指向創新素養培育的三維作品與創意教學建議

趙偉剛 山東省淄博市基礎教育研究院

孫波 山東省教育科學研究院

為滿足學生個性化的發展需要，《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課程標準”）在選擇性必修課程中設置了“三維設計與創意”教學模塊，其中包括“三維設計對社會的影響”“三維設計與創意”“三維作品發布”三部分內容。通過對課程標準內容要求的深入解讀，不難發現“三維作品與創意”是該模塊的核心教學內容。因此，教師要精準把握該部分課程標準要求，注重學科核心素養在教學實踐中的滲透，以滿足學生多元需求，促進學生個性發展和創新素養提升。

● 課程標準要求

課程標準明確要求：在“雙基”層面，掌握三維設計、作品渲染的基本方法，培養三維設計的理念，形成三維設計意識，提升思維、設計、表達的能力；在學科思維層面，需要通過掌握建模以及設計的基本思想和方法，合理創設模塊，培養模塊化、系統化信息處理的能力，能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建構模型，發展計算思維；在問題解決層面，利用數字化學習環境，從生活、學習實際需求出發，對作品添加自己的創意，培養數字化學習能力與創新意識；在學習交流互動過程中，感悟信息技術以及創新、創意對社會生產生活的影響，培養信息社會責任。

● 教材內容分析

在國家教材委員會審核通過的各版本教材中，有關“三維作品與創意”的設計框架有相似之處，也各有特色。大多是按照“三維設計的基本方法——三維建模基礎——三維作品渲染——三維動畫制作”的流程展開的。教科版將“三維動畫制作”放到了第五單元“三維作品發布”中。各版本教材基于不同的三維建模軟件展開教學，這些建模軟件各有特色，但基礎原理和基本操作相似。各版本教材具體編排情況如下頁表所示。

● 教學實施建議

1.培育創新意識，發展學科素養

三維作品創作的教學一般要遵循規劃設計、制作建模、渲染輸出三個步驟，其中三維建模是教學用時較多的環節。讓學生掌握三維建模的基本方法和基本技能固然重要，但該模塊更深層的價值還在于培養學生創新素養和問題解決能力。因此，在教學實踐中要避免只重視講授建模操作，忽視設計創意的培養。畢竟，只有讓學生經歷確立制作目標、制訂設計方案、準備相關素材、添加創新創意等規劃設計的全過程，才能使其更好地體驗三維設計的價值，激活學生創新意識，激發學生持續深入學習的興趣。

在講授具體建模方法之前，可以先與學生分享以往的優秀學生作品，分析如何從學習與生活需求出發，從現實情境中發現真正的需求，指導學生做好設計的需求分析，優化作品設計。在教學實施過程中，教師要注重創新氛圍的創建，參照浙教版和教科版的相關章節內容，通過分享古今中外經典有趣的創新案例、創新方法，讓學生初步掌握發現問題、尋求解決方案、快速原型、添加創新創意的基本方法，倡導科學方法引領下的求異思維，為學生實現從模仿到創新的跨越打下基礎。有了這些方法和工具的支持，就會有更多的學生在后續創新創意的過程中有所作為，從而促進學生創新思維的萌發，培育學生創新意識。

2.先模仿后探究，搭建項目學習腳手架

基礎入門、技能提升、優化完善是三維建模學習的基本流程。教師可以選用教材中的案例進行基礎入門教學，發掘符合學情、校情的教學資源作為提升完善階段的項目素材，制訂符合各階段學習特點的評價量規，指導學生圍繞評價量規，進行“模仿——提升——創意——交流”。

教材版本 章 節 所用建模軟件第2單元 三維設計過程2.1分析與構思2.2設計與制作2.3評價與改進第3單元 三維建模方法3.1基本實體建模3.2二維轉三維建模3.3三維掃描建模教科版3D One第4單元 三維視覺呈現4.1貼圖與視覺呈現4.2材質與視覺呈現4.3燈光與視覺呈現第5單元 三維作品創意5.1三維創意的形成與實現5.2三維創意的評價與調整5.3三維創意的分析與應用第2章 三維作品的設計與創意策劃2.1三維作品的設計和實施過程2.2三維作品的創意與策劃2.3三維作品稿本編寫和動畫腳本設計第3章 三維模型設計與制作粵教版3.1三維模型設計活動3.2三維模型的工作原理與工具3.3三維模型的設計方法3.4三維模型的制作Blender第4章 三維模型的材質紋理制作與渲染輸出4.1三維模型的材質與紋理4.2三維模型的UV展開與紋理制作4.3三維模型的渲染輸出第5章 三維動畫設計與制作5.1三維動畫基本知識5.2基本動畫制作5.3骨骼動畫設計與制作第2章 三維作品的設計與建模浙教版2.1三維作品設計2.2三維建模基礎2.3三維模型創作2.4三維模型渲染 3Ds Max第3章 三維動畫制作3.1三維動畫概述3.2三維動畫制作方法3.3三維動畫調試與輸出第2章 構建三維模型（2.1.1-2.3.2）2.1三維建模基礎2.2設計和新建三維模型2.3三維模型的裝配和發布人教-中圖版3.1三維創意設計原則3.2三維創意作品賞析3.3規劃設計三維動畫作品3.4構建三維動畫作品的模型3.5為三維動畫添加材質、攝像機和照明3.6三維動畫實現和作品發布3D One、Maya第3章 設計與制作三維創意作品（3.1.1-3.6.3）

作為基礎入門，一般要從熟悉建模軟件界面、掌握基本建模工具和常用命令入手，需要教師演示講授、學生模仿練習，此時“形似”是評價學生作品的重要指標。

在技能提升階段，建議教師準備多個難度適中的微項目（如花瓶、社團徽章、手機支架、簡易筆筒等），給學生提供參考效果圖、關鍵技術提示，并且提供相關技術實現的微課資源和技術文檔，作為學生學習探究的腳手架。每3～5名學生組成一個學習小組，依興趣選擇項目探究，通過小組成員間、師生間的思維碰撞，提高創作效率。在建模過程中，引導學生充分考慮物體的形狀與結構特點，發揮空間想象力，在充分熟悉各種基本操作的基礎上，創作出符合預期的三維作品。鼓勵學生將創新創意融入作品，最后進行小組交流展示和互評。此時，評價指標應聚焦到學生能否準確抽象對象、適恰選取工具、靈活應用技術、恰當解決問題。小組間的展示交流分享，可以拓展學生視野，開啟學生思維，其間遇到的困惑和解決問題的方法，更是團隊重要的學習生成，會為后續項目的開展做好鋪墊。在選擇微項目前，要引導學生充分考慮所選微項目成果與最終制作目標的成果延續。

在完善優化階段，教師要鼓勵學生對現有的作品（或者教師提供的半成品）進行創意和效果的再優化。在項目學習過程中，教師要做好過程性把控和過程性評價，給學生提供豐富的學習資源，引導學生用好三維建模網絡社區資源。該階段的評價指標要增加創新元素的權重。

3.注重方法總結，滲透算法思想

三維設計與創意強調理論和實踐并重，所以教學中要注重基本方法的梳理。例如，在三維建模過程中，引導學生總結三維建模的基本思路、一般方法以及這些方法都適用于哪些場景；在欣賞三維動畫作品時，嘗試總結三維創意設計、三維場景設計的一般性原則，以幫助學生更好地完成三維作品的創作。

教學中注重簡單算法思想的滲透。以Blender為例，在講授環切、循環邊、并排邊等基礎操作時，需要強調在建模過程中盡可能使用四邊形面，避免使用三角形面。在此，教師要講清楚其中的算法原理，助力學生知識遷移。在用到衰減等編輯時，學生就會很容易理解為什么四邊形的網格變形非常自然，而三角形的網格變形會比較夸張。同樣，頂點的倒角也需要注意通常將段數設置為偶數，否則無法得到預期的效果。對于物體表面的細分修改，要讓學生理解平滑細分的視圖等級并非越高越好，需要在設計優化和系統資源占用之間權衡擇優。

總之，三維建模軟件功能強大，操作復雜且命令靈活，加上學習任務相對開放，課時有限，因此，“三維作品與創意”的教學對授課教師提出了很高要求。教師要在熟練駕馭三維建模軟件的基礎上，優化教學設計，在教學實踐中，注重實例演示和項目實操相結合、模仿探究與創新素養培育相結合、方法梳理與算法思想講授相結合，從而培養學生動手實踐能力和知行合一精神，發展學生空間想象和綜合思維能力，讓學生在三維創意實踐和體驗創新過程中收獲成就感。