《3D教學(xué)——設(shè)計(jì)獎(jiǎng)?wù)隆方虒W(xué)設(shè)計(jì)

張立

● 設(shè)計(jì)思想

3D打印技術(shù)走進(jìn)課堂，不僅能訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新能力，還能讓學(xué)生將自己的創(chuàng)意、想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，開闊其視野，養(yǎng)成其獨(dú)立思考、積極動(dòng)腦的好習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、探索能力等科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。

本節(jié)課是3D教學(xué)第二課時(shí)內(nèi)容，經(jīng)過前一節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)熟悉3Done軟件操作界面，學(xué)會(huì)利用基本實(shí)體設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)單物品。本節(jié)課主要采用主題任務(wù)式教學(xué)方法，以設(shè)計(jì)正五角星的“班級(jí)之星”“年級(jí)之星”“校園之星”“學(xué)習(xí)之星”等獎(jiǎng)?wù)聻橹黝}，結(jié)合數(shù)學(xué)平面圖形知識(shí)，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。首先，教師拋出“如何快速繪制正五角星？”“可以利用什么圖形？”“由五邊形怎么畫五角星？”等問題，引導(dǎo)學(xué)生思考由五邊形繪制正五角星步驟，得出最佳繪制方案，并引出課題“草圖繪制”。其次，教師利用學(xué)案，讓學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)草圖繪制五邊形、連接線段;學(xué)習(xí)“修剪線段”“拉伸”等新知，完成五角星基礎(chǔ)獎(jiǎng)?wù)轮谱?，并感受由平面圖形到三維立體的變化過程，體驗(yàn)3D設(shè)計(jì)的魅力;同時(shí)讓學(xué)生發(fā)揮想象，創(chuàng)意設(shè)計(jì)個(gè)性獎(jiǎng)?wù)拢囵B(yǎng)其創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。最后，展示作品，讓學(xué)生說一說設(shè)計(jì)想法，看一看同伴的優(yōu)秀作品，相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)，激發(fā)他們學(xué)習(xí)3D的熱情，為后期學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。

● 學(xué)生分析

本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象是六年級(jí)學(xué)生，此階段的學(xué)生好奇心強(qiáng)、思維活躍，愿意接觸并接受新事物，學(xué)習(xí)新知識(shí)意愿比較強(qiáng)烈，課堂上能積極主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中，愿意參加豐富多樣的活動(dòng)。

● 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與能力目標(biāo)：①通過繪制五角星，學(xué)會(huì)草圖繪制“多邊形”“線段”;②通過刪除多余線段，學(xué)會(huì)草圖編輯“修剪”命令;③通過五角星草圖變成實(shí)體模型，學(xué)會(huì)“拉伸”命令;④通過讓五角星站立，復(fù)習(xí)鞏固“動(dòng)態(tài)移動(dòng)”命令。

過程與方法目標(biāo)：以生活中的事物——獎(jiǎng)?wù)聻樵O(shè)計(jì)主題，通過引導(dǎo)、講授、演示分析和探究等方法，完成創(chuàng)意獎(jiǎng)?wù)碌脑O(shè)計(jì)。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：①通過分析和思考正五角星繪畫方法，鍛煉數(shù)學(xué)平面思維能力;②通過學(xué)案繪制五角星圖形，鍛煉自主學(xué)習(xí)能力;③通過將五角星平面拉伸成三維立體造型，感受二維平面圖形到三維立體造型的變化，體驗(yàn)3D設(shè)計(jì)的魅力;④通過創(chuàng)意設(shè)計(jì)獎(jiǎng)?wù)?，培養(yǎng)創(chuàng)造能力、空間思維能力;⑤通過作品展示，提升自信心，激發(fā)學(xué)習(xí)3D設(shè)計(jì)的積極性。

● 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)會(huì)“草圖繪制”“修剪”“拉伸”“移動(dòng)”等功能。

教學(xué)難點(diǎn)：①在3D軟件里繪制平面圖形;②運(yùn)用所掌握的知識(shí)，創(chuàng)意設(shè)計(jì)造型。

● 教學(xué)過程

1.導(dǎo)入

師：同學(xué)們，學(xué)校即將要評(píng)選“班級(jí)之星”“年級(jí)之星”“校園之星”“學(xué)習(xí)之星”“運(yùn)動(dòng)之星”等榮譽(yù)，想請(qǐng)我們用3D軟件設(shè)計(jì)一個(gè)五角星的獎(jiǎng)?wù)履Ｐ?。下面先?qǐng)一位同學(xué)到黑板上來畫一個(gè)五角星。（學(xué)生上講臺(tái)在黑板上手繪五角星）這位同學(xué)畫得不錯(cuò)，但是仔細(xì)看還是會(huì)發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)瑕疵，不是很正，那我們?cè)撊绾慰焖佼嫵鲆粋€(gè)正五角星呢？能否借助五邊形畫出正五角星？哪種方法更簡(jiǎn)便呢？（學(xué)生思考繪畫五角星方法）

設(shè)計(jì)意圖：3D軟件中“草圖繪制”屬于二維平面內(nèi)容，在教學(xué)中融入學(xué)生原有的數(shù)學(xué)平面圖形知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，作為建構(gòu)新知識(shí)的切入點(diǎn)，尋找貼近學(xué)生生活的主題，由設(shè)計(jì)校園獎(jiǎng)?wù)氯胧?，引起學(xué)生注意，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。通過畫一畫，思考和分析利用五邊形畫正五角星的方法，獲得五角星圖形后，形成知識(shí)遷移，理解計(jì)算機(jī)中正五邊形輔助繪制五角星的步驟，這樣既能促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展，也為下一步草圖繪制做好教學(xué)鋪墊。

2.草圖繪制

師：我們已經(jīng)知道利用五邊形內(nèi)部連線法能簡(jiǎn)單快速地繪制出正五角星，下面就來學(xué)習(xí)新本領(lǐng)——草圖繪制功能，開始我們的設(shè)計(jì)之旅?！安輬D繪制”是3Done軟件工具面板第二個(gè)命令（講解演示），如果要繪制平面圖形，可以先選擇“上”視圖進(jìn)行操作，下面就請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)學(xué)案步驟，自主學(xué)習(xí)制作五角星圖形。如遇到問題，相鄰的同學(xué)之間可以相互討論，也可以咨詢老師。

學(xué)生根據(jù)學(xué)案，自主探究學(xué)習(xí)。

設(shè)計(jì)意圖：經(jīng)過前面的分析和思考，學(xué)生對(duì)五角星繪制方法理論上已經(jīng)掌握，現(xiàn)在這步是操作實(shí)踐，要利用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)五角星圖形的繪制，讓任務(wù)具體化、形象化。這樣學(xué)生既可以學(xué)習(xí)草圖繪制新知，也能熟練軟件操作技能，還能培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的學(xué)習(xí)能力。

3.草圖修剪

師：同學(xué)們已經(jīng)繪制出了五角星，但是旁邊有一些多余線段需要?jiǎng)h除，這就需要用到新的功能命令“草圖編輯”里的“修剪線段”（講解演示）。其實(shí)，只要單擊選擇“修剪”工具，在多余線段上依次點(diǎn)擊就可以刪除啦，是不是很簡(jiǎn)單呢？（講解演示）最后點(diǎn)擊上方“藍(lán)色的√”，就形成了藍(lán)色五角星圖形。

學(xué)生操作實(shí)踐。

設(shè)計(jì)意圖：草圖修剪屬于新知識(shí)，需要教師講解演示教學(xué)，直觀清晰地向?qū)W生講解，能讓學(xué)生少走彎路。

4.拉伸

師：（講解演示）我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了五角星二維平面圖形，下一步怎么將它變成三維立體造型呢？單擊圖形上方出現(xiàn)的工具欄里選擇第一種“拉伸”命令，輸入厚度“5”，單擊“綠色的√”，二維圖形就變成了三維造型啦，同學(xué)們?cè)囋嚳础?/p>

學(xué)生聽講并操作實(shí)踐。

設(shè)計(jì)意圖：這一步雖然簡(jiǎn)單，但是最關(guān)鍵，能使學(xué)生在平面圖形與幾何實(shí)體之間建立聯(lián)系，是讓學(xué)生感受從二維平面圖形向三維立體造型變化的重要一環(huán)，也是展現(xiàn)3D設(shè)計(jì)的特殊魅力的時(shí)刻。

師：同學(xué)們可以嘗試?yán)蒙瞎?jié)課所學(xué)習(xí)的“動(dòng)態(tài)移動(dòng)”命令將躺著的五角星站立起來。

學(xué)生討論、思考、操作。

設(shè)計(jì)意圖：利用上節(jié)課學(xué)過的命令實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的操作，學(xué)生在搜尋記憶和動(dòng)手制作過程中形成知識(shí)遷移，并加深3D相關(guān)知識(shí)和技能的印象。

5.創(chuàng)意設(shè)計(jì)

師：五角星獎(jiǎng)?wù)聦?shí)體模型做好了，同學(xué)們還有別的創(chuàng)意嗎？如給獎(jiǎng)?wù)录觽€(gè)柱子，或者加個(gè)底座等，試試看。

學(xué)生創(chuàng)意設(shè)計(jì)獎(jiǎng)?wù)略煨汀?/p>

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)是讓學(xué)生發(fā)揮想象，創(chuàng)造給學(xué)生利用所學(xué)的舊知識(shí)與新知識(shí)相融合的機(jī)會(huì)，構(gòu)建其知識(shí)體系。同時(shí)給學(xué)生思維拓展的空間和時(shí)間，充分發(fā)揮學(xué)生主體性，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)科能力。

6.作品展示

師：請(qǐng)同學(xué)們介紹自己的創(chuàng)意獎(jiǎng)?wù)?，說一說自己的創(chuàng)意和制作過程。

學(xué)生互相展示作品。

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)，成果展示能讓學(xué)生心里充滿成就感和自豪感，同時(shí)還能鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，提高其審美和鑒賞能力。

7.小結(jié)

師：本節(jié)課，我們學(xué)會(huì)了3D設(shè)計(jì)中“草圖繪制”“修剪草圖”“拉伸”等命令，并設(shè)計(jì)出別具匠心的獎(jiǎng)?wù)?，大家都收獲滿滿。希望大家?guī)е诖^續(xù)學(xué)習(xí)3D設(shè)計(jì)的其他新知識(shí)。

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、梳理本課教學(xué)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，加深印象，并激發(fā)好奇心為后續(xù)學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。

● 教學(xué)反思

3D教學(xué)是筆者所在學(xué)校的校本課程，運(yùn)用的軟件是3Done。3D教學(xué)屬于摸著石頭過河，在探索中前進(jìn)。在開發(fā)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，要充分發(fā)揮學(xué)生主體性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，要在課堂上留出時(shí)間和空間給學(xué)生自主探究、創(chuàng)意制作、交流分享，教師也要起到引領(lǐng)作用，傳授相關(guān)的知識(shí)，講授演示相關(guān)的教學(xué)步驟，兩者相結(jié)合才能保障教學(xué)任務(wù)順利完成。

本節(jié)內(nèi)容是3D教學(xué)第2課時(shí)，教學(xué)內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，目標(biāo)易達(dá)成。筆者以設(shè)計(jì)校園獎(jiǎng)?wù)聻槿蝿?wù)導(dǎo)向，由切合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的數(shù)學(xué)二維平面圖形知識(shí)切入，從繪制草圖到修剪草圖，從平面到立體自然過渡、前半節(jié)課學(xué)生踴躍參與、積極思考、主動(dòng)發(fā)言;后半節(jié)課學(xué)生創(chuàng)意設(shè)計(jì)作品令人驚喜，設(shè)計(jì)出了類似國(guó)旗、團(tuán)徽的獎(jiǎng)?wù)?。介紹作品的學(xué)生能侃侃而談，思路清晰，聆聽的學(xué)生也給予鼓掌鼓勵(lì)，整堂課秩序良好，體現(xiàn)了良好的班風(fēng)和學(xué)風(fēng)。

本節(jié)課有兩位學(xué)生的表現(xiàn)令我印象深刻。第一位學(xué)生上臺(tái)演示操作用動(dòng)態(tài)移動(dòng)將五角星站立，雖然出現(xiàn)幾次錯(cuò)誤，但是他堅(jiān)持不懈，直到完成;第二位學(xué)生在展示作品的時(shí)候，講述有理有據(jù)，條理分明，還點(diǎn)了本節(jié)課的主題。教學(xué)相長(zhǎng)，學(xué)生的優(yōu)越表現(xiàn)，永遠(yuǎn)是激勵(lì)教師不斷前進(jìn)的動(dòng)力。

點(diǎn) ?評(píng)

作者所在學(xué)校積極響應(yīng)國(guó)家全面推進(jìn)素質(zhì)教育要求，將3D技術(shù)引入課堂，開啟了新的教育模式。本節(jié)課導(dǎo)入新穎，選題貼近生活，從學(xué)生已有的數(shù)學(xué)平面知識(shí)出發(fā)，讓學(xué)生在黑板上畫一畫、想一想五邊形變五角星的方法，總結(jié)繪制步驟，促進(jìn)了學(xué)生計(jì)算思維的發(fā)展。整節(jié)課教學(xué)目標(biāo)明確，內(nèi)容構(gòu)建合理，以學(xué)生為中心，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、探究學(xué)習(xí)等方式，逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握3D操作功能，對(duì)學(xué)生養(yǎng)成良好的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的行為習(xí)慣有很好的促進(jìn)作用。教師注重學(xué)科思維品質(zhì)的培育，在創(chuàng)意設(shè)計(jì)獎(jiǎng)?wù)逻@一環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和應(yīng)用技能，同時(shí)，發(fā)展了學(xué)生立體空間思維，促進(jìn)了學(xué)生信息素養(yǎng)的提升。整堂課學(xué)生學(xué)習(xí)積極性很高，課堂效果顯著。