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当代家庭教育封面

主管单位:广东省妇女联合会

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编辑出版:《当代家庭教育》杂志社

国内刊号:CN 44-1741/G4

国际刊号:ISSN 1005-8877

邮发代号:46-800

出版周期:周刊

出版地:广东省广州市

发行范围:国内外公开发行

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《当代家庭教育》
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论文鉴赏

[信息技术教学]让思维可见,让创意有形


发布时间:2021/06/09 阅读数:24

吴帆

摘要:近年来,3D打印技术逐渐成熟,相关的3D建模设计也被广泛应用于中小学信息技术教学中。本文从设计思维的培养角度出发,参照哈佛设计学院院长Peter Rowe提出的设计思维EDIPT模型,主要从同理心思考、需求定义、创意构思、原型实现和实际测试五个阶段,引导学生进行创新设计并使用3D打印技术完成创意模型的实现,提升学生的设计思维,让设计思维真实可见,引导学生建立创造性思考的能力。

关键词:设计思维;3D建模设计;应用

中圖分类号:G434  文献标识码:A  论文编号:1674-2117(2021)06-0033-03

近年来,3D打印技术逐渐成熟,相关的3D建模设计也被广泛应用于中小学信息技术教学中。从义务教育阶段信息技术的课程纲要中不难看出,3D建模设计的落脚点在创意创造,但是,现阶段在3D建模设计的教学中,普遍存在两个问题:其一,重软件学习轻实际应用。课堂教学以学习建模软件为主,课堂教学变成技术工具的使用介绍。其二,重制造轻创造。学生按照教师的操作步骤完成范例作品,教学中没有体验并经历创意设计的过程。究其原因,还是教师的教学设计比较单一,软件说明书的特征较为明显,没有从培养学生设计思维的视角,来进行教学设计和课堂教学,自然不能体现3D建模设计课程的特征。

● 设计思维概述

设计思维,英文全称为Design Thinking。这一概念是哈佛设计学院院长Peter Rowe在20世纪80年代首次提出的。设计思维是指设计者在作品设计中,通过观察、分析、思考、体验,对素材进行加工、提炼、选择,进而形成一定的作品。[1]在教学过程中,设计思维为学生提供了重要的思维方式和思维路径,有助于学生建立完整的设计思路。

● 让设计思维真实可见

设计思维这一概念提出后,多位学者和专家对此进行了深入的研究。目前,所有研究成果中最具盛名的是斯坦福设计研究院提出的EDIPT模型,该模型将设计思维分为同理心思考、需求定义、创意构思、原型实现和实际测试五个阶段。[2]为了帮助学生构建设计思维可见的信息化作品设计形式,笔者参考EDIPT模型,结合3D建模设计课程的目标要求,以设计创意多功能笔筒的项目式教学为主线,沿着“创设情境—明确需求—确定方案—建模设计—分享评价”的流程开展教学,主要包括以下环节。

环节1:情境导入,确定项目——同理心思考

同理心即指关注别人的感受,其本质是让设计者和使用者换位思考,站在用户的角度思考,通过沟通交流、观察等去了解用户的真实需求。[3]在教学过程中,笔者先为每个小组发放笔筒,笔筒的颜色和形状都是一样的,引导学生在真实场景中建立设计思维。同时,设计了“我要吐槽”的活动,每个组员假设自己都是“多功能笔筒”的目标使用者,小组记录员用便利贴记录下使用者的各种“吐槽”,并贴在吐槽展板上,如:笔筒颜色难看、形状单一;笔筒的功能太简单,不能对物品进行分类摆放;长度不一样的笔都放在一个笔筒格里,也不能旋转,拿取不方便;没有支持手机、平板电脑的功能等。本环节通过让学生观察生活中的场景,以“境中人”的视角发现并思考其中存在的问题,初步感知设计思维。

环节2:提炼问题,明确要求——需求定义

该阶段的主要目的是明确用户到底需求什么,并且把需求具体化,从而寻求解决方案。[4]学生需要根据刚才对“笔筒”的吐槽,梳理不同使用者的需求,并记录下使用者的具体需求。在这样的需求分析引导下,学生小组很快对各种杂乱的“吐糟”进行了整合和提炼,如:学生需要多格收纳的笔筒,因为他们的文具中有很多不同类型的笔;成年人需要带有支持手机或平板的功能的笔筒,因为他们常使用电子产品;老年人需要可以摆放毛笔并带有笔架功能的笔筒,因为老年人喜欢用毛笔练字或画画;从事美术专业的人们,需要按不同画笔分类的笔筒,因为他们的画笔种类很多等。

此环节通过换位思考精准提炼要解决的问题,明确要求,引导每一个小组构思自己的创作方向,这就是项目的定义。[5]

环节3:头脑风暴,确定方案——创意构思

在明确了用户的具体需求后就需要找出解决用户具体需求的办法。首先,学生借鉴现有信息,进行讨论,发散思维,提出不同的解决问题的方法。[6]其次,在小组讨论后,对多个方案进行归纳,并选择出最适合的方案,从形状、结构、功能等方面形成具体的项目方案构思,如:设计多格多层笔筒(如图1),解决不同物品的分类摆放;设计不同高度和宽度的组合笔筒,解决不同类型笔的存放问题;在笔筒的下端设计抽拉式支持板,方便支撑手机等电子产品等。接着,运用文字、思维导图等多种表达方式将解决方案物化,为模型的制作提供参考。

本环节通过构思设计方案、确定设计方案、表达设计方案,让学生掌握创意构思的方式和路径,形成自己的设计思路,让设计思维真实发生。

环节4:合作探究,建模创作——原型实现

此环节教师与学生一同分析并梳理笔筒的制作方法;给出3Done软件关键命令的技术指导,在此基础上,学生通过小组合作探究的方式进行模型的创作。对每组涉及的不同的关键技术步骤,教师进行个别辅导。学生体验建模过程,并在建模设计中不断完善修改,感受尝试和不断改进的迭代过程:认识了stl格式;通过切片操作,了解了3D打印的分层概念;等待打印实体的过程,自然明确了3D打印的原理。而那份期盼的心情,正是学生学习技术的动力所在。作品打印成实体,就是对3D打印技术与设计的一种检验。将解决问题的方案可视化,动手实践,进行实体制造,这就是斯坦福设计思维中的原型。图2是笔筒设计模型。

环节5:分享评价,验证改进——实际测试

在此阶段,笔者设置了“分享交流”的环节。每个小组用3分钟时间展示自己设计的多功能笔筒,并介绍设计的创新之处,其他同学和教师逐一评价,提出自己的意见和建议。在设计思维的交流碰撞中可能会获得新的想法和点子,再次进行原型修改,使作品更加完善。图3是成品效果图。

在整个教学过程中,笔者结合现实生活需求,在实践中提升学生的创意思考能力,并借助3D打印技术对设计方案进行验证,对方案中存在的问题进行不断改进和完善,从而提升设计思维。

● 感悟与思考

1.以项目教学模式渗透设计思维

在上述3D建模设计的教学实践中,教师设置相应的场景,通过项目教学模式开展教学。学生在结合自身经验的基础上进行讨论,在行动中探寻解决方法,在此过程中逐步形成设计思维,认知也得到巩固深化。因此,在教学设计中,教师可以将共情、定义、构想、原型和测试五个环节融入项目式教学模式中,以项目为中介,在项目实施的过程中渗透设计思维。

2.在迭代修正中感悟设计思维

不论是通过头脑风暴确定方案,还是以合作探究的方式建模创作,教师仅仅是一个辅助者,放手让学生去摸索、探究,让学生发散思维、深入思考,并参与讨论,表达自己的观点,激发创意的空间,同时让学生感受尝试和不断更新、完善的过程。当学生设计的作品打印出来后,由组内同学共同对作品进行评价,然后再进行完善。在不断修改和完善的过程中,学生能够吸取别人的建议,全面地看待掌握的知识,逐步提升思维的深度,提升对设计思维的认知和理解。

3.以多学科知识支撑设计思维

在3D建模设计的教学中,整个项目设计的过程应该是循序渐进的,需要学生先将己有的知识和创造性思维相结合去实现设计想法,然后通过搜集更多学科资料去填补、修正前期的设计方案。而在项目教学的实施过程中,同样要求学生为了完成项目作品而去探索不同学科的知识,再将相关内容进行整合。所以,不同学科知识的储备,有利于学生设计的开展,更能够帮助学生提升设计思维能力。

将设计思维运用到教学中,是对传统教学模式的创新,这种模式让学生在问题解决的过程中形成一种具体的、个性化的作品构图及创意作品,将学生的隐性知识显性化、思维过程可视化,提升了学生的设计意识。[7]当然,学生设计思维的培养是一项需要长期坚持的工作,一线教师要不断地改善教学策略,让学生在自主、协作、交流、分享的过程中促进思维的发生,进而让设计思维在教学中落地生根,让每一位学生都学会创造性地思考,让学生的设计思维真实可见。

参考文献:

[1]纪楠.将错就错,柳暗花明又一村——学生在3D设计中的创意思维培养[J].小学教学研究,2020(06):81-82.

[2]任仲泉.3D設计思维与表现[M].济南:济南出版社, 2004.

[3]席菲菲.基于设计思维的3D打印校本课程案例设计[J].科技风,2020(14):131.

[4]朱芦卫.3D打印技术培养学生创意设计能力的探究[J].中国信息技术教育,2017(24):83-85.

[5]张贤富.产品设计3D软件教学中学生整体思维培养研究[J].广西教育,2018(11):161-162+177.

[6]钟小玉.项目教学模式发展小学生设计思维的研究——以3D数字建模课程为例[D].济南:山东师范大学,2019.

[7]李彤彤.基于设计思维的创客教育教学模式设计与应用研究——以3D设计与打印课程为例[D].上海:华东师范大学,2019.


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