徐莹　肖祎　付玉

摘 要：当前综合实践活动课程已成为中小学的必修课程。针对现有课程中存在的种类少、综合性不强等问题，作者积极探索3D动漫设计在中小学综合实践活动课程中的应用，通过研发简单易学的三维设计软件，并在此基础上开发了3D动漫设计创客课程。结果表明，通过课程的学习，学生接触到多领域的知识，综合能力得到锻炼，并且在课程中能够获得巨大的快乐与成就感。

关键词：3D动漫设计；创客教育；综合实践活动课程

中图分类号： G623.9 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2018）20-0021-05

一、引言

随着社会经济的发展，尤其是人工智能时代的到来，如何让学生进入社会后具有竞争力已经成为当下的热点问题。结合社会发展趋势分析，未来社会需要的人才应具备以下四大能力：掌握运用科技的能力、跨学科快速学习的能力、强大的协作沟通能力和解决问题的能力。

科学技术正在彻底改变我们的社会结构，未来的人才教育也面临着全新的挑战。传统课程注重知识传授，事实上更多地参照了布鲁姆教育目标分类学中的认知层面，即更关注知识领域中的识记、理解、应用等目标，而对分析、综合和创造层面重视不足。

我国政府十分重视培养学生的创新能力、创新意识和综合素质。教育部发布的《教育信息化“十三五”规划》[1]中提到：有条件的地区要积极探索信息技术在“众创空间”、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。

另外，教育部发布的《中小学综合实践活动课程指导纲要》[2]中提出：综合实践活动是国家义务教育和普通高中课程方案规定的必修课程，与学科课程并列设置，是基础教育课程体系的重要组成部分。因此，将STEAM教育理念引入到创客教育中，将成为学校开展综合实践活动课程培养青少年的综合素质的一种有效方式[3]。

STEAM教育是一种整合科学、技术、工程、艺术和数学的教学和学习途径，强调跨学科，将知识获取、方法与工具的应用以及创新生产的过程有机地融合在一起，形成统一的整体。创客课程关注知识领域中的分析、综合和创造层面的目标，是一种基于学生兴趣、以项目学习的方式，使用数字化工具进行合作创造的课程，培养学生解决问题的能力、团队协作能力和创新能力，是一种综合型的素质教育课程。

然而，现有的创客课程种类较少。目前创客课程主要有四种：一是以通用技术为核心，二是以电子开源软硬件或编程为核心，三是以3D打印为核心，四是以机器人为核心。

从种类分布可以看出目前创客课程的技术倾向性。创客空间在许多校园中都是一种新兴事物。目前很多学校都将创客课程引入校园，开设校园的创客空间。

美国德雷克塞尔大学的研究者历时一年，访问和实地考察了12个城市的30家创客空间后整理出的一项调查研究报告显示[4]，男生数量在创客空间中处于主导地位，占76%，而女生只占24%。低年级学生的性别比较均衡，但从八年级到高中阶段，参与创客活动的女生数量下降了25%。由此可见，创客活动男女学生比例失衡的现象非常明显。究其原因，主要是创客课程的内容对女生的吸引力较弱。

另外，创客是一项综合性极强的创造性活动，但是现有的创客课程存在综合性不强等问题。一般的创客课程侧重电子、机械、材料、计算机等基础知识的讲授与操作技能训练，或者3D 建模、制造、电路装配、电子切割、编程等较复杂的技能训练 。

这些课程虽然也需要学生多方面的知识去解决问题，但往往侧重于某一项技术或技能，在学生综合素质培养方面略显不足。例如，3D打印课程强调培养学生的创新实践和设计能力，但是目前的课程存在打印操作繁琐、打印速度慢、设备容易出故障等诸多问题。而且，在3D打印课上，学生往往只能参与前期设计环节，后期的打印移交给打印中心，导致学生的参与度不高，难以形成设计制作的完整闭环。

为了解决目前创客教学中存在的問题，我们研发了3D动漫设计创客课程，并研究它在中小学综合实践活动课程中的应用。课程采用自主研发的三维设计软件，结合平面绘画和手工制作，教学生亲自设计与制作动漫玩具，讲授创意设计、绘画、3D建模、手工制作和作品展示等方面的知识和技能，培养学生的综合能力。

课程采用与3D打印课程不同的创意物化形式来形成完整的设计制作闭环。例如，课程中的平面绘画到三维建模的过程是平面到立体的过程，三维模型到纸样设计的过程是立体到平面的过程，纸样到缝制后的成品是平面到立体的过程。通过平面到立体、立体到平面的两轮强化过程，加深学生理解平面与立体的概念及它们之间的联系，并能用电脑设计与手工制作出来。

二、3D动漫设计软件

在三维设计技术方面，近几十年来很多专家已经做了大量的研究，不少公司也开发了一些商用的3D软件。采用这些软件，可以设计出非常复杂逼真的造型效果，但是这些软件主要是面向专业的设计师开发的，操作比较复杂，学习起来比较困难，不适合中小学生使用。

近年来，虽然不少企业也开发了一些操作简单的3D软件，如TinkerCAD、3DOne等，但这些软件的操作模式与专业软件是一样的，只是在操作上做了一些简化，在设计方面还不能有效地表达设计思维。此外，这些软件难以快速出设计动漫形象。

在设计中，草图是设计思维和交流的重要工具，草图设计历来都是创作的首要步骤。基于草图的交互方式符合概念设计初期用户的认知习惯，通过自由的手绘勾画可支持用户连续的、个性化的思维表达。

作为一种自然、快速表达设计意图的设计方法，草图式三维造型方法有效地提高了三维造型的效率和性能，改善了人机交互方式。计算机支持的手绘草图工具在手绘草图和基于计算机的建模程序之间架起一道桥梁，它综合手绘草图和电脑造型的各自优势，一方面为设计创意表达提供了一个智能、自然的草图设计界面，同时又能识别与理解草图，在此基础上进一步实现快速的三维建模。