◆劉 雯

(上海市寶山區(qū)青少年科學技術指導站)

傳統(tǒng)的陶瓷課程是單一的拉坯、繪畫、雕塑、泥板等技能堆積的工藝美術課程的學習，缺乏對于學生而對于設計思維的教育，而當下的新型陶瓷教育更多的是需要對于科學設計思維的培養(yǎng)。陶STEM+是指陶藝與科學、技術、工程和數(shù)學相互整合，是把陶藝的工程教育納入人文教育中去，培養(yǎng)學生預測、設計與解決問題的關鍵能力。陶STEM+融合陶瓷燒造工程技術、工藝美術、科學技術于一體。

一、從古代找出設計思維源頭

目前，隨著科學技術的日益發(fā)達，陶藝的教學可以和更多科技領域相關聯(lián)，重塑陶藝課堂中相關設計思維的探究活動，提高學習中課程的科學性和趣味性。在陶藝的教學當中可以根據(jù)需要適當補充一下陶瓷史中的內容，提升認知度。像是科學普及陶瓷相關知識，介紹一下最早的陶瓷是考古學家在中國的一處洞穴內發(fā)現(xiàn)了一些史前繪畫，內容是原始人用樹枝編籃子，并且在籃子外敷泥漿以便裝食物或水，偶然中把籃子放到火中燒制，但堅硬的粘土籃子誕生了。這是我們認知陶瓷的一個源頭。

1.設計思維的源于生活器皿

陶藝中科學設計理念在6000年以前的馬家窯文化中尖底瓶就已經有顯現(xiàn)了，古人利用注水力學的原理把注水瓶的設計融合科學技術，尖底陶罐的注水是遇到底盤底比較小，所以入水就比較容易，而遇水則會平臥，注滿水則垂直，提水罐出水，由于瓶口設計較小在運輸過程中水不易流出，運輸起來也比較方便，這是一件充分利用注水力學而誕生的設計作品(如圖1圖2)。

而像這樣的古代陶STEM+中的學習的案例還有許多。目前的課程設計需要融入更多的設計再制作的方法，讓學習中不再是以往追求純技能的教學活動，在思考中找到學習的樂趣，引導學生能夠利用五何研究法進行研究陶藝中所遇到的問題及困難，根據(jù)綜合學科的知識來設計出自己想要的作品。確立陶STEM+的研究目標框架，設計原則、設計模式、設計取向。

2.科學技術營造多元學習設計模式

陶瓷最新技術的產生為開展陶藝的在線課程的提供了方向，如3D打印陶瓷，可以遠程通過網(wǎng)絡學習CAD的軟件設計課程而設計出陶瓷造型。例如：借助先進的信息技術和網(wǎng)絡平臺目前推出的“微課”和“慕課”可以使大規(guī)模并且個性化的科學學習活動成為可能。20世紀現(xiàn)代科技發(fā)展領域對于目前的陶瓷原料和制作方式產生了巨大的影響，由于較多的高溫化學元素的開發(fā)拓展了陶瓷工業(yè)及藝術的視野。

3.陶STEM+設計具有延展性

人類創(chuàng)造陶瓷已經有35000年了，這個古老的材質仍舊散發(fā)出其迷人的光彩。陶瓷不僅僅是一門藝術，更是一門科學。陶瓷制造離不開化學，各種原料都是化學物質，選用原料要根據(jù)其化學組成。

目前最新的陶瓷具有延展性：

(1)光功能陶瓷(透明氧化鋁)

(2)電功能陶瓷(半導體陶瓷)

(3)化學功能陶瓷(催化陶瓷)

(4)生物功能陶瓷(人造骨骼)

(5)高溫結構陶瓷(碳化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷)

最新陶瓷技術為陶瓷的教育活動注入了新鮮血液。對于從事此課程的相關老師是個有利的方面，對其有著借鑒作用，并且可供相關行政部門所需要的參考內容。陶瓷可以制作耐火絕緣體、電腦芯片、宇宙飛船、及建造全陶瓷潛水艇和為人類利益控制水生動、植物生活的“海底觀察員”建造水下房屋。

二、優(yōu)化陶STEM+教學中設計思維

把設計思維融入課程目標中去，陶藝課堂中偏重視技能的研究，而缺乏工程設計的引導，在一節(jié)市級公開課《設計一個新穎的概念型杯子》中不難看出最新的設計課程對于設計思維引入課堂的案例。

1.教學內容分析的設計如下

學校重視陶藝課程，本節(jié)課是校本實驗教材《捏小杯子》的拓展，選自自編教材《創(chuàng)意設計一個新穎的概念杯子》。本單元之前是在學習捏塑造型的課程，后面的課程是動手制作一個杯子，本活動內容的設計是想通過在原有教材的基礎上做了更為深度的挖掘。這樣的教學設計即傳承了中國的傳統(tǒng)藝術的精髓，又融入了現(xiàn)代審美情趣，通過實踐教學，讓學生了解到陶瓷藝術設計的獨特魅力。本單元共分為三課時，第一課時為“何謂設計”，第二課時為“設計欣賞”，第三課時為“創(chuàng)意設計一個新穎的概念杯子”。本節(jié)課為本單元的第三課時，本課在整個單元中起著展示教學成果的作用。此節(jié)課能夠有效促進學生的對于設計能力，激發(fā)學生的設計興趣。陶藝是一門綜合創(chuàng)作的藝術，培養(yǎng)人的藝術素質，需要經過長期反復的構思——設計——操作——完善的過程。豐富的現(xiàn)實世界是創(chuàng)作靈感的源泉，只有發(fā)現(xiàn)才能創(chuàng)造美。正是在這樣的培養(yǎng)過程中，人的藝術欣賞能力得到了提高。陶藝制作還需要一定的設計能力，因為哪怕完成一條線條，也是需要反復琢磨，更不說完成一件小作品了。在上海是設計之都，學生富有設計性思維是陶藝課程中需要補充的課程。

2.學情分析如下

本班學生是預備年級的學生，之前美術課程中已經學會了透視等基本繪畫原理，本節(jié)課著重學習設計方案的制作，運用設計思維完成一個杯子。今天的課對于他們來說是一次新的挑戰(zhàn)，學生在面對新知識時有好奇心，他們會帶有獨特的創(chuàng)新思維進行創(chuàng)作。學會設計杯子的要素與內容是這節(jié)課的重點，杯子設計得有創(chuàng)意又兼具實用是此節(jié)課的難點。

3.活動目標及重難點的制定

知識與技能：能說出設計稿包括哪些內容，并會完成設計一張設計圖。

過程與方法：運用小組討論的方法，對設計稿進行比較，分析其優(yōu)劣點和大家共享。

情感態(tài)度與價值觀：體驗杯子設計的樂趣，激發(fā)創(chuàng)作興趣，感受杯子造型之美，以及為不同人群服務的意愿和行為。

教學重點：設計的要素與內容。

教學難點：杯子設計富有創(chuàng)意又兼具實用。

為了突破重點和難點，我通過觀察與討論、多媒體演示等方法，讓學生更清晰的了解設計杯子的思維方法，發(fā)揮學生的創(chuàng)造力。整個教學設計圍繞杯子的設計說明討論，學會評價杯子的設計稿，不僅完善了學生的設計，而且也學會了評價設計一個杯子的基本要素。

上面這堂課的課程設計中可以看出為了培養(yǎng)學生的設計思維為目標，開拓了學生的設計能力，課程的目標設定和教學重難點的確立之后，拓展內容可以是使用現(xiàn)在的陶瓷有利用CAD/CAM軟件進行虛擬陶瓷設計，虛擬現(xiàn)實建模軟件能夠讓人類在虛擬環(huán)境中制作作品，這樣的教學有利于學生開拓思維及技能，能夠在這樣的教學環(huán)境當中進行教學的話，學生能夠在離開課堂之后還能運用好其中的設計思維，運用到其他方面需要綜合的整合這樣的案例給老師們以借鑒。

三、優(yōu)化陶STEM+推廣策略

1.由點到面的推廣模式

采取“學校共建+社會活動推廣+家庭創(chuàng)客活動+家庭創(chuàng)客嘉年華活動+多媒體的推廣陶STEM+公眾號”層層遞進的模式推進陶STEM+有效開展。利用家庭創(chuàng)客的空間營造，在家中與家長一起探究陶藝科學性、并且在高度網(wǎng)絡化的學校及社會相互動，促進多元化的社會環(huán)境。提升陶STEM+設計思維的開發(fā)的可持續(xù)性及普及性。

2.跨界研究模式

陶藝中包含科學、技術、數(shù)學、工程的項目，從科學的角度對于釉料與泥料的制作、燒成時的收縮率作為探究點，探究陶STEM+與其他一般陶藝教育活動的區(qū)別。陶瓷制造離不開化學。各種原料都是化學物質，選用原料要根據(jù)其化學組成和工藝性質做出決定。陶瓷的燒成實際上就是在高溫下進行一系列很復雜的化學反應，原先的一些物質變成了在組成、性能、結構以及外觀上完全不同的新物質，我們稱為“陶瓷”。在現(xiàn)代化的陶瓷廠中，為了要提高產品的質量和合格率，創(chuàng)造出新品種，必須了解原料的化學組成、配法要求以及燒成過程中所要發(fā)生的一系列物理-化學變化。數(shù)學在計算天然粘土在干燥和干燥過程中會收縮，而粘土是唯一具有這種特性的物質?？梢酝ㄟ^添加混合添加劑或者其它物質的方法，改變坯料的收縮率。如陶器燒成溫度是1050度，用于炻器燒成的1177度，用于瓷器燒成的1288度。不僅僅在制作陶藝的同時能夠運用工程及科學的理論知識解決在設計制作中所遇到的問題，而且今后遇到復雜問題時，能夠靈活綜合運用相關知識來解決復雜問題的能力。

3.研究綜合配套教學活動的材料

結合化學知識總結出一套適合陶藝STEM+教學視頻、活動方案、及教師能夠綜合知識運用在陶藝STEM+的學習當中的教學材料，提升教師及學生的專業(yè)水平。

4.對開發(fā)青少年陶STEM+教育創(chuàng)新思維

思維模式的培養(yǎng)是整個學習中的一個關鍵問題，早期青少年養(yǎng)成良好的思考問題的模式，對于今后學習有著基奠的作用。早期青少年多種能力的綜合應用對今后的人生起到至關重要的作用。

綜上所述，陶STEM+設計思維開發(fā)的策略研究是為了讓此項目開展得更符合科學性和普及性。在優(yōu)化課程學習的模式、優(yōu)化教學的設計思維以及優(yōu)化推廣陶STEM+的推廣策略，這些策略能更好的使得陶STEM+教育教學活動的開展，當然這些方面需要的是社會家庭的支持與學校的認同。并且需要學生帶有自主探究的心態(tài)進行研究，在這樣的氛圍下，陶STEM+教育教學的事業(yè)會越來越好。