STEAM理念在中職3D設計類課程教學中的實踐探究

封春年

摘要：本文立足于中職計算機應用專業技能課《工業產品設計》和《3ds Max動漫制作》兩門課程的教學，介紹了基于STEAM理念下的中職3D設計類課程教學的實踐探究，通過課程內容的跨學科和教學方式的多渠道，并提出教學“五步法”，最終讓學生獲得積極的學習體驗。

關鍵詞：STEAM;中職;計算機;教學改革

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）16-0083-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 關于STEAM教育理念

STEAM教育理念最初發源于美國，它是科學、技術、工程、藝術和數學五門學科的融合，取了它們的英語首字母組成。它最大的特點就是強調學科的整合和強調綜合能力的培養。

1.1 強調學科的整合

STEAM教育是統整課程、整合教學的代表。STEAM強調知識和技能的整合，這種整合區分于平常的單一學科知識的教學方式，而是強調對學生的整體性視野和思維的培養。學科的整合對教育者提出了更高的要求，因為學科之間的跨界融合，要求教育者具備更廣和更深的知識面。

1.2 強調綜合能力的培養

STEAM教育理念強調創新思維的培養，要求學生在學習過程中“動手動腦”和“做中學，學中做”，旨在培養全面發展的人。實際上，學生的學習與創造能力不是通過單一途徑就可以習得的，而是必須通過課程內容的跨學科和教學方式的多渠道來培養。

2 目前中職3D設計類課程教學存在的問題

目前，中職3D設計類課程教學中主要存在以下問題：學生跨學科的學習能力、學生創新意識和創新能力的培養相當欠缺，體現在以下兩個方面：

1） 中職3D設計類的教學內容以講授單一軟件的知識為依據，學生缺乏跨學科學習能力;

2） 中職3D設計類的教學方式上重軟件使用技巧的傳授，特別缺乏對學生創新思維的引導和啟發，對學生的創新能力亦缺乏系統性的訓練。

針對以上問題，在STEAM理念指導下，我們對中職3D設計類課程教學進行改革，主要通過課程內容的跨學科和教學方式的多渠道兩方面來重點培養學生的創新意識和創新能力，實踐證明，對學生的學習能力提升很有效果。

3 基于STEAM理念的中職3D設計類課程教學中的實踐探究

對中職3D設計類課程教學中的主要弊端，實施基于STEAM理念下的中職計算機教學模式，具有重要意義，具體表現在：

3.1課程內容的跨學科

3.1.1 聯動課程體系

我們對中職計算機專業技能課《工業產品設計》和《3ds Max動漫制作》兩門課程體系進行了聯動設置，比如《工業產品設計》課程涉及構圖和CAD的基礎內容，同樣《3ds Max動漫制作》課程涉及構圖和3ds Max的基礎內容。因此，我們在開設《工業產品設計》和《3ds Max動漫制作》課程之前必須開設《平面構成》《Auto CAD》和《3ds Max 基礎教程》三門課程。通過聯動課程體系的設置，讓學生夯實技能基礎，在《工業產品設計》和《3ds Max動漫制作》兩門課程的教學中起到基礎性的奠基工作。

3.1.2 夯實技能要點

中職生的操作技能是非常重要的，明確課程的技能要點不僅起到事半功倍的作用，最重要的是讓學生聚焦具體的學習目標，明確學習要求，有效進行教學評價，形成一個良性的教學閉環。我們結合學生的實際以及相關技能比賽的要求，對《工業產品設計》和《3ds Max動漫制作》這兩門課程形成了系列的技能要點，在實際的教學過程中，有針對性的夯實這些技能要點，有效提高教學效果。例如，我們對《工業產品設計》課程的零件造型設計的12個案例進行技能點提煉，得出下表所示：

在教學中我們把零件造型設計主要的技能要點進行了分類統計，前10項重要的技能教學點如下：圓角、旋轉、拉伸、掃掠、環形陣列、抽殼、凸雕、貼圖、矩形陣列、放樣。為此，我們在日常的教學中，根據這些技能點有針對性地開展教學，進一步夯實學生的技能，達到事半功倍的效果。

3.2 教學方式的多渠道

3.2.1 推行混合式教學

混合式教學在疫情期間發揮了重要的作用，個人覺得混合式教學不僅僅改革了教學方式，最主要的是對課程的教學團隊進行了有效整合和提升。

結合教師職業能力技能大賽的相關要求，我們組建了3D設計類的課程教學團隊，把3D設計類課程的專業教師的精英力量集中起來，專門搞好一門課程《工業產品設計》，要求每節課都準備有高規格的教學設計，采用混合式教學等先進教學方法，可以制作微課或有相關教學資源支撐。

實踐探索中，我們發現，可以整合多系統來搭建教學平臺，例如利用智慧職教、雨課堂、超星學習通等平臺開展線上線下教學，涵蓋課前導學、課中探知、課后擴展三個方面。混合式教學對分層分類，個性化教學非常有用，例如我們可以課前準備“以學定教”，課中導學“以法優教”，通過提問，投票、小組PK、測驗、小組討論、頭腦風暴等方法開展教學活動，課后拓展“以效思教”，實現學情智能診斷，資源實時推送，實現多元智能評價。

3.2.2 深化校企合作

我校為了進一步深化校企合作、產教融合，創新校企合作協同育人模式，學校的計算機應用專業與玉林陽光稻田美育中心進行了校企合作。

首先，整合校企資源，將學校計算機技能競賽實訓工作室與玉林陽光稻田美育中心有機地融通共享，借助玉林陽光稻田美育中心的3D打印機、智能機器人等一批設施設備來拓展學生的視野。

其次，在資源整合基礎上，充分吸收一系列3D設計在中小學科技輔導的典型案例，以培養學生創新能力為根本，跨學科重組教學內容，進行“任務驅動、項目導向”的教學，最終開發并形成一系列適合中職生實際應用的3D設計教學案例。

最后，著手實施人才培養模式改革，將前期開發的一些關于3D設計的綜合項目案例應用到計算機教學中去，在中職計算機應用專業進行教學改革的實踐探究，使學生在探索性、自主性、研究性的學習活動中發展學生的創新思維，進而提高學生的實踐創新能力。

3.2.3 以賽促教，以賽促學

中職生目前有兩個比賽影響力較大，一個是中職學生技能比賽，另一個是中小學電腦制作比賽。這兩個比賽都有關于3D設計的相關項目。比如學生技能比賽就有兩項：《動畫片制作與VR設計》和《工業產品設計與創客實踐》，中小學電腦制作比賽專門就設置有《3D創意設計》賽項。我們中職學校的計算機教學可以立足于這兩個比賽平臺，結合比賽的相關要求開展學科的整合教學，并積極組織學生參加這兩項比賽。因為比賽不僅僅要求會使用三維軟件就行，最主要的是如何展示出學生的創意設計及創新能力。這迫切需要其他學科的支撐：比如色彩的搭配、機械運動的配合、數學上的邏輯運算等等。

此外，借助這兩個比賽平臺，不僅可以檢驗學生的學習成效，還可以培養學生的創新思維，同時對培養學生的職業能力也是相得益彰。

3.2.4 社團風采展示

在中職學校開展豐富多彩的社團活動，促進學生在思想品德、個性特長、實踐創新能力上的發展，進而實施多元評價，是非常有必要的。教師要積極鼓勵學生根據自己的興趣愛好和個人特長，主動地參與各類社團活動，讓每一位中職學生都能在學校里找到一個展示自我風采，適合自身發展的舞臺。

針對中職3D設計類課程，我們組織學生開展了設計社團，在設計社團中，不定期地組織學生圍繞某一個實際的主題或項目來進行創意設計，特別鼓勵讓學生以團隊的形式來創意作品的設計和制作。例如每年的職業教育活動周上，我們都會設定一個主題，組織學生進行創意設計;再比如我們發現計算機應用專業的學生普遍喜歡玩手機游戲，我們就讓學生針對手機游戲《王者榮耀》來進行地圖的創意設計，學生可以利用3ds Max軟件來設計屬于自己的3D地圖，通過這樣，積極地引導學生把平時的技能融入自己的生活場景中去，類似這一類活動，學生們是非常感興趣的，學習的積極性也很高。

俗話說，興趣是最好的老師。通過常態化的有效的社團風采展示活動，激發學生的學習興趣，讓學生在豐富課余生活的同時，也提高了學習專業技能的積極性。

4 基于STEAM理念的中職3D設計類課程教學“五步法”

結合STEAM理念，我們積極探索在中職3D設計類課程教學中的改革，在實踐中提煉并形成了一套有效的教學方案“五步法”，主要分為以下五個步驟。

4.1 情境——點燃設計欲望

STEAM的教學模式通常會先引導學生在特定的問題情景中提出問題，在拋出問題的基礎上，促使學生圍繞這個問題展開進一步的思考和探究。在3D設計類專題實踐課上，通過創設情境來引入，可以使學生快速產生創作的興趣，充分調動起課堂的積極氛圍。

4.2 探究——構思設計方案

STEAM的教學要求教師充分了解學生的學習特點，在基于核心問題、構思設計、任務探索等過程中，和學生進行有效的互動。在3D設計類專題實踐課中，我們可以圍繞“怎么設計？”這一基本問題，讓學生能過頭腦風暴、小組討論、投票PK等方式自主探究其設計對象的制作原理、影響因素等。

4.3 交流——完善設計草圖

STEAM教學的探究活動過后，學生需要對上一階段的各種解決方案進行篩選，確定出一種可行的解決方案，并為之繪制三維模型。在3D設計類專題實踐課中，二維草圖繪制是教學重點，絕大部分的三維模型都是基于二維草圖來進行拉伸、掃掠、旋轉等操作。

4.4 合作——制作最佳模型

在STEAM課堂教學中，教師可根據教學內容指導學生合作交流。在3D設計類專題實踐課中，學生在學完相關的基礎操作知識后，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學習，反復的嘗試，最終達到成功裝配模型的目的。這樣一來，學生對相關軟件實現的技術細節有了更進一步的了解，操作技能也會更規范，更熟練。

4.5 反饋——展示模型風采

在教學的最后，教師要對整個STEAM活動課堂進行總結和反饋。在課堂結束前，教師要對學生整個STEAM活動過程做出反饋，如自主探究的成果，草圖繪制的規范和三維建模的優劣等。最后，教師逐一或精選展示學生創意設計的作品。通過各個小組的展示活動，學生有了成就感，體驗到3D設計學習的樂趣，對三維設計作品更有信心。

5 結束語

本文基于STEAM教學理念，立足于中職計算機3D設計類課程教學的實踐探究，圍繞培養跨學科學習能力和創新素養這一核心問題，以中職學生技能大賽和中小學電腦制作比賽兩個平臺中計算機類項目《3D設計》為切入點，對中職計算機教學進行教學改革與實踐提供了一些思路和案例，最終讓學生獲得積極的學習體驗。教學實踐證明，學生創新能力的培養成效顯著，在2019年廣西中小學電腦制作3D創意設計高中組項目中，我校劉廣海同學的作品《植樹機器人》和李敏怡同學的作品《創意桌面魚池》雙雙獲得一等獎。

參考文獻：

[1] 鄭光輝，鄭高元.基于STEAM理念的中職創新教育實踐活動研究[J].職業教育（下旬刊），2019，18（9）：80-84.

[2] 底利娟.STEAM理念在中職計算機專業教學中的實踐探究[J].教育教學論壇，2020（27）：349-350.

【通聯編輯：光文玲】