思维可视，设计有方——借助3D建模技术培养学生设计思维

单欣然（广东省广州市南国学校 510627）

一、问题的提出

美术学科中的创新教育，学生的创新想法大多通过说、画或是手工等方式表达，且大都止步于此。义务教育阶段美术课程中设置“设计·应用”学习领域，目的是培养学生形成设计意识和提高动手能力。而在实际的教学中，学生习惯按照教师演示或教师布置的操作步骤实践，制作过程无须过多思考，缺乏通过设计解决真实问题的能力，学生的设计思维没有得到应有的培养。

陶行知先生说：“迷信、成见、曲解，都像裹头巾一样，禁锢了儿童的创造力。要解放他们的头脑，使他们能想；要解放他们的双手，使他们能干。”近年来，笔者一直尝试借助3D打印的建模技术，在美术教学中将学生“具象思维”的培养融入设计思维的理念，学思结合，知行合一，将学生的创意以产品化的方式呈现，然后学生在实践中验证自己想法的可行性、合理性，并加以完善。

二、实施策略

1.3D建模技术运用的课前准备

（1）掌握3D建模软件的操作

以3D建模为载体的美术课堂，学生需要提前掌握一定的建模技术。目前市面上的3D建模软件很多，有些虽然功能丰富，但操作难度较大，结合中小学生学习情况，可以采用3D One、123D Design这类易上手的软件。以五年级学生为例，大约需要6个课时的学习，可以基本掌握3D One软件里基础功能。

（2）设计思维的引入

本研究所指的设计思维是一个创新性的过程，包括探索、构思、制作、评价等一系列灵活的环节，将思维轨迹体现在设计过程中，通过团队间思维的碰撞促进设计的优化，必须遵循需求性、可行性、延续性三大创新要求，最终引导设计制品的生成。

（3）进行学情诊断测查

3D建模学习的不同阶段，学生的创作侧重点是不同的。学生刚接触软件的阶段，作品大多是各种几何体的拼凑；在学习了切挖、抽壳、草图绘制等基本功能后，可以完成一些简单的主题任务；在熟练软件操作后，可以发挥自己的创造力设计精细的大型作品。

（4）制作教学资源资料包

教师在备课时提前准备各种参考资料，在课堂上发送到学生电脑上，学生可以根据自己的能力和兴趣挑选合适的资源进行学习，如《糕点盒的设计》一课，教师将多种不同造型的糕点盒按容易、中等、有难度保存到资料包，并包含多种糕点盒装饰元素的制作教程，也提供了可以另外收集资料的网站，在该课的学习中，学生自行挑选有用的资源，提高课堂效率。

2. 3D建模技术的课堂实施

设计思维是指针对真实的问题，以提出解决方案为导向的思维形式，其中所面对的问题与现实世界密不可分。设计思维通过融合理性思维与创造性思维，实现个体有效构思方案，创造性地解决问题。

（1）创设情境，感知问题

教师创设问题情境，让学生通过换位思考，感知问题，如以“独居老人好帮手”为主题，探讨目前独居老人面对的社会难题，思考如何通过建模设计，创作出便于独居老人生活的好物品。针对老人腿脚不方便的问题，学生设计可以爬楼梯的椅子；针对老人记性不好的问题，学生设计多功能提醒器；针对老人独居难以求助的问题，学生设计紧急情况呼救器。

（2）平面设计，搭建支架

虽然3D建模创作的载体是电脑软件，但在课堂上可利用纸艺、黏土、积木等材料作为教辅工具，让学生在纸上画出平面设计草图，帮助刚接触3D建模软件的学生快速表达自己的想法，让老师能根据设计图提供相关创作技法知识给学生。

（3）虚实结合，开发思维

3D建模时，教师可以运用立体实物辅助教学，帮助学生加深对立体构成的理解，如《有趣的榫卯》一课中，教师拿出一张榫卯结构的板凳让学生观察其结构，观察木头之间独特的连接方式，从而加深对“榫卯”这一概念的理解。

在《糕点盒的设计》一课中，教师给学生发放造型各异的纸盒平面模型，让学生尝试自己拼装立体纸盒。盒子造型多样，结构也各不相同，有房屋形、铅笔形、八角形等，帮助学生打破原有“盒子是方形”的固化思维。

（4）云空间共享，多元化评价

作品点评在美术教学中占到很重要的一部分，及时反馈学生作品的完成情况对学生了解自己的优点和不足有很大作用。学生将完成的作品保存到云盘，教师接收后展示，展示采取自评、互评、师评的多元评价模式。根据互评的结果，每个同学思考改进自己的作品。

图1 学生互评前三名的作品

图2 学生作品《电能洒水器》

3. 3D建模技术的课后延伸

（1）社区平台，展示创意

学生课后会把完成的作品上传到3D社区平台，供其他人欣赏。由于社区平台会根据作品质量、点击量、下载量等数据给学生发放虚拟积分奖励，对学生保持创作热情有很大的作用。通过社区平台的展示，学生、家长及其他社区用户都能了解该学生学习历程，很多案例可以通过作为经验再传授给新的一批学生。

（2）突破时空，修改完善

在以往美术创作中，要携带作品才能再次加工创作。3D建模作品上传到云盘后突破了空间的限制，学生在学校没完成的作品可以在家里电脑下载后继续完善，哪怕隔了很长一段时间突然对自己曾经的作品有了修改灵感，都可以及时准确地找到进行修改。

三、3D建模技术运用的实践反馈

1.不受材料限制，节约耗材

在传统美术教学中，学生使用的艺术创作材料包括画纸、彩色笔、颜料、轻黏土、卡纸等。创作材料是作品的载体，学生的所有创作想法都要依靠现有的材料表达，所以在美术课堂上，对美术材料的依赖是非常严重的，不少美术教师都面临过由于学生缺少工具导致课堂效果不佳的情况。

相比传统美术作品受到材料限制，3D建模软件仅需要一台有相应软件的电脑即可，学生完成的作品以数据的形式保存。如果想要实体的作品，可以将其用3D打印机打印出来。比起其他在练习时会消耗大量材料的项目，3D建模可以更节约耗材，只打印真正满意的作品。

2.上传云空间，长期保存

美术作品往往数量多、体积大，而立体作品如泥塑、纸艺等在这点上更为明显。据学生反映，除了个别自己非常满意的作品外，其余的课后两天内会丢掉。虽然可以用照片的形式保存作品，但是对于立体作品来说是失真的，无法完全还原作品的原貌。

3D建模作品以数据形式保存，不占用实际空间，可以做到将学生由初学到逐渐熟练的每一个作品完整保管，对学生回顾自己的学习轨迹、教师分享学生案例提供完整素材。传统立体作品多以照片的形式保存，而3D建模作品展示时可以展现全貌，保持作品的完整性。

3.多版本加工，教学便利

在美术教学过程中，经常出现教师需要修改学生作品的情况，这时候往往会有两种不同的选择。其一，直接在学生作品上修改，这样修改效果很直观，缺点是学生无法反复比较修改前后的区别，由于教师替学生完成了修改部分，学生减少了一次练习的机会。其二，教师模仿学生的作品再创作一份示例模板，再在上面修改，这种方法不适用于太复杂的作品。这些方法都有各自的缺陷。

在3D建模的创作中经常能看到学生将自己之前的作品加进新的作品里当素材，如把以前设计的“茶几”放进目前完成的作品“客厅”里。由于3D建模的作品都是数字化的，所以可以轻易地将作品复制后再加工，这点很好地解决了前面提到的修改学生作品受到限制的问题。同一素材的多版本加工，教师修改学生作品、学生反复运用同一素材、各学生对同一素材进行创作等方式都给教学带来了便利。

图3 学生作品《庭院》

上面的学生作品《庭院》，属于将多个作品组合成一个大型作品的创作。

总之，经过三年的实践，把3D建模技术运用于中小学美术课堂，培养学生的设计思维，取得了可喜的成效。新的技术、新的材料都是美术发展的强劲助力，给美术教学带来更多的生机与活力。