STEAM理念在中职3D设计类课程教学中的实践探究

封春年

摘要：本文立足于中职计算机应用专业技能课《工业产品设计》和《3ds Max动漫制作》两门课程的教学，介绍了基于STEAM理念下的中职3D设计类课程教学的实践探究，通过课程内容的跨学科和教学方式的多渠道，并提出教学“五步法”，最终让学生获得积极的学习体验。

关键词：STEAM;中职;计算机;教学改革

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）16-0083-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 关于STEAM教育理念

STEAM教育理念最初发源于美国，它是科学、技术、工程、艺术和数学五门学科的融合，取了它们的英语首字母组成。它最大的特点就是强调学科的整合和强调综合能力的培养。

1.1 强调学科的整合

STEAM教育是统整课程、整合教学的代表。STEAM强调知识和技能的整合，这种整合区分于平常的单一学科知识的教学方式，而是强调对学生的整体性视野和思维的培养。学科的整合对教育者提出了更高的要求，因为学科之间的跨界融合，要求教育者具备更广和更深的知识面。

1.2 强调综合能力的培养

STEAM教育理念强调创新思维的培养，要求学生在学习过程中“动手动脑”和“做中学，学中做”，旨在培养全面发展的人。实际上，学生的学习与创造能力不是通过单一途径就可以习得的，而是必须通过课程内容的跨学科和教学方式的多渠道来培养。

2 目前中职3D设计类课程教学存在的问题

目前，中职3D设计类课程教学中主要存在以下问题：学生跨学科的学习能力、学生创新意识和创新能力的培养相当欠缺，体现在以下两个方面：

1） 中职3D设计类的教学内容以讲授单一软件的知识为依据，学生缺乏跨学科学习能力;

2） 中职3D设计类的教学方式上重软件使用技巧的传授，特别缺乏对学生创新思维的引导和启发，对学生的创新能力亦缺乏系统性的训练。

针对以上问题，在STEAM理念指导下，我们对中职3D设计类课程教学进行改革，主要通过课程内容的跨学科和教学方式的多渠道两方面来重点培养学生的创新意识和创新能力，实践证明，对学生的学习能力提升很有效果。

3 基于STEAM理念的中职3D设计类课程教学中的实践探究

对中职3D设计类课程教学中的主要弊端，实施基于STEAM理念下的中职计算机教学模式，具有重要意义，具体表现在：

3.1课程内容的跨学科

3.1.1 联动课程体系

我们对中职计算机专业技能课《工业产品设计》和《3ds Max动漫制作》两门课程体系进行了联动设置，比如《工业产品设计》课程涉及构图和CAD的基础内容，同样《3ds Max动漫制作》课程涉及构图和3ds Max的基础内容。因此，我们在开设《工业产品设计》和《3ds Max动漫制作》课程之前必须开设《平面构成》《Auto CAD》和《3ds Max 基础教程》三门课程。通过联动课程体系的设置，让学生夯实技能基础，在《工业产品设计》和《3ds Max动漫制作》两门课程的教学中起到基础性的奠基工作。

3.1.2 夯实技能要点

中职生的操作技能是非常重要的，明确课程的技能要点不仅起到事半功倍的作用，最重要的是让学生聚焦具体的学习目标，明确学习要求，有效进行教学评价，形成一个良性的教学闭环。我们结合学生的实际以及相关技能比赛的要求，对《工业产品设计》和《3ds Max动漫制作》这两门课程形成了系列的技能要点，在实际的教学过程中，有针对性的夯实这些技能要点，有效提高教学效果。例如，我们对《工业产品设计》课程的零件造型设计的12个案例进行技能点提炼，得出下表所示：

在教学中我们把零件造型设计主要的技能要点进行了分类统计，前10项重要的技能教学点如下：圆角、旋转、拉伸、扫掠、环形阵列、抽壳、凸雕、贴图、矩形阵列、放样。为此，我们在日常的教学中，根据这些技能点有针对性地开展教学，进一步夯实学生的技能，达到事半功倍的效果。

3.2 教学方式的多渠道

3.2.1 推行混合式教学

混合式教学在疫情期间发挥了重要的作用，个人觉得混合式教学不仅仅改革了教学方式，最主要的是对课程的教学团队进行了有效整合和提升。

结合教师职业能力技能大赛的相关要求，我们组建了3D设计类的课程教学团队，把3D设计类课程的专业教师的精英力量集中起来，专门搞好一门课程《工业产品设计》，要求每节课都准备有高规格的教学设计，采用混合式教学等先进教学方法，可以制作微课或有相关教学资源支撑。

实践探索中，我们发现，可以整合多系统来搭建教学平台，例如利用智慧职教、雨课堂、超星学习通等平台开展线上线下教学，涵盖课前导学、课中探知、课后扩展三个方面。混合式教学对分层分类，个性化教学非常有用，例如我们可以课前准备“以学定教”，课中导学“以法优教”，通过提问，投票、小组PK、测验、小组讨论、头脑风暴等方法开展教学活动，课后拓展“以效思教”，实现学情智能诊断，资源实时推送，实现多元智能评价。

3.2.2 深化校企合作

我校为了进一步深化校企合作、产教融合，创新校企合作协同育人模式，学校的计算机应用专业与玉林阳光稻田美育中心进行了校企合作。

首先，整合校企资源，将学校计算机技能竞赛實训工作室与玉林阳光稻田美育中心有机地融通共享，借助玉林阳光稻田美育中心的3D打印机、智能机器人等一批设施设备来拓展学生的视野。

其次，在资源整合基础上，充分吸收一系列3D设计在中小学科技辅导的典型案例，以培养学生创新能力为根本，跨学科重组教学内容，进行“任务驱动、项目导向”的教学，最终开发并形成一系列适合中职生实际应用的3D设计教学案例。

最后，着手实施人才培养模式改革，将前期开发的一些关于3D设计的综合项目案例应用到计算机教学中去，在中职计算机应用专业进行教学改革的实践探究，使学生在探索性、自主性、研究性的学习活动中发展学生的创新思维，进而提高学生的实践创新能力。

3.2.3 以赛促教，以赛促学

中职生目前有两个比赛影响力较大，一个是中职学生技能比赛，另一个是中小学电脑制作比赛。这两个比赛都有关于3D设计的相关项目。比如学生技能比赛就有两项：《动画片制作与VR设计》和《工业产品设计与创客实践》，中小学电脑制作比赛专门就设置有《3D创意设计》赛项。我们中职学校的计算机教学可以立足于这两个比赛平台，结合比赛的相关要求开展学科的整合教学，并积极组织学生参加这两项比赛。因为比赛不仅仅要求会使用三维软件就行，最主要的是如何展示出学生的创意设计及创新能力。这迫切需要其他学科的支撑：比如色彩的搭配、机械运动的配合、数学上的逻辑运算等等。

此外，借助这两个比赛平台，不仅可以检验学生的学习成效，还可以培养学生的创新思维，同时对培养学生的职业能力也是相得益彰。

3.2.4 社团风采展示

在中职学校开展丰富多彩的社团活动，促进学生在思想品德、个性特长、实践创新能力上的发展，进而实施多元评价，是非常有必要的。教师要积极鼓励学生根据自己的兴趣爱好和个人特长，主动地参与各类社团活动，让每一位中职学生都能在学校里找到一个展示自我风采，适合自身发展的舞台。

针对中职3D设计类课程，我们组织学生开展了设计社团，在设计社團中，不定期地组织学生围绕某一个实际的主题或项目来进行创意设计，特别鼓励让学生以团队的形式来创意作品的设计和制作。例如每年的职业教育活动周上，我们都会设定一个主题，组织学生进行创意设计;再比如我们发现计算机应用专业的学生普遍喜欢玩手机游戏，我们就让学生针对手机游戏《王者荣耀》来进行地图的创意设计，学生可以利用3ds Max软件来设计属于自己的3D地图，通过这样，积极地引导学生把平时的技能融入自己的生活场景中去，类似这一类活动，学生们是非常感兴趣的，学习的积极性也很高。

俗话说，兴趣是最好的老师。通过常态化的有效的社团风采展示活动，激发学生的学习兴趣，让学生在丰富课余生活的同时，也提高了学习专业技能的积极性。

4 基于STEAM理念的中职3D设计类课程教学“五步法”

结合STEAM理念，我们积极探索在中职3D设计类课程教学中的改革，在实践中提炼并形成了一套有效的教学方案“五步法”，主要分为以下五个步骤。

4.1 情境——点燃设计欲望

STEAM的教学模式通常会先引导学生在特定的问题情景中提出问题，在抛出问题的基础上，促使学生围绕这个问题展开进一步的思考和探究。在3D设计类专题实践课上，通过创设情境来引入，可以使学生快速产生创作的兴趣，充分调动起课堂的积极氛围。

4.2 探究——构思设计方案

STEAM的教学要求教师充分了解学生的学习特点，在基于核心问题、构思设计、任务探索等过程中，和学生进行有效的互动。在3D设计类专题实践课中，我们可以围绕“怎么设计？”这一基本问题，让学生能过头脑风暴、小组讨论、投票PK等方式自主探究其设计对象的制作原理、影响因素等。

4.3 交流——完善设计草图

STEAM教学的探究活动过后，学生需要对上一阶段的各种解决方案进行筛选，确定出一种可行的解决方案，并为之绘制三维模型。在3D设计类专题实践课中，二维草图绘制是教学重点，绝大部分的三维模型都是基于二维草图来进行拉伸、扫掠、旋转等操作。

4.4 合作——制作最佳模型

在STEAM课堂教学中，教师可根据教学内容指导学生合作交流。在3D设计类专题实践课中，学生在学完相关的基础操作知识后，可以分小组来合作制作完成三维模型。随着合作的深入和磨合，小组成员的互相指导学习，反复的尝试，最终达到成功装配模型的目的。这样一来，学生对相关软件实现的技术细节有了更进一步的了解，操作技能也会更规范，更熟练。

4.5 反馈——展示模型风采

在教学的最后，教师要对整个STEAM活动课堂进行总结和反馈。在课堂结束前，教师要对学生整个STEAM活动过程做出反馈，如自主探究的成果，草图绘制的规范和三维建模的优劣等。最后，教师逐一或精选展示学生创意设计的作品。通过各个小组的展示活动，学生有了成就感，体验到3D设计学习的乐趣，对三维设计作品更有信心。

5 结束语

本文基于STEAM教学理念，立足于中职计算机3D设计类课程教学的实践探究，围绕培养跨学科学习能力和创新素养这一核心问题，以中职学生技能大赛和中小学电脑制作比赛两个平台中计算机类项目《3D设计》为切入点，对中职计算机教学进行教学改革与实践提供了一些思路和案例，最终让学生获得积极的学习体验。教学实践证明，学生创新能力的培养成效显著，在2019年广西中小学电脑制作3D创意设计高中组项目中，我校刘广海同学的作品《植树机器人》和李敏怡同学的作品《创意桌面鱼池》双双获得一等奖。

参考文献：

[1] 郑光辉，郑高元.基于STEAM理念的中职创新教育实践活动研究[J].职业教育（下旬刊），2019，18（9）：80-84.

[2] 底利娟.STEAM理念在中职计算机专业教学中的实践探究[J].教育教学论坛，2020（27）：349-350.

【通联编辑：光文玲】