《3D教學(xué)——設(shè)計(jì)創(chuàng)意粉筆盒》教學(xué)設(shè)計(jì)

沈妹紅

● 設(shè)計(jì)思想

2016年教育部印發(fā)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，鼓勵(lì)探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新的教育模式，努力推動教育教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展。3D打印作為新技術(shù)被引入教育領(lǐng)域，通過計(jì)算機(jī)3D設(shè)計(jì)和3D打印模型，發(fā)散學(xué)生思維，鍛煉學(xué)生動手能力，對培養(yǎng)創(chuàng)新意識有很好的促進(jìn)作用。初中信息技術(shù)教材上還沒有3D打印課程可以參考，3D教學(xué)只能自己探索。3D設(shè)計(jì)軟件種類繁多，其中3Done設(shè)計(jì)軟件因界面簡潔、操作簡單、學(xué)生容易上手脫穎而出，它有一個(gè)專為中小學(xué)生提供的交流平臺，擁有豐富的3D教程、3D作品可用來學(xué)習(xí)、欣賞和點(diǎn)評，甚至還有配套的3D教學(xué)課程可供一線教師參考學(xué)習(xí)。

本節(jié)課是3D教學(xué)的第10節(jié)課，經(jīng)過前期9節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)熟悉并熟練掌握3Done軟件。本節(jié)課采用項(xiàng)目式教學(xué)方法，以設(shè)計(jì)創(chuàng)意粉筆盒為主題：首先，引導(dǎo)學(xué)生交流討論如何改進(jìn)粉筆盒的外表和功能，通過在紙上畫一畫、寫一寫，制訂并完善設(shè)計(jì)方案;其次，運(yùn)用探究、討論、請教、查找等學(xué)習(xí)方法，學(xué)生利用3Done軟件建立模型;再次，通過學(xué)生的自評和互評，選出最優(yōu)秀的創(chuàng)意粉筆盒模型;最后，總結(jié)3D打印從發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計(jì)草圖方案、三維建模到成品打印的一般過程，幫助學(xué)生知識遷移內(nèi)化。

● 學(xué)生分析

本節(jié)課教學(xué)對象是初一年級學(xué)生，初一學(xué)生處于接受新事物快、好奇心強(qiáng)、思維活躍的時(shí)期，相對于畢業(yè)年級沒有很大的升學(xué)壓力，適合接觸豐富多樣的活動和新知識，并且學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣濃厚，能夠積極主動地身心參與。

● 教學(xué)目標(biāo)

知識與技能目標(biāo)：通過設(shè)計(jì)創(chuàng)意粉筆盒，熟練掌握3D設(shè)計(jì)軟件各功能命令;通過視頻演示，了解切片原理和3D打印過程;通過對粉筆盒的分析、設(shè)計(jì)、建模，了解3D設(shè)計(jì)步驟。

過程與方法目標(biāo)：本節(jié)課采用項(xiàng)目式教學(xué)方式，以設(shè)計(jì)創(chuàng)意粉筆盒為項(xiàng)目主題，學(xué)生運(yùn)用自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方法，通過分析、思考、交流、討論，以及教師的引導(dǎo)和指導(dǎo)，完成創(chuàng)意粉筆盒的設(shè)計(jì)。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：通過分析和手繪創(chuàng)意粉筆盒，鍛煉學(xué)生的思維發(fā)散能力;通過三維建模制作，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和動手能力;通過小組討論交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力;通過成果展示，培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力;通過小組評價(jià)和班級評價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的藝術(shù)鑒賞能力。

● 教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：學(xué)會3D設(shè)計(jì)分析、思考、設(shè)計(jì)、打印的整個(gè)過程。

難點(diǎn)：熟練運(yùn)用3D建模軟件各操作功能進(jìn)行三維建模。

● 教學(xué)準(zhǔn)備

粉筆、常規(guī)粉筆盒、白紙。

● 教學(xué)方法

以小組形式、探究學(xué)習(xí)為主，運(yùn)用啟發(fā)、分析探究、討論、歸納總結(jié)、交流、分享等多種學(xué)習(xí)方式。

● 教學(xué)流程

1.主題導(dǎo)入

教師演示一個(gè)粉筆盒。

師：這是一只普通粉筆盒，它的造型是一成不變的白色長方體，今天就讓我們給它換換新裝，設(shè)計(jì)制作一個(gè)創(chuàng)意粉筆盒。首先，請同學(xué)們分析當(dāng)前粉筆盒的特性有哪些，如它的功能、擺放位置等。

設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生常見的生活物品入手，尋找貼近學(xué)生生活的主題，以解決實(shí)際問題為教學(xué)主線，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。廣告創(chuàng)意大師詹姆斯·韋伯·揚(yáng)說過：“創(chuàng)意的本質(zhì)就是舊元素的新組合?！毕葘ΜF(xiàn)有的粉筆盒進(jìn)行分析，了解現(xiàn)有粉筆盒的信息，如形態(tài)特征及功能等，在此基礎(chǔ)上的重組、改造才是創(chuàng)意。

2.制訂并完善設(shè)計(jì)方案

師：那么，你想設(shè)計(jì)一個(gè)什么樣的創(chuàng)意粉筆盒呢？請相鄰座位的同學(xué)2人一組，一起探討設(shè)計(jì)方案，并在紙上畫出初步草圖或用文字描述自己的設(shè)想。（PPT展示4個(gè)思考問題）

學(xué)生用鉛筆在白紙上手繪粉筆盒草圖。

設(shè)計(jì)意圖：思考是創(chuàng)意設(shè)計(jì)的第一步，學(xué)生需要時(shí)間思考，給予他們思考的時(shí)間和空間，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，使其養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。手繪草圖是表達(dá)設(shè)計(jì)靈感的一種方式，是記錄設(shè)計(jì)的一個(gè)過程，當(dāng)想法剛剛出來的時(shí)候就趕緊抓住，并迅速將其躍然紙上，變成可視模式，通過討論可以時(shí)時(shí)進(jìn)行推敲與完善。它是設(shè)計(jì)的開始，是設(shè)計(jì)前期階段很小的一部分，但是很重要。這一環(huán)節(jié)學(xué)生充分發(fā)揮想象力，自由暢想設(shè)計(jì)創(chuàng)意粉筆盒。

師：請?jiān)谧鶊A桌6位同學(xué)為一組，每人向組內(nèi)展示交流設(shè)計(jì)方案，然后一起討論并完善方案。

學(xué)生討論并完善設(shè)計(jì)方案。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生主動交流設(shè)計(jì)想法和意見，積極修改和完善設(shè)計(jì)方案，發(fā)現(xiàn)自己與他人方案中的“閃光點(diǎn)”和不足，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式在各學(xué)科領(lǐng)域轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、勤于思考、樂于探究、合作交流以及收集與處理信息等能力。

3.復(fù)習(xí)3D軟件知識

師：在建模之前，讓我們再來回憶之前制作的作品，復(fù)習(xí)所學(xué)的3Done軟件知識。

教師利用3Done軟件分別打開前期制作的作品。

師：我們做的第一個(gè)作品是“凳子”，大家回憶一下當(dāng)初是怎么制作的，用了3Done軟件的什么功能，第二個(gè)作品是“杯子”，用了什么功能，第三個(gè)是“筷子籠”，第四個(gè)是“花瓶”……

生：利用了基本實(shí)體、草圖繪制、動態(tài)移動、抽殼、掃掠等功能。

設(shè)計(jì)意圖：設(shè)計(jì)只有在熟練掌握軟件操作的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)。打開一個(gè)一個(gè)之前學(xué)習(xí)制作的實(shí)例作品，帶領(lǐng)學(xué)生一起回憶制作過程，帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)所學(xué)3Done軟件操作功能知識，為下一步自由創(chuàng)作做準(zhǔn)備。

4.建造模型

師：根據(jù)設(shè)計(jì)方案，請同學(xué)們在3Done軟件中建造模型。如果碰到問題，可以互相討論或者咨詢老師。

學(xué)生設(shè)計(jì)制作。

設(shè)計(jì)意圖：軟件掌握只是工具的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力才是信息技術(shù)課程的目標(biāo)。運(yùn)用所學(xué)軟件解決實(shí)際問題是學(xué)生想法真正實(shí)現(xiàn)的過程，是發(fā)揮學(xué)生潛能、創(chuàng)新創(chuàng)造的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生在三維建模過程中，遇到問題可以同學(xué)間討論交流，向老師咨詢討教，通過自主學(xué)習(xí)、協(xié)同工作，進(jìn)行知識分享與創(chuàng)新創(chuàng)造。

5.自評和互評作品

師：請每一組推選一件優(yōu)秀作品，結(jié)合“粉筆盒猜想”4個(gè)思考問題，介紹自己的創(chuàng)意粉筆盒，詳細(xì)說明創(chuàng)意在哪里，運(yùn)用了3Done軟件的哪些功能，最后選出全班最優(yōu)秀的作品。

學(xué)生互相欣賞并點(diǎn)評作品。

設(shè)計(jì)意圖：這一環(huán)節(jié)是學(xué)生展示作品的環(huán)節(jié)，成果展示是教學(xué)中十分有意義的活動。圍繞初始的4個(gè)“粉筆盒猜想”問題進(jìn)行作品表達(dá)和介紹，做到課堂首尾呼應(yīng)，同時(shí)這一環(huán)節(jié)也是教師檢驗(yàn)階段教學(xué)成效的環(huán)節(jié)。每一位展示作品的學(xué)生心里都會充滿成就感和自豪感，通過分享與展示，鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力，給予學(xué)生欣賞和學(xué)習(xí)的機(jī)會，提高學(xué)生的審美能力和鑒賞力。

6.總結(jié)3D打印過程

師：最優(yōu)秀的作品已經(jīng)新鮮出爐，下一步就是利用3D打印機(jī)打印成品啦，由于耗時(shí)太長，老師將在課后打印出來，送到班級使用。

師：通過這節(jié)課，我們可以了解到，3D打印的一般過程是：發(fā)現(xiàn)并明確問題、設(shè)計(jì)草圖方案、制作三維建模、切片分割、打印成型、后期處理。（PPT展示3D打印步驟）課后，同學(xué)們可以用發(fā)現(xiàn)的眼光尋找生活中的其他物品進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)意圖：課堂小結(jié)是課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)，帶領(lǐng)學(xué)生回顧本節(jié)內(nèi)容，從提出創(chuàng)意粉筆盒主題，到分析、設(shè)計(jì)、建模、打印，總結(jié)提煉3D打印步驟，給學(xué)生以系統(tǒng)、完整的印象，幫助學(xué)生知識遷移，為后續(xù)學(xué)習(xí)和運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。

● 教學(xué)反思

本節(jié)課教學(xué)時(shí)間實(shí)際為45分鐘，全班學(xué)生都制作出了創(chuàng)意粉筆盒作品，教學(xué)目標(biāo)達(dá)成。本節(jié)課學(xué)生全程身心投入，積極思考，踴躍發(fā)言，課堂秩序良好。

在草圖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，學(xué)生信息積累豐厚，10分鐘內(nèi)，所繪的作品不僅造型多樣、功能全面，而且構(gòu)圖明了、簡明意會，體現(xiàn)出良好的學(xué)科素養(yǎng)和藝術(shù)修養(yǎng)。在三維建模環(huán)節(jié)，學(xué)生前期知識儲備牢固，熟練操作3Done軟件，在15分鐘時(shí)間內(nèi)，創(chuàng)新建造出豐富多彩的模型，包括造型不同的粉筆盒（如奶酪型、圓筒型、超長長方型、心型等）、不同功能的粉筆盒（如放粉筆擦、放筆、放尺、放雜物等）、組合型的粉筆盒（如抽屜型、按鈕式等）、不同地點(diǎn)擺放的粉筆盒（如吸附在墻壁上的、鉤在黑板底部的等）、不同商標(biāo)的粉筆盒（如學(xué)校名字、?；铡嗉壙谔?、班徽等）、發(fā)明創(chuàng)造式的粉筆盒（如利用中間隔板讓粉筆在需要時(shí)一根一根自由下落到下方小孔、按鈕控制盒蓋的馬桶造型粉筆盒、KFC取吸管式粉筆盒等）等。創(chuàng)意無限，令人振奮！在評價(jià)展示環(huán)節(jié)，氣氛活躍，學(xué)生介紹作品時(shí)信心滿滿，點(diǎn)評作品時(shí)客觀公正，體現(xiàn)了良好的班風(fēng)和學(xué)風(fēng)。

本節(jié)課看到這么多作品的生成，給教師前階段教學(xué)交了最滿意的答卷，遺憾的是本節(jié)課沒有充裕的時(shí)間讓每位學(xué)生都能分享他們的作品，結(jié)束得也較倉促，多數(shù)學(xué)生沒有及時(shí)保存下來。這些都需要在之后的教學(xué)中加以改進(jìn)。

點(diǎn) ?評

3D打印是近年來受到廣泛關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)，如何將3D打印引入課堂，開展教學(xué)，是信息技術(shù)教師討論的焦點(diǎn)。本節(jié)課作為學(xué)校開發(fā)的3D打印校本課程，在開展3D打印課程教學(xué)實(shí)踐方面起到了較好的引領(lǐng)作用。縱觀全課，沈老師的課堂有以下兩個(gè)特點(diǎn)：第一個(gè)是選題契合學(xué)生生活實(shí)際。從學(xué)生的學(xué)習(xí)生活實(shí)際出發(fā)，將學(xué)生熟悉的粉筆盒作為研究主題，可以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將3D打印與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)緊密聯(lián)系，最終將打印的成品運(yùn)用到生活中。第二個(gè)是教學(xué)設(shè)計(jì)符合深度學(xué)習(xí)理念。整堂課看似都是學(xué)生在做，其實(shí)是教師在有目的地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分層思維：先讓學(xué)生在紙上畫一畫、寫一寫，促使學(xué)生深度思考，讓大腦動起來;接著帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)之前的作品，強(qiáng)化學(xué)生頭腦中3D打印軟件的操作技能知識;最后讓學(xué)生自評和互評作品，促使互相學(xué)習(xí)，提升不足。教師一步一步引導(dǎo)學(xué)生勤動腦勤思考，形成自己獨(dú)特的思維方式和解決問題的方法。