級成果，然后讓學生充分了解并掌握完成這個產品的方法步驟。這個過程是學習消化的過程，必不可少。所有的創意都是在對已有知識充分掌握、了解、吸收的基礎上形成的，學生在掌握基本步驟的前提下，結合自己的生活經驗，加上老師的啟發，產生新的聯想，這就自然而然地形成了新的“創意”。例如，在創客教育的3D打印課上，教師可以先展示某個3D打印的實物，采用項目教學法，展示項目教學的成果、目標、任務，如3D打印的盤子模型等，學生被實物吸引，激發了好奇心，并產生興趣。然后模仿老師的制作過程和方法，跟隨教師一起完成以下步驟：首先繪制草圖，然后用到“基本編輯”命令，用“縮放”“拉伸”“抽殼”鍵，再下一步是“特征造型”，用“渲染”“預制文字”“填充”鍵等，完成一個盤子的模型制作。學生模仿老師的過程中往往會產生“靈感”，如教師制作盤子的過程中，教師應用“預制文字”制成陽刻文字，可以進一步點撥、啟發學生：能不能做出陰刻文字？怎樣做？這樣盤子的造型、風格都發生了變化。教師恰到好處的點撥，可以對學生創意的產生起到“敲門磚“的作用。學生只有成功捕捉稍縱即逝的“靈感”，才能轉化成創意，所以創意的形成一定是從模仿和實踐中來，正如中國教育學會青少年創新思維教育研究中心理事長李亦菲所說：“創新的源泉在于多元化的拆分和組合，三維創新設計教育是開啟創新之門的鑰匙。”所以，創意是在教學實踐中經過思考、討論和教師的點撥產生的。

2.設計。即學生把創意轉化為計算機模型的過程，是一個創作的過程。學生把一個好的想法分步實施，在這個過程中學生可以在掌握建模軟件各項功能的基礎上，以小組為單位，充分討論新創意的可行性；也可以進行線上研討，線上交流是一個更大、更開放的空間，開放的環境更利于點亮思維的火花，一個新的思路可能因此產生。設計的過程對設計者本人而言是一個創作開發的新過程，是克服困難的過程，也是運用已有知識，在一定范圍內學習新的知識技能，解決過去從未遇到過的實際問題的過程。在這個過程中教師要從知識的傳播者退居二線，不對學生進行干預，只在必要的時候加以點撥，給學生留下自主學習、討論的空間。如有的學生受到“盤子”模型的啟發，產生“杯子”設計創意，自己把“盤子”設計中的“草圖繪制”命令改成繪制半徑為20的圓，然后轉成正常視圖，拉伸高度為80，變成錐體、“抽殼”，應用“特征造型”對杯口進行圓角處理，進行“渲染”“貼圖”，完成了“杯子”模型設計。這些模型之間有一定聯系，只要改變幾個步驟就會設計出新產品。

3.制作。即學生通過學習和使用工具將設計變成產品的過程。首先是把用建模軟件設計好的模型轉化成3D打印機能夠識別的文件格式輸出，一般是STL格式輸出，然后通過3D打印機把設計轉化為實物。通過制作過程，學生把虛擬現實、存在計算機中的模型轉化成看得見、摸得著的實物。制作是學生成為“創客”的必經之路，是學生動手的過程。有的學生通過打印輸出了自己喜歡的作品，如桌子、凳子、鐵塔、飛機、儲錢罐等，學生各顯其能，把自己創意轉化成作品。

4.分享。分享從內容上分為成果分享和過程分享，從空間上分為線下分享和線上分享。

（1）成果分享。學生可以把自己的產品、成果與大家分享，分享的過程也是與別人分享快樂的過程。一定要把“創客”的創新過程變成工作并快樂著的狀態，沒有快樂的工作，不會有積極性、創造性。一個大學生曾問諾貝爾獎獎金獲得者李政道教授:“先生，你現在已經功成名就，還每天工作13個小時，你不覺得累嗎？”李教授回答：“我沒有感覺累。因為我工作就是快樂。”可見通過分享，建立“創客”的成就感、幸福感是多么重要。

（2）過程分享。即將創新過程中的方法步驟、設計過程中碰到的問題、如何解決這些問題等與同學進行分享。對于作品里出現的問題，可以借助集體智慧尋求解決方法，這也是一個突破和鞏固的良機；對于學生展示的個性、亮點，這更是一個幫助其他學生拓寬思路的契機。

（3）線下分享。即同班同學、興趣小組、學校創客聯盟內的分享。

（4）線上分享。即在互聯網上的線上分享，也就通過網上QQ群、微信群進行網上分享。還可以把自己作品上傳到網上，供大家欣賞評判；并能轉化成商品，通過下載率來檢驗自己作品的社會認可度。著名的網上平臺“3Done青少年三維創意社區”就包括“作品天地”“模型商店”“創客課程”“大賽活動”等欄目，聚集了全國各地數萬青少年“創客”，通過“作品天地”將作品上傳分享，是“創客”交流學習、分享的良師益友。

5.評價。評價就是對分享后的結果進行重新認識反思的過程。評價分為自我評價、同學互評、老師評價幾種方式，是創客教育應有的環節。

（1）自我評價。即對自己的作品及作品的制作過程，通過對比別人的作品和老師講解，自己評判優缺點的過程。每個人心里都有“一桿秤”，自我評價是對自己水平、能力重新認識的過程，更是一個反思的過程，是自我進步的動力和源泉。

（2）同學互評。同學可以站在友善角度，指出自己沒有看到的優缺點，但評價應具備客觀性、公正性，在激勵、鼓勵的同時要指出其不足。評價別人也是評價者自身能力提高的過程，所以教師應該讓每一個學生充分發言，不能搞“一言堂”，或者少數幾個學生發言，對于不能客觀評價別人的學生，應該及時糾正，不能走過場。

（3）教師評價。教師評價是通過評價進一步激發學生成長為“創客”的自信心、興趣和成就感。有時教師評價可以改變一個人的人生軌跡，對“創客”評價應以培養興趣，讓學生敢于迎接挑戰、有標新立異的思維為主。

總之，創客教育是從“奇思妙想”轉化成“美妙產品”的教育，創客教學法能使學生的學習興趣得到提高、思維品質得到鍛煉、動手能力得到提升。

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