让思维可见，让创意有形

    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.