臧澄 桑圓圓

STEAM教育注重實(shí)踐和應(yīng)用，幫助學(xué)生將跨學(xué)科的知識和技能應(yīng)用到實(shí)際問題中。本STEAM課例是美術(shù)與信息技術(shù)為主的跨學(xué)科課程，以主題式教學(xué)任務(wù)為主，借助先進(jìn)的AI文生圖模型Stable Diffusion加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)意思維能力訓(xùn)練，助力學(xué)生實(shí)現(xiàn)美術(shù)名校?？寄繕?biāo)。

一、跨學(xué)科合作的起因

《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、社會生活的聯(lián)系，注重學(xué)科內(nèi)知識整合，要求統(tǒng)籌設(shè)計(jì)綜合課程和跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。因此，跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，成為課堂教學(xué)的一種新形態(tài)。近年來，伴隨著AI技術(shù)突飛猛進(jìn)發(fā)展，教學(xué)改革不斷推進(jìn)。緊跟時(shí)代不斷探索是新時(shí)代教學(xué)的根本使命和擔(dān)當(dāng)，如何在美術(shù)學(xué)科內(nèi)融合AI技術(shù)，成為課題著力研究的目標(biāo)。

習(xí)近平總書記在清華大學(xué)考察時(shí)指出，美術(shù)、藝術(shù)、科學(xué)、技術(shù)相輔相成、相互促進(jìn)、相得益彰。我校在課題引領(lǐng)下開創(chuàng)的“美術(shù)與科技”跨學(xué)科課群（如圖1），輻射多個專業(yè)課程及美術(shù)領(lǐng)域活動。本STEAM課例依托AI技術(shù)，用命題創(chuàng)作引領(lǐng)教學(xué)，緊緊圍繞學(xué)情設(shè)計(jì)，將知識和技能應(yīng)用到真實(shí)情境中解決相應(yīng)的問題，強(qiáng)化對學(xué)生個性化、創(chuàng)新思維和綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)，助力提升美術(shù)名校?？纪ㄟ^率，致力培養(yǎng)學(xué)生成為未來的優(yōu)質(zhì)藝術(shù)專業(yè)人才。美術(shù)與科技的跨學(xué)科課程，更具創(chuàng)新性，符合學(xué)校育人定位和發(fā)展方向，在美高課程體系中具有重要地位，體現(xiàn)課程改革趨勢，符合學(xué)生身心特點(diǎn)和學(xué)習(xí)水平。

二、跨學(xué)科課程條件分析

1.指導(dǎo)思想理論依據(jù)

本STEAM課例設(shè)計(jì)以《普通高中美術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱課程標(biāo)準(zhǔn)）為指導(dǎo)。課程標(biāo)準(zhǔn)對現(xiàn)代媒體藝術(shù)的教學(xué)內(nèi)容要求是運(yùn)用多媒體設(shè)備與技術(shù)表達(dá)具有思想與情感的新興藝術(shù)種類。了解其科技、藝術(shù)和人文理念相結(jié)合的特征，既需要掌握現(xiàn)代數(shù)碼媒體技術(shù)，又需要藝術(shù)感悟、造型和設(shè)計(jì)能力，還需要深度的人文思考和社會關(guān)注。

課程標(biāo)準(zhǔn)中選擇性必修模塊4對人工智能教學(xué)內(nèi)容的要求是熟悉智能技術(shù)應(yīng)用的基本過程和實(shí)現(xiàn)原理，利用開源人工智能應(yīng)用架構(gòu)，搭建簡單的人工智能應(yīng)用模塊，要求了解人工智能的新進(jìn)展、新應(yīng)用，并能適當(dāng)運(yùn)用在學(xué)習(xí)和生活中。

2.AI繪畫工具的作用

過去無論是傳統(tǒng)手繪還是CG繪畫，創(chuàng)作者都需要花一定的時(shí)間才能完成一張作品。但今年引爆繪畫行業(yè)的AI繪畫工具，只需要輸入一些清晰易懂的文字標(biāo)簽，即可在很短的時(shí)間內(nèi)得到一張效果不錯的畫作。

AI繪畫的成本低、速度快，讓不少人感受到了危機(jī)，覺得美術(shù)從業(yè)者會被AI取代，但是大多數(shù)AI產(chǎn)出的作品與真正的專業(yè)美術(shù)創(chuàng)作相比，有很大差距。真正的美術(shù)工作者更加了解不同派別不同風(fēng)格畫作的特點(diǎn)，同時(shí)擁有扎實(shí)的繪圖功底和豐富的工具使用經(jīng)驗(yàn)，他們可以隨時(shí)調(diào)用大腦中的美術(shù)素材庫，在選題和構(gòu)圖上有著與眾不同的個人理解和風(fēng)格，再加上后期的修改調(diào)整就有了精妙絕倫的畫作。對創(chuàng)作者而言，AI繪畫是拿來激發(fā)靈感創(chuàng)作草圖的新式工具。由此可見，AI繪畫不能脫離人的智慧，但它給設(shè)計(jì)者提供了更加廣闊、豐富的創(chuàng)意空間，在設(shè)計(jì)中運(yùn)用AI繪畫是設(shè)計(jì)藝術(shù)的需要，也是未來藝術(shù)創(chuàng)作的重要工具和手段。

3.我校學(xué)情分析

我校是北京市示范校，有美術(shù)專業(yè)高中部，學(xué)生參加藝術(shù)類高考。本課例對應(yīng)的是校考培養(yǎng)方向，課例對象是美高一整個年級和美高二設(shè)計(jì)創(chuàng)意選修課程的學(xué)生，他們已經(jīng)有一定的造型基礎(chǔ)能力，但水平參差不齊。有課前調(diào)查問卷顯示，他們對?？嫉膭?chuàng)意創(chuàng)作考查，畏難情緒較強(qiáng)，基本無設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。采用AI繪畫工具助力藝術(shù)構(gòu)思，然后確立主題、收集素材、完善構(gòu)思到繪畫創(chuàng)意的實(shí)踐過程，利于學(xué)生短時(shí)間內(nèi)快速開闊思維，提高設(shè)計(jì)能力，突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)?？冀虒W(xué)困境。

據(jù)調(diào)查問卷結(jié)果反饋可知，65%學(xué)生對AI在繪畫和美術(shù)方面的應(yīng)用情況有所了解，個別學(xué)生近期使用過AI繪畫工具，并認(rèn)為掌握這項(xiàng)技能十分重要。另外30%的學(xué)生雖然對科技在美術(shù)上的應(yīng)用了解不多，但是有興趣學(xué)習(xí)。

三、跨學(xué)科課程實(shí)施情況

1.我校教學(xué)資源

（1）硬件資源

AI繪畫教具由科技教師使用開源AI軟件搭建而成。特點(diǎn)是多人排隊(duì)等候機(jī)制，高效利用顯卡資源。我校AI繪畫教學(xué)使用Pad平板電腦，Pad比計(jì)算機(jī)房的臺式機(jī)更靈活，適合學(xué)生在畫室教學(xué)活動中使用，對線上課十分友好。

（2）軟件資源

AI繪畫使用Stable Diffusion，一個足夠開源、簡單、流行的AI文生圖模型，可以在消費(fèi)級別的顯卡上簡單操作、運(yùn)行流暢，效果強(qiáng)大。另外，還需要結(jié)合平面圖片處理軟件，如Pinterest、Photoshop以及AI文生圖提示詞探索網(wǎng)站Openart等。

2.跨學(xué)科課程實(shí)施過程

以“未來城市”命題，將課程分解成四個主題遞進(jìn)完成。命題引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會，提升對世界的認(rèn)識和理解，體驗(yàn)創(chuàng)作的樂趣。教師根據(jù)學(xué)生已有的專業(yè)基礎(chǔ)，將繪畫教材最終章節(jié)第三單元進(jìn)行調(diào)整，計(jì)劃舉辦學(xué)生畫展。課程以終為始，從開始就讓學(xué)生明確最終的學(xué)習(xí)成果——個人策展，展示個人作品，提升綜合實(shí)踐能力。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)框架主要圍繞四個主題，每個主題下的核心問題串起項(xiàng)目整體問題串，讓學(xué)生通過美術(shù)鑒賞、項(xiàng)目式合作學(xué)習(xí)等活動形式一一探尋問題的答案。教師設(shè)計(jì)了相應(yīng)的任務(wù)，讓學(xué)生以自主、合作、探究的方式投入美術(shù)創(chuàng)作學(xué)習(xí)，掌握每節(jié)課教學(xué)重難點(diǎn)。

第一主題：未來城市——表達(dá)自我之意，構(gòu)思草稿。第二主題：AI設(shè)計(jì)——暢想未來城市，為本單元提供創(chuàng)作素材，完善草稿。第三主題：觸摸創(chuàng)新——材料改變觀念，以“技法升級”完成作品。第四主題：我形我秀——我主場我做主，由學(xué)生策展，通過項(xiàng)目式合作學(xué)習(xí)綜合運(yùn)用美術(shù)學(xué)科及其他學(xué)科的知識與技能。課前、課中、課后進(jìn)行自評、師評、互評，多元化評價(jià)貫穿始終。

其中第二主題AI設(shè)計(jì)——暢想未來城市，教學(xué)目標(biāo)是通過AI繪畫工具，助力創(chuàng)意實(shí)踐。教學(xué)重點(diǎn)為探索AI提示詞，進(jìn)行繪畫主題表達(dá)。教學(xué)難點(diǎn)是完善提示詞，優(yōu)化AI畫面出圖效果。整節(jié)課經(jīng)歷了情景導(dǎo)入、走入AI、融合探索、創(chuàng)意實(shí)踐、評價(jià)展示、總結(jié)提升六個教學(xué)環(huán)節(jié)。通過有效的教學(xué)活動（如圖2），學(xué)生以飽滿的情緒體驗(yàn)創(chuàng)作樂趣，上機(jī)實(shí)踐完成了AI作品（如圖3），并將AI作品作為素材進(jìn)行創(chuàng)作草稿。

四、跨學(xué)科課程效果評價(jià)

ClassIn課程現(xiàn)場問卷調(diào)查顯示，70%的學(xué)生認(rèn)為AI繪畫能非常有效地助力創(chuàng)意構(gòu)思，無一學(xué)生認(rèn)為AI繪畫在助力創(chuàng)意構(gòu)思方面效果一般或差。學(xué)生現(xiàn)場學(xué)習(xí)表現(xiàn)和他們的感受回訪，都顯示學(xué)生喜歡AI繪畫，覺得很新奇，畫得很開心，感到有所收獲。

AI繪畫對美術(shù)的創(chuàng)意和構(gòu)圖、造型方面有著明顯的提升作用。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)課程在構(gòu)思創(chuàng)意方面是教學(xué)難點(diǎn)，教師需要準(zhǔn)備大量教具圖片資料進(jìn)行引導(dǎo)，學(xué)生的參與感不強(qiáng)，效果也不是很明顯，課時(shí)需求多?，F(xiàn)在選修課僅用4課時(shí)，就能達(dá)到學(xué)生順利創(chuàng)作出草稿的目標(biāo)，并且畫面質(zhì)量明顯提升，更具創(chuàng)意，造型也能由AI采集的大師圖畫要素輔助完成，有著與之前教學(xué)無法比擬的優(yōu)勢。

五、跨學(xué)科課程特色反思

1.特色效果

科技+藝術(shù)融合，構(gòu)建的智慧課堂有效提高了學(xué)生的創(chuàng)意思維能力，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，使課堂形成了積極互動、生動活潑的學(xué)習(xí)局面，也創(chuàng)新提升了校考教學(xué)的質(zhì)量。本STEAM課例堅(jiān)持創(chuàng)新引導(dǎo)，推動新一代信息技術(shù)在教學(xué)上的使用，如Pad、ClassIn、AI繪畫Stable Diffusion等數(shù)字化工具，應(yīng)用技術(shù)涉及人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G移動端設(shè)備。

現(xiàn)代教學(xué)觀強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，學(xué)生主動參與課堂是評價(jià)教學(xué)效果的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。AI繪畫活動不僅給學(xué)生提供了親自體驗(yàn)的機(jī)會，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)、思考、分析、解決問題，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得到提高。

2.反思總結(jié)

教師在教學(xué)探索中深刻感悟到學(xué)生只靠科技與繪畫技能并不能創(chuàng)作出好作品，還需要有社會參與和責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)囊庾R，做到善于觀察、善于提出問題、善于研究問題，才能對命題、試題、任務(wù)、項(xiàng)目內(nèi)涵作出正確而深刻的理解，最終能創(chuàng)作出好作品。

當(dāng)新事物出現(xiàn)，師生都會遇到挑戰(zhàn)，需要不斷調(diào)試，尋求解決方案。如，學(xué)生最初實(shí)踐感到AI查圖時(shí)間花費(fèi)多，效果不是很理想，因此教師在教學(xué)中應(yīng)加大對主題立意分析，將提示詞優(yōu)化，教學(xué)成效明顯顯著提高。經(jīng)反復(fù)測試，大師的藝術(shù)風(fēng)格對AI作品質(zhì)量至關(guān)重要（如圖4），因此，大師的畫風(fēng)與創(chuàng)作主題的契合度需要教師加強(qiáng)研究，深入備課，為學(xué)生提供更有效的指導(dǎo)，提高學(xué)生AI繪畫的質(zhì)量與效率。

雙師融合離不開協(xié)調(diào)合作，因此在教學(xué)理念、課程結(jié)構(gòu)、實(shí)施方法、評價(jià)手段方面需要制訂統(tǒng)一的方案，反復(fù)打磨每一個教學(xué)環(huán)節(jié)，對已實(shí)施的教學(xué)行為進(jìn)行反思改進(jìn)。目前課時(shí)少是制約課程的主要問題。課程需要一定量的專業(yè)教學(xué)時(shí)間和學(xué)生繪制實(shí)踐時(shí)間（包括課上查圖所需時(shí)間）以及教師指導(dǎo)時(shí)間，目前課時(shí)少，教師為保障課程質(zhì)量，只能加大課下輔導(dǎo)，已多次在課下使用AI云進(jìn)行AI繪畫設(shè)計(jì)輔導(dǎo)。

藝術(shù)課程在教學(xué)探索中需要突破校內(nèi)外邊界，整合優(yōu)質(zhì)資源構(gòu)建協(xié)同發(fā)展。大學(xué)美術(shù)專業(yè)中有數(shù)字媒體專業(yè)，這次跨學(xué)科的嘗試也有效銜接了高校教育，是一次理念先進(jìn)、方向正確、實(shí)施有效的探索。以需求為牽引，科技賦能，實(shí)施信息科技與美術(shù)課堂教學(xué)深度融合，優(yōu)化教學(xué)方式，創(chuàng)新教學(xué)模式，提升AI支持下的課堂教學(xué)質(zhì)量，未來將大有可為。