基于STEAM理念的3D建模课程创新实践探索

叶俊卿

摘要：3D建模课程是培养中职学生3D建模实践应用技能的核心课程。教学中，笔者尝试使用STEAM教学理念，通过精心设计的项目，以“水杯设计”为例，提升中职学生对3D建模课程的学习兴趣。

关键词：STEAM理念；3D建模；课程创新；实践探索

中图分类号：G632.0文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）07-0141

在3D建模课程的教学实践中，笔者发现3D建模技术可以有效地激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素养，促进学科整合创新的效果。但为了实现教学“效率”的最大化，教师往往习惯于将知识和技能通过案例示范教学灌输给学生，注重知识传递的效果，让学生的学习常常停留在浅层学习（简单记忆，简单模仿）的阶段，当面对实际问题的挑战时，就缺乏足够的创新实践能力。

笔者从STEAM教学理念的角度设计3D建模的课程创新实践内容，运用团队合作、项目设计、形式多样、学生中心，利用相关教学设计及教学实践提升了学生在3D建模课程教学过程中的地位及作用，进而有效地激发了学生学习的主动性及热情度。

一、课程性质及教学理念

3D建模就是通过3D建模软件通过虚拟三维空间构建出三维数据的模型。数据模型可以通过3D打印机打印出实物模型，为学生开展探究式学习活动提供了丰富的物质基础。而STEAM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineer）、艺术（Arts）和数学（Mathematics）的首字母缩写，但STEAM教学理念的内容超过了其首字母缩写所包含的内容，它远不止于科学、技术、工程、艺术和数学教育。“STEAM教育具备9个核心特征：跨学科、趣味性、体验性、情境性、协助性、设计性、艺术性、实证性和技术性。”

STEAM教学理念旨在使学生参与以活动为基础、以项目为基础和以问题解决为基础的学习，它为学生提供了一种动手实践的课堂体验。学生在运用他们所学到的多学科知识来应对世界重大挑战时，他们创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。

二、3D建模课程“水杯设计”课程创新设计

1.课程内容五大版块

（1）提出问题

在基于STEAM教学理念的教学模式下，如何设计一个水杯？

要进行问题解决，首先要明确目标是什么？问题解决的目标决定了后继学习的路径，将目标定为“杯子的外观视觉美”和将目标定为“杯子的使用功能”，问题解决的路径是完全不一样的。其次问题解决过程要分析可能碰到的障碍和可以利用的资源。问题解决中的障碍往往是客观存在的，是伴隨着问题情境出现的，难以克服。这就需要对问题情境进行仔细分析。如果学生不对问题情境进行仔细分析，得出的结论往往是粗糙的。对这些障碍性条件的分析有助于强化学习，加强对概念的理解。

（2）构建知识

根据问题分析的结果，小组成员通过听、说、读、写等方式进行信息交流，阅读相关背景知识，联系相关的概念、原理和规则；设计调查方案，寻找多样的信息和数据获取的渠道；学习使用思维导图、组织图、数据表等可视化的思维工具，来辅助自己的学习和问题解决。在构建知识的过程中，了解他人的差异性和多样性，学会团队合作，学会表达和仔细倾听，学会统整来自声音和视觉等信息的能力，促进知识的建构。

（3）设计模型

根据不同的功能需求先手绘草图，再用3D建模软件Rhino来设计相应3D模型。确定设计方案后，根据分工，有的学生负责Rhino操作，有的学生负责技术文档创建，还有的学生负责素材、技术资源的搜索补充，协同合作完成设计任务。

（4）测试作品

作品完成后，先进行小组内测试修整、协商讨论等。教师从旁协助，以学生自主学习研究为主导。

（5）展示成果

基于STEAM教学理念的课程学习的真实性，对整个过程中，每个阶段都有相应的成果目标，将这些阶段性的成果资料信息化后，再通过整理编辑成项目成果，轮流进行演示、答辩、评价，并结合每个环节教师意见和小组意见进行总结评价。

2.总结与探索

笔者通过对各小组课程前、课程后的调查，发现学生的兴趣提高了，学生在课程中的参与程度得到深化。笔者设计的相关课程创新取得了较好的教学效果，但在课程实践的过程中也发现了新的问题。

（1）教师作用需要引导化

在教学过程中，教师的作用是巨大的，教师不仅要传授知识，还要管理项目的开发，并且要对学生进行项目规划、目标规划、信息素养的培养、生活心理等各方面的指导和监控。因此，在这种教学模式下的教师，不仅仅是学生的教师，更是学生的合作伙伴、朋友，甚至充当协调小组内部问题的协调员。根据课程开展情况，教师需采用灵活多样的教学形式来引导学生，并根据学生的学习初始能力不同、个性特点不同、兴趣爱好不同，有针对性地进行教学，以真正达到个性化教学的目的。

（2）项目设计需要生活化

STEAM教学环境需要具有强烈的实战性，项目学习所得的技能也都是现在社会所需要的技能；因而学生才会在教师指导下，投入到基于STEAM教学理念的3D建模创新课程学习；所以3D建模创新课程的项目设计，需要具有很强的生活性，最好是与学生现实生活息息相关、紧密联系的。

（3）学习组织需要合作化

基于STEAM教学理念的3D建模创新课程学习强调的是责任和合作，每位成员都需要参与项目探究，都有责任和义务共同构建学习小组，完成项目任务。“如有组员袖手旁观，什么都不干，我们该怎么办？”教师可以协助成员分配不同的角色任务，成员之间相互探讨、相互鼓励，共同解决遇到的种种问题，从而获得学习经验，提高协同能力，使每位成员都能具备不可替代的作用。

综上所述，基于STEAM教学理念的3D建模课程创新实践有利于中职学生学习兴趣的提升。虽然这种课程创新实践对教师和学生都提出较高的要求，在教学实践中也存在一定的难度，但是这种模式能够满足学生个性化需求，有效提升学生的学习兴趣，引导学生自主发展，因此值得在教学实践中推广和探索。

参考文献：

[1]杨伟群.3D设计与3D打印[M].北京：清华大学出版社，2015.

（作者单位：浙江省乐清市职业中等专业学校325600）