劉雯

【摘要】陶STEM⁺是指陶藝與科學、技術(shù)、工程和數(shù)學相互整合，是把工程教育納入人文教育中去，培養(yǎng)學生預測、設(shè)計與解決問題的關(guān)鍵能力。隨著科學技術(shù)日益增強，科技與陶瓷緊密結(jié)合，產(chǎn)生了目前多種形式的新型陶瓷技術(shù)，不僅僅展現(xiàn)給世人最新的設(shè)計觀念，并且在科技項目中有著獨有的用途，因此開展陶STEM⁺設(shè)計思維開發(fā)的策略研究是具有現(xiàn)代意義，可以挖掘其對于學生在今后的生活中利用設(shè)計思維解決問題的能力。

【關(guān)鍵詞】陶瓷 STEM⁺ 設(shè)計思維

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(shù)課程的學習，缺乏對于學生而對于設(shè)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(shè)計思維的培養(yǎng)。陶STEM⁺是指陶藝與科學、技術(shù)、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(shè)計與解決問題的關(guān)鍵能力。陶STEM⁺融合陶瓷燒造工程技術(shù)、工藝美術(shù)、科學技術(shù)于一體。

一、從古代找出設(shè)計思維源頭

目前，隨著科學技術(shù)的日益發(fā)達，陶藝的教學可以和更多科技領(lǐng)域相關(guān)聯(lián)，重塑陶藝課堂中相關(guān)設(shè)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(nèi)容，提升認知度。像是科學普及陶瓷相關(guān)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(nèi)發(fā)現(xiàn)了一些史前繪畫，內(nèi)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(shè)計思維的源于生活器皿

陶藝中科學設(shè)計理念在6000年以前的馬家窯文化中尖底瓶就已經(jīng)有顯現(xiàn)了，古人利用注水力學的原理把注水瓶的設(shè)計融合科學技術(shù)，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(shè)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(shè)計作品。

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(shè)計需要融入更多的設(shè)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(shè)計出自己想要的作品。確立陶STEM⁺的研究目標框架，設(shè)計原則、設(shè)計模式、設(shè)計取向。

2.科學技術(shù)營造多元學習設(shè)計模式

陶瓷最新技術(shù)的產(chǎn)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(luò)學習CAD的軟件設(shè)計課程而設(shè)計出陶瓷造型。例如：借助先進的信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)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(lǐng)域?qū)τ谀壳暗奶沾稍虾椭谱鞣绞疆a(chǎn)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(shù)的視野。

3.陶STEM⁺設(shè)計具有延展性

人類創(chuàng)造陶瓷已經(jīng)有35000年了，這個古老的材質(zhì)仍舊散發(fā)出其迷人的光彩。陶瓷不僅僅是一門藝術(shù)，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(zhì)，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(jié)構(gòu)陶瓷（碳化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷）

最新陶瓷技術(shù)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(guān)老師是個有利的方面，對其有著借鑒作用，并且可供相關(guān)行政部門所需要的參考內(nèi)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(shè)計思維

把設(shè)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(shè)計的引導，在一節(jié)市級公開課《設(shè)計一個新穎的概念型杯子》中不難看出最新的設(shè)計課程對于設(shè)計思維引入課堂的案例。

1.教學內(nèi)容分析的設(shè)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(shè)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(nèi)容的設(shè)計是想通過在原有教材的基礎(chǔ)上做了更為深度的挖掘。這樣的教學設(shè)計即傳承了中國的傳統(tǒng)藝術(shù)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(shù)設(shè)計的獨特魅力。本單元共分為三課時，第一課時為“何謂設(shè)計”，第二課時為“設(shè)計欣賞”，第三課時為“創(chuàng)意設(shè)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(shè)計能力，激發(fā)學生的設(shè)計興趣。陶藝是一門綜合創(chuàng)作的藝術(shù)，培養(yǎng)人的藝術(shù)素質(zhì)，需要經(jīng)過長期反復的構(gòu)思——設(shè)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(shù)欣賞能力得到了提高。陶藝制作還需要一定的設(shè)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(shè)計之都，學生富有設(shè)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(shù)課程中已經(jīng)學會了透視等基本繪畫原理，本節(jié)課著重學習設(shè)計方案的制作，運用設(shè)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(shè)計杯子的要素與內(nèi)容是這節(jié)課的重點，杯子設(shè)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(shè)計稿包括哪些內(nèi)容，并會完成設(shè)計一張設(shè)計圖。

過程與方法：運用小組討論的方法，對設(shè)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(shè)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(wù)的意愿和行為。

教學重點：設(shè)計的要素與內(nèi)容。

教學難點：杯子設(shè)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(shè)計杯子的思維方法，發(fā)揮學生的創(chuàng)造力。整個教學設(shè)計圍繞杯子的設(shè)計說明討論，學會評價杯子的設(shè)計稿，不僅完善了學生的設(shè)計，而且也學會了評價設(shè)計一個杯子的基本要素。

上面這堂課的課程設(shè)計中可以看出為了培養(yǎng)學生的設(shè)計思維為目標，開拓了學生的設(shè)計能力，課程的目標設(shè)定和教學重難點的確立之后，拓展內(nèi)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(shè)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(shè)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(luò)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(shè)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(shù)、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(zhì)，選用原料要根據(jù)其化學組成和工藝性質(zhì)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(zhì)變成了在組成、性能、結(jié)構(gòu)以及外觀上完全不同的新物質(zhì)，我們稱為“陶瓷”。在現(xiàn)代化的陶瓷廠中，為了要提高產(chǎn)品的質(zhì)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(zhì)。可以通過添加混合添加劑或者其它物質(zhì)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(shè)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(guān)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(jié)合化學知識總結(jié)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(guān)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(guān)重要的作用。

綜上所述，陶STEM⁺設(shè)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(shè)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。

參考文獻：

[1]張富康.中國古陶瓷的科學[M].上海人民美術(shù)出版社，2000.167.