探究三維設(shè)計(jì)教學(xué)，提升創(chuàng)新實(shí)踐能力
——例談“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”教學(xué)

錢曉琪 安徽省淮北市教育科學(xué)研究所

陳思 安徽省淮北市第一中學(xué)

高中信息技術(shù)選擇性必修模塊5“三維設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”旨在培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科綜合思維能力，“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”單元是該模塊的核心組成部分，貫穿模塊教學(xué)的始終。下面，筆者從課標(biāo)要求、教材內(nèi)容安排和實(shí)施建議三個(gè)方面，探討“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”單元的教學(xué)，以期從改變?nèi)S設(shè)計(jì)的課堂組織方式開始，創(chuàng)新課堂教學(xué)，多角度提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

● 深刻領(lǐng)會(huì)新課標(biāo)要求

課標(biāo)中對(duì)“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”單元教學(xué)內(nèi)容提出了明確的要求[1]，如右圖所示。

本單元在教學(xué)過(guò)程中，需要讓學(xué)生體驗(yàn)利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行完整的三維創(chuàng)意設(shè)計(jì)的過(guò)程與方法，在模仿、理解、創(chuàng)新的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用各種信息資源，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新和信息社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)。本單元的主要教學(xué)內(nèi)容圍繞三維作品的建模、設(shè)計(jì)、創(chuàng)作、表達(dá)及完善展開。

● 項(xiàng)目引領(lǐng)，合理使用教材

不同版本的教材在編排“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”單元教學(xué)內(nèi)容時(shí)略有不同。人教—中圖版通過(guò)不同的項(xiàng)目完成“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”單元和“三維作品發(fā)布”單元教學(xué)，兩個(gè)單元的內(nèi)容穿插編排，保持了項(xiàng)目實(shí)施的連貫性；教科版、粵教版和浙教版都是通過(guò)同一個(gè)項(xiàng)目案例，貫穿整本教材，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中對(duì)項(xiàng)目更加熟悉；滬科版則設(shè)置了盡可能多的項(xiàng)目，讓學(xué)生感受到三維作品無(wú)處不在。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以根據(jù)學(xué)生情況靈活處理，參考并整合各版本教材的項(xiàng)目，力爭(zhēng)使項(xiàng)目實(shí)施滲透信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。下頁(yè)表所示是五個(gè)版本教材針對(duì)本單元的具體編排情況。

5.3 通過(guò)剖析、模仿三維作品的樣例，掌握三維設(shè)計(jì)的基本方法，嘗試添加并實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意。5.4 了解三維設(shè)計(jì)中建模的意義，能從建模的思想出發(fā)，合理創(chuàng)設(shè)模塊，進(jìn)一步規(guī)劃完善三維作品的設(shè)計(jì)。5.5 從生活與學(xué)習(xí)需求出發(fā)，利用三維設(shè)計(jì)軟件創(chuàng)作三維作品，添加適當(dāng)?shù)男Ч_(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

教材版本 單元名稱 主題學(xué)習(xí)項(xiàng)目人教—中圖版第2章 構(gòu)建三維模型 三維飛機(jī)巧設(shè)計(jì)第3章 設(shè)計(jì)與制作三維創(chuàng)意作品 三維動(dòng)畫我制作滬科版第二單元 三維圖形的創(chuàng)建與優(yōu)化創(chuàng)建馬克杯模型創(chuàng)建餐桌模型制作餐桌產(chǎn)品宣傳彩頁(yè)第三單元 三維動(dòng)畫的設(shè)計(jì)與創(chuàng)意撰寫三維動(dòng)畫短片策劃方案制作三維動(dòng)畫短片教科版第2單元 三維設(shè)計(jì)過(guò)程 三維臺(tái)燈的設(shè)計(jì)第3單元 三維建模方法 學(xué)習(xí)環(huán)境的三維設(shè)計(jì)第4單元 三維視覺(jué)呈現(xiàn) 臺(tái)燈的視覺(jué)呈現(xiàn)粵教版第二章 三維作品的設(shè)計(jì)與創(chuàng)意策劃 切割機(jī)器人三維作品的設(shè)計(jì)與創(chuàng)意策劃第三章 三維模型設(shè)計(jì)與制作 切割機(jī)器人的三維模型設(shè)計(jì)與制作第四章 三維模型的材質(zhì)紋理制作與渲染輸出切割機(jī)器人三維模型的材質(zhì)紋理制作與渲染輸出第五章 三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作 切割機(jī)器人三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作浙教版第二章 三維作品的設(shè)計(jì)與建模 教室改造創(chuàng)意行動(dòng)——構(gòu)建3D教室模型第三章 三維動(dòng)畫制作 教室改造創(chuàng)意行動(dòng)——漫游3D教室

● 教學(xué)實(shí)施建議

1.樹立立德樹人育人方向

課標(biāo)指出，基礎(chǔ)教育課程是國(guó)家意識(shí)在教育領(lǐng)域的直接體現(xiàn)，在立德樹人中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。教師在“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”單元進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)挖掘課程的育人價(jià)值，做到全程育人、全方位育人。

教師可以在教學(xué)設(shè)計(jì)中加入一些中國(guó)元素[2]，如在對(duì)三維作品進(jìn)行分析時(shí)，可以將C919、長(zhǎng)征系列火箭、中國(guó)三艘航母作為典型的三維作品案例與學(xué)生共同分析；在三維作品貼圖設(shè)計(jì)中可以加入中國(guó)結(jié)、剪紙、京劇臉譜等元素為作品添彩；在三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)中可以與學(xué)生共同觀看中國(guó)空間站機(jī)械臂功能，在虛擬世界中實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂抓物的動(dòng)畫設(shè)計(jì)。在課程中加入中國(guó)元素，可以引燃學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，充分發(fā)揮課程的育人價(jià)值。

2.合理組建學(xué)習(xí)小組，重構(gòu)課堂組織方式

課標(biāo)在本單元教學(xué)提示中指出，要注重培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)精神。“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”課程內(nèi)容特色鮮明，可以引導(dǎo)學(xué)生開展小組學(xué)習(xí)，互幫互助，共同進(jìn)步。在組建學(xué)習(xí)小組的時(shí)候，不僅要考慮學(xué)生的基礎(chǔ)及知識(shí)儲(chǔ)備，還要考慮學(xué)生的興趣愛(ài)好，可以按照組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)進(jìn)行分組。

根據(jù)前面教學(xué)內(nèi)容的分析，三維作品一般包括靜態(tài)的三維圖形設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)的三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)兩個(gè)方向，教學(xué)重點(diǎn)是三維圖形作品設(shè)計(jì)，教師可以提供多個(gè)研究方向讓學(xué)生選擇：①生活用品方向，如臺(tái)燈、餐桌、手辦公仔造型；②建筑布景方向，如橋梁、園林造型、3D校園設(shè)計(jì)等；③機(jī)械模型方向，如工業(yè)機(jī)器人、飛機(jī)模型等。學(xué)生先根據(jù)愛(ài)好選擇不同的方向，再根據(jù)創(chuàng)作興趣分成若干個(gè)小組，每個(gè)小組3～5人。這樣的分組方式可以讓學(xué)生保持更好的參與度和創(chuàng)新熱情，同時(shí)項(xiàng)目的開放性及解決方案的多樣性，又為學(xué)生提供了自由創(chuàng)作的空間，確保學(xué)生個(gè)性化發(fā)展得到支持。

3.構(gòu)建數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)，豐富課程資源

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是學(xué)生需要達(dá)成的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)之一。本單元的學(xué)業(yè)要求為：能夠利用數(shù)字化環(huán)境查找學(xué)習(xí)資源，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)的思想、方法與技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)作與表達(dá)，從而達(dá)成數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的培養(yǎng)。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，管理作品資源，創(chuàng)造性地解決問(wèn)題，從而完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)。教師在學(xué)習(xí)平臺(tái)上給學(xué)生提供豐富的課程資源，發(fā)布項(xiàng)目范例；學(xué)生借助平臺(tái)組建學(xué)習(xí)小組，學(xué)習(xí)新知，協(xié)作完善項(xiàng)目實(shí)施方案，實(shí)時(shí)發(fā)布展示項(xiàng)目成果，共同評(píng)價(jià)交流心得。

4.轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，關(guān)注思維培養(yǎng)與創(chuàng)新意識(shí)

基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”課程，不是要把學(xué)生培養(yǎng)成三維設(shè)計(jì)工程師，而是希望學(xué)生理解三維作品設(shè)計(jì)的思想與方法，像計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣去思考并使用數(shù)字化工具進(jìn)行三維建模，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新能力提升。在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，教師需要提供更多理論知識(shí)與設(shè)計(jì)操作的支持，讓學(xué)生明白軟件只是工具和手段，不能把設(shè)計(jì)與創(chuàng)意課當(dāng)成操作軟件技能課。

5.創(chuàng)新教學(xué)形式，多方位培養(yǎng)三維設(shè)計(jì)思想

學(xué)校可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立一個(gè)三維全景課件庫(kù)，讓學(xué)生利用VR眼鏡進(jìn)行觀看，加強(qiáng)學(xué)習(xí)的互動(dòng)性和沉浸式體驗(yàn)，使學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中體驗(yàn)三維效果，切身體會(huì)作品設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)思想，為后續(xù)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與創(chuàng)意提供思路。[3]虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)需要利用三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)環(huán)境空間進(jìn)行建模、場(chǎng)景渲染等，這也是“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”的課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展開教學(xué)能讓學(xué)生更加深切地體會(huì)三維設(shè)計(jì)在生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)作熱情。

在“三維作品設(shè)計(jì)與創(chuàng)意”課程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力需要讓學(xué)生親身感受到創(chuàng)意來(lái)源于生活，因此課堂教學(xué)形式也可以創(chuàng)新。例如，融合STEAM創(chuàng)客教育和通用技術(shù)課程，結(jié)合三維設(shè)計(jì)、開源硬件設(shè)計(jì)等知識(shí)，將創(chuàng)新融入課程始終；參觀當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃展示館，在城市的變遷中感受3D技術(shù)的魅力……借助多種多樣的課堂形式，在課程中滲透創(chuàng)新意識(shí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和信息意識(shí)。

6.多元化評(píng)價(jià)策略，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展

及時(shí)、有效的評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能起到促進(jìn)作用。在課堂教學(xué)中，教師需要靈活運(yùn)用多元化的評(píng)價(jià)方式。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，主要采用組內(nèi)互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)等方式，關(guān)注學(xué)生的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)過(guò)程，為學(xué)生的項(xiàng)目開展提供指導(dǎo)性建議；在成果交流展示環(huán)節(jié)，主要采用小組自評(píng)、小組互評(píng)和教師點(diǎn)評(píng)等方式，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)，尤其是信息意識(shí)和信息社會(huì)責(zé)任等比較容易被忽略的核心素養(yǎng)的提升。