對家居環(huán)境改造的思考

教學(xué)背景

今年4月，校醫(yī)在春季傳染病防治宣傳教育中提到“共推廁所革命，共促衛(wèi)生健康”，恰逢i3DOne青少年三維創(chuàng)意社區(qū)進行打造“流浪屋”大賽。因此，社團師生一起進行了一次改善家居環(huán)境的設(shè)計活動，重點是對衛(wèi)生間進行合理改造。很多學(xué)生假期里看了電影《流浪地球》，這加深了他們對生存危機的認識。所以這次我們的設(shè)計要求考慮節(jié)約資源、節(jié)約空間，而且要適合帶去“流浪”。

用3DOne軟件設(shè)計作品，我們從設(shè)計身邊一個個小物件開始，但不局限于此，對軟件的靈活應(yīng)用和尋找最簡捷的設(shè)計方案是我們的樂趣所在。我們更注重突破學(xué)科的界限，去關(guān)注生活中的問題，從學(xué)生的生活經(jīng)驗和身邊的需要出發(fā)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提升創(chuàng)造能力和解決實際問題的能力。

教學(xué)目標

知識與技能 學(xué)會3DOne軟件中的草圖繪制、草圖編輯、特征造型中的掃掠、組合編輯中的減運算建模等操作方法。

過程與方法 通過自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)，在項目完成過程中學(xué)習(xí)3DOne軟件的使用，并在提高軟件應(yīng)用能力的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)自主和創(chuàng)新設(shè)計。

情感態(tài)度與價值觀 引導(dǎo)學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)，在生活中實踐。倡導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、樂于探究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。

教學(xué)重點與難點

教學(xué)重點 熟練掌握3DOne軟件各項命令并能應(yīng)用于自主設(shè)計，能用圓角命令和顏色渲染美化圖紙。

教學(xué)難點 能自由切換繪圖平面，能用掃掠命令繪制管道，能使用Ctrl+c鍵原位復(fù)制，能用移動命令進行位置調(diào)整，使用浮動工具欄中的隱藏/顯示等功能方便繪制。

教學(xué)過程

一、拋磚引玉，集思廣益

1.課堂上，教師向?qū)W生求助，教師的新家待裝修，對衛(wèi)生間和洗衣間這個區(qū)域應(yīng)該怎樣設(shè)計才合理？教師出示戶型圖，如圖1。

學(xué)生給出各種方案：有的學(xué)生認為拆掉洗衣間與衛(wèi)生間之間的墻，重新封閉該區(qū)域;有的學(xué)生認為原樣不動;還有的學(xué)生從改善衛(wèi)生角度和提高時間、空間使用效率出發(fā)，認為不要拆墻，將洗衣間位置設(shè)計成洗漱區(qū)域，這樣既方便家人同時使用兩個區(qū)域，也避免病菌污染洗漱用品。

2.教師個人比較贊同最后一種方案，因為教師的家人每日總為衛(wèi)生間的使用及洗漱等有沖突。接下來請學(xué)生們在教師課前用3DOne設(shè)計的洗面池圖（如圖2）的基礎(chǔ)上，綜合自己的經(jīng)驗和認知，以及對有朝一日帶著房屋去“流浪”的暢想，幫助教師完成整個衛(wèi)生間部分的設(shè)計改造。

二、求新探索，打破常規(guī)

教師先請學(xué)生討論一下洗面池的建模方法，然后明確廁所和洗漱間（圖1的洗衣間）之間的墻不拆掉，把這個洗面池安放到洗漱間位置，其他部分應(yīng)該怎樣設(shè)計。學(xué)生分組討論后給出各種方案，其中“衛(wèi)生間左下角安放坐便，左上角放洗衣機，右上角裝淋浴”被較多學(xué)生認同。教師再次強調(diào)“節(jié)能環(huán)?！钡闹黝}，希望學(xué)生們既能立足現(xiàn)實問題，也能眼光長遠，思考到有朝一日人類的空間資源和水資源緊缺等問題。有學(xué)生提到有時遇到停水，家里的洗漱用水、淘米洗菜用水都可以被收集起來沖廁所，所以應(yīng)該把洗面池改一改，下面放一只水桶收集廢水，用于沖廁所。還有學(xué)生提出，如果用下水管穿墻而過，然后在廁所內(nèi)用水箱臨時存儲，再直接通過開關(guān)放水沖廁所會更方便?？茖W(xué)知識多一些的學(xué)生提出設(shè)計成蹲便，這樣與水箱中的水壓位差更大，更容易沖洗干凈。這個建議得到大家贊同，將水箱緊鄰洗漱間的墻，蹲位靠近水箱，這樣衛(wèi)生間左上角可以安裝淋浴，左下角可以放洗衣機。因為蹲便不怕被淋浴澆濕。

接下來我們的任務(wù)是用3DOne軟件完成衛(wèi)生間改造的初步設(shè)計圖。

三、合作探究，初步設(shè)計

1.利用基本實體中的長方體制作隔斷和地面，陣列命令畫出兩側(cè)隔斷。在長方體上面利用抽殼命令繪制水箱，頂面用草圖繪制命令將長方形拉伸形成頂蓋。活動式頂蓋可以方便經(jīng)常清洗儲水池。水箱顏色渲染時使用透明色方便對水箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察。蹲位是利用長方體和橢球體減運算制作完成的。（如圖3）

2.利用通過點繪制曲線后再繪制圓形截面，進行掃掠后再兩端抽殼完成洗面池和儲水箱之間管道連接設(shè)計?？梢岳闷聊幌路礁庸ぞ邫陔[藏洗面池下面部分和隔斷等，方便觀察繪圖效果，然后單擊全部顯示。儲水箱和蹲位之間的排水管可以用多段線繪制一段線，然后截面繪制半徑1.5mm的圓，再通過掃掠和抽殼完成，并通過移動命令調(diào)整到準確位置。（如圖4）

3.提式開關(guān)設(shè)計：控制給水部分由堵住通往蹲便排水口的圓球連接圓柱提桿完成;水池頂部有圓形卡圈控制回落距離，水箱中球狀開關(guān)處排水管道口有弧狀缺口，所以提式開關(guān)是可以通過提起和落下控制給水的?；钊笨诳梢岳霉艿揽诤蛨A球（Ctrl+c鍵原位復(fù)制一個同樣大小的圓球）減運算完成。經(jīng)過一番努力，在教師的幫助下，學(xué)生完成了下面作品。（如圖5）

四、不斷創(chuàng)新，日臻完善

在課堂有限的時間里，學(xué)生不同程度地完成了與圖5類似的作品。但創(chuàng)意是無止境的，我們的項目還在繼續(xù)。教師請學(xué)生思考初步完成的設(shè)計是否有缺欠，哪里需要改動：如果作為日常家庭使用，考慮家里老人或者孩子的使用，需要什么樣的特殊設(shè)計;如果作為將來走向茫茫宇宙的流浪屋，我們還要做哪些考慮;等等。

有學(xué)生提出應(yīng)該為老人或者孩子在墻面上加裝把手，方便抓握，以防跌倒;還有人說儲水箱內(nèi)應(yīng)該有固定圈控制連桿下落，才能使圓球不偏離排水口;如果設(shè)計流浪屋還得解決吃的問題，最好能設(shè)計出種菜區(qū)域，要是再有糞肥處理系統(tǒng)使之能用于蔬菜生長就更完美了。教師請學(xué)生利用課余時間把更多的創(chuàng)想用3DOne軟件繪制出來。

教學(xué)反思

去年10月初，我組建了學(xué)校3D創(chuàng)客社團，那時我剛剛接觸3DOne軟件一個月的時間，也是一位新手。因為開課的需要，我要能清楚表述建模中每個指令的使用，這加快了我自學(xué)的進程，也激發(fā)了我的思考。社團雖然每周只有90分鐘的活動時間，但學(xué)習(xí)方式不能只局限于我全面講解，學(xué)生簡單模仿。在學(xué)生初步掌握軟件命令后，我經(jīng)常是拿著一個紙巾盒或者一個花瓶的實物，和他們來探討建模的方法，請他們廣泛發(fā)表意見后自己嘗試摸索，然后再帶著問題聽課和交流。

接下來，我們學(xué)習(xí)的方向調(diào)整為項目任務(wù)式學(xué)習(xí)，配合其他學(xué)科學(xué)習(xí)時或者因生活當中的問題產(chǎn)生的一些想法去設(shè)計完成帶有自己思想和創(chuàng)意的作品。項目式的學(xué)習(xí)是帶有驅(qū)動力的，同時3DOne軟件又如馬良的神筆，幫助學(xué)生們把自己的創(chuàng)意設(shè)計變成清晰可見的圖紙和實物，使我們沉浸在設(shè)計的樂趣之中。