近年來，隨著全國上下對創客教育的關注，各地中小學校涌現出了豐富多彩的學校創客空間，為學校創客教育注入了活力。創客教育的核心思想之一就是培養學生創新能力，3D創意設計是培養學生創新能力很重要的創客項目，而在3D創意設計中通過逆向思維的訓練對于培養學生的創新意識、創新思維和創新能力有很強的促進作用。本文將對逆向思維在3D創意設計中的作用和培養加以討論和研究。
一、逆向思維的優勢和作用：
1.在3D創意設計中的作用
絕大多數教師在進行3D創意設計時的授課思路一般是先通過實例進行軟件命令教學，然后是作品示例及學生創作作品。然而學生在進行作品創作時的過程大致經過“作品創意構思（作品結構及零件和功能）”、“零件制作分析（用軟件哪個命令制作）”和“作品制作（具體制作）”三個環節，其中第三環節是“命令->零件”過程，而第二環節是“零件->命令”過程，兩個過程看似是相反過程，但這兩個過程卻相差很多：在作品制作流程上講，制作分析的逆向思維是作品制作的前期準備，如果分析不到位，后期的制作將會有無窮障礙甚至不能完成，作品制作的正向思維是逆向思維的延續；從思維上講，逆向思維是正向思維的優化與提升，只有在對常規操作掌握熟練之后，才能進一步思考，拓展思路。而這恰恰是我們平日教學過程中所欠缺的。
2.在教學中的作用
單純由“命令->零件”式的常規教學，制作方法單一，學生在學習 3D設計過程中不僅創新思維受限，創作積極性不高，而且學習完畢較出色的 3D作品不多。逆向思維設計教學活動，就是由原來的“命令->零件”到“零件->命令”，也就是給出模型，然后思考可以用什么命令來實現的過程，在這一思考過程中不同的學生會找到不同的途徑和方法，開拓學生的思路、活躍學生的思維，又可促進課堂活躍氣氛的改善。
3.在學生創新能力培養中的作用
由前面所分析的不難得出，逆向思維對于培養學生的創新能力起到了很好的促進作用，有利于學生在將來制作更好的作品和模型，同時也會促進其他學科綜合能力的提升。
二、逆向思維在教學過程中的培養
1.首先教師應提前完成由知識傳授型教師向創新型教師的轉變
創新型教師必須具備逆向思維等發散思維的主動意識和能力，這是培養學生逆向思維的前提。一個循規蹈矩、思維僵化、沒有一點創新意識的教師很難說能培養出創新意識很強的學生。所以教師應該積極參與創新教育有關的培訓與學習，提高自身素質，用最短的時間從知識傳授型教師向創新型教師轉變。
2.在教學活動中，教師要積極引導學生多利用逆向思維考慮問題
如在3D One軟件中進行“旋轉”命令教學時，在進行完軟件命令教學之后，學生知道平面圖形通過旋轉操作可以得到立體模型，同一個平面圖形如果旋轉軸在不同的位置可以形成不同的立體模型（如下圖所示），同樣如果對旋轉角度進行改變，還會設計出更多模型。
如果我們反過來，先將模型提供給學生（如下圖所示），讓他們思考是由什么平面圖形旋轉而來的、旋轉軸在什么地方？進而同學之間可以進行互動游戲，各自設計一個或幾個模型然后讓同學找出其中的平面圖形和旋轉軸，課堂氣氛必然異常活躍。
通過在日常教學中的有意引導，相信學生學習3D創意設計的積極性會大增，同時其逆向思維能力也一定會逐漸提升。
3. 鼓勵學生樹立創新意識，打破常規思維，變被動為主動，從獨特的角度思考問題
逆向思維是發散性思維的一種，是一種創新性思維。這一種思維的形成不是天生就有的，需要多加鼓勵，在課堂上教師有意打破學生那種被動接受知識的狀況，鼓勵主動從逆向思考問題，當然也可以輔以其他激勵措施加以引導。
4. 教學過程中要尊重學生的逆向思維方案，從中選擇最佳
如在利用3D One軟件制作五角星模型時，首先根據五角星的外型，逆向思考制作方法與思路，然后每一種方法都試一試，找到其中的優缺點，探討最佳制作方法，如下面表格所示：
再如正多面體的制作，基本實體里的正方體就是一種（正六面體），直接拖拽到場景中即可。除了正六面體的其他正多面體有哪些？（正四面體、正八面體、正十二面體……）又是如何制作的呢？又給學生引出一系列的活動思考問題。
三、在項目式學習中融入逆向思維的培養，學生的創新能力顯著提升
筆者所在的農村學校自2017年建成創客空間以來，開設了以3D創意設計為主的多個創客項目，在基于項目式學習的教學方式中大膽嘗試了學生逆向思維的培養。在教學過程中教師將所有的內容設計為若干個活動項目，學生在一個個項目活動中通過逆向思維形成新穎的創作思路，完成的模型設計已經不再局限于的實體機械堆砌，平面草圖的拉伸、旋轉等變形，也不再是教師上課示例的簡單復制，很多情況下做出的是耳目一新的作品。
在過去近三年時間里，學生在各級競賽活動中共獲得省級獎項7項9人次、市縣級獎項13項近20項。在2018年山東省中小學生創客大賽中，趙志旭同學的3D創意設計作品《未來智能垃圾桶》獲得三等獎，2019年《智能氣體管家》和《智能植樹機器人》2件3D創意設計作品獲得山東省中小學生創客大賽三等獎。同時學校被3D One青少年創新設計思維聯盟授于“全國青少年三維創意設計示范校”， 2018、2019連續兩年獲得全國“創客菁英實力評比百佳創新校園”稱號。學校的創新做法得到了齊魯晚報及3D One青少年三維創意社區的報道與推廣。2019年6月，學校創客空間被確定為中央電教館創客教育專題培訓班觀摩現場，得到專家肯定與好評。
四、攜手創想未來，共筑 3D夢想
通過在3D創意設計中逆向思維的培養，激發了學生的創意靈感，學生通過設計優秀模型，從中獲得學習的滿足感、成就感，從而更加喜歡 3D 創意設計課程。學生除了掌握基本技術學習方法和技術探究方法外，無形中更鍛煉了學生的觀察力、數字感知力和空間感，學生的整體創新意識、創新思維和創新能力大大提升，創客教育的核心思想得以充分實現。
當然，基于逆向思維教學模式開展 3D 創意設計教學只是一種嘗試，還有更多的模式及方法值得探究，以促進 3D 創意設計教學效果的提升，在提高學生創新能力方面充分發揮其應有的價值。
（本文為作者學校創客空間建設與應用研究課題研究成果，同時發表于《E教中國》第5874期。）
本文內容僅代表作者本人觀點，與i3DOne社區無關。
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更新時間：2020-05-25
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