3D One趣味編程——圓形陣列

王增福

課程背景

3D One是一款3D創(chuàng)意制作軟件，為了適應(yīng)現(xiàn)代信息化教育、激發(fā)學生3D建模的興趣，2.6版本新增加了“趣味編程”功能，包括積木模式和Python模式兩種。在使用“趣味編程”功能時，初學者可以根據(jù)自身的編程能力從這兩種模式中進行選擇。

本節(jié)課是在學生掌握3D One建模和Scratch積木式編程的基礎(chǔ)上所設(shè)計的趣味編程課。在課堂教學中，通過對“圓形陣列”分析，然后使用“趣味編程”中“積木模式”編寫出關(guān)于“圓形陣列”積木式的程序。

教學目標

知識與技能 知道什么是賦值;了解“循環(huán)積木”中“使用i從1到10每隔1……執(zhí)行……”積木模塊。

過程與方法 通過“圓形陣列”分析，讓學生了解在圓形陣列中，每復制一個長方體需要旋轉(zhuǎn)的度數(shù);能夠運用“使用i從1到10每隔1……執(zhí)行……”積木模塊搭建出“圓形陣列”程序。

情感態(tài)度與價值觀 通過對趣味編程“圓形陣列”的學習，讓學生觀察和認識身邊有關(guān)“圓形陣列”的實物。

教學重點與難點

教學重點 掌握3D One趣味編程下“圓形陣列”代碼模塊結(jié)構(gòu)。

教學難點 “循環(huán)積木”中“使用i從1到10每隔1……執(zhí)行……”積木模塊在趣味編程中的應(yīng)用。

教學過程

一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導入

師：注意觀察棒棒糖小風車圖片（如圖1），圖片呈現(xiàn)了什么樣的規(guī)律？（學生觀察并思考回答）

師：12枚相同的棒棒糖從一個中心點呈圓形均勻分布。在生活中，你還見過哪些類似的實物？（學生思考并回答）

師：其實生活中有很多類似的實物，比如摩天輪、水車和旋轉(zhuǎn)木馬。這樣從一個中心點呈圓形均勻分布的方式就是圓形陣列。今天老師就帶領(lǐng)大家使用3D One 2.6版軟件中的“趣味編程”，來制作類似的模型。

二、新課引導

（一）分析圓形陣列

師：接觸過3D One的同學對圓形陣列并不陌生，哪位同學說一說在3D One中做圓形陣列的過程？（學生回答并演示）

師：請同學們仔細觀察使用3D One制作好的圓形陣列（如圖2），你從中能夠發(fā)現(xiàn)哪些問題？（學生思考并回答）

教師總結(jié)：通過對圓形陣列的分析，我們發(fā)現(xiàn)了以下幾個問題——陣列個數(shù)如何確定;圍繞哪個軸向（X、Y、Z）中心點進行旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)動）;方體每陣列1次的旋轉(zhuǎn)角度。（在問題分析過程中，需要注意的是陣列的個數(shù)和每陣列1次旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系）

（二）認識“趣味編程”積木模塊

師：同學們對圖形化編程都比較熟悉，請你們打開3D One 2.6版本資源庫中“趣味編程”，看一看它與我們之前學過的什么編程最相似？（學生操作、思考、回答）

師：通過對3D One 2.6版本中“趣味編程”的觀察，我們不難發(fā)現(xiàn)它和Scratch編程相似。

請學生根據(jù)前面對圓形陣列的分析，自主探究在3D One 2.6版本“趣味編程”中編寫“圓形陣列”圖形化程序，需要用到哪些積木模塊。

教師總結(jié)：通過對“圓形陣列”的分析，在3D One 2.6版的“趣味編程”中，編寫“圓形陣列”圖形化程序，主要用到基本編輯、循環(huán)、數(shù)學、變量等積木模塊。

（三）編寫程序

師：3D One 2.6版中“趣味編程”積木模塊的搭建和Scratch中積木模塊的搭建，原理是一樣的，都是將所用到的積木模塊按照一定的序列進行搭建。

小組合作完成任務(wù)：整理程序編寫思路;根據(jù)程序編寫思路完成“圓形陣列”圖形化程序的搭建;小組展示，談?wù)勗诰帉懗绦蜻^程中遇到的問題和成功的經(jīng)驗。

根據(jù)學生的討論與展示，教師分享自己搭建“圓形陣列”圖形化程序的思路，學生對比分析自己編寫的程序。

1.創(chuàng)建“基本實體”積木模塊（如圖3），確定其位置。（注意位置盡可能不要定在網(wǎng)格平面中心）

2.創(chuàng)建“基本編輯”中的“轉(zhuǎn)動”積木，并將“長方體”積木模塊嵌套在“轉(zhuǎn)動”積木模塊內(nèi)。（解決“圓形陣列”圍繞某個軸向中心點旋轉(zhuǎn)的問題，如圖4）

3.創(chuàng)建“循環(huán)積木”中的“使用i從1到10每隔1……執(zhí)行……”積木模塊，并將步驟2搭建的圖形化程序嵌套在“使用i從1到10每隔1……執(zhí)行……”積木模塊內(nèi)。（解決長方體在圓形陣列中循環(huán)的問題，如圖5）

4.分別創(chuàng)建“數(shù)學”中的“計算”積木和“變量”中的“i”積木并選擇運算符號，將“i”積木嵌套在“計算”積木內(nèi)。（解決長方體圍繞某個軸向為中心點旋轉(zhuǎn)角度的問題，如圖6）

三、拓展練習

學生根據(jù)教師的講解和演示，完善本小組編寫的“圓形陣列”圖形化程序，然后修改其內(nèi)部參數(shù)，嘗試著制作其他陣列個數(shù)的圓形陣列。學生操作練習，進一步鞏固對“圓形陣列”圖形化程序的認識。

四、總結(jié)分享

師：本節(jié)課是一節(jié)圖形化編程課，通過對“圓形陣列”圖形化程序的編寫，你有哪些收獲？

學生思考，教師邀請個別學生分享自己的收獲，培養(yǎng)學生大膽發(fā)言和梳理知識的能力，進而達到鞏固本課所學知識的目的。

師：希望同學們根據(jù)今天所學內(nèi)容，自己課下嘗試使用“趣味編程”編寫一個關(guān)于“圓形陣列”小物品的圖形化程序。

教學反思

本課在教學方式上主要采用了“自主學習”和“小組合作”相結(jié)合的模式，學生通過自主學習對圓形陣列進行詳細分析，從中總結(jié)出問題，并判斷在3D One 2.6版“趣味編程”中編寫“圓形陣列”圖形化程序所需用到的積木模塊。通過小組合作交流讓學生親身體驗“圓形陣列”圖形化程序的搭建，從中發(fā)現(xiàn)問題，然后通過發(fā)揮小團體的力量去解決問題。這樣既培養(yǎng)了學生的團結(jié)互助精神，又提高了學生解決問題的能力。

教學過程中也存在著不足，比如在創(chuàng)建“循環(huán)積木”中的“使用i從1到10每隔1……執(zhí)行……”積木模塊時，由于講解不到位，極個別學生搞不懂“循環(huán)”積木與其嵌套在內(nèi)的“×”“÷”等計算積木和“變量”中的“i”積木之間的關(guān)系，在以后的教學中要多花點時間去講解。