3D打印中的校園

選題背景

選題來源

2016年9月10日，北京市第十五中學南口學校迎來了60年校慶活動。學生感嘆于學校在艱苦時期所取得的優異成績，以及在新校“品”文化的引領下創造的輝煌成就，身為十五中南口人倍感驕傲，迫切地想把學校的“品”字文化傳播出去，擴大學校影響力。前期，學生通過對校園歷史的深入研究已經形成了“校園歷史探秘”、3D打印學校模型等研究成果，雖具有一定宣傳作用，但不能更廣泛地傳播出去。參考故宮紀念品的宣傳思路，學生設想制作校園紀念品活動，送給來校參觀的師生，從而達到進一步宣傳的效果。經過前期分析討論，出于紀念品制作工藝及學生實際水平考慮，決定用3D打印技術來實現紀念品制作。

學校資源狀況

硬件方面，提供計算機網絡教室、3D打印教室利于學生開展活動。軟件方面，學校開設3D打印選修課普及3D打印知識。當然，美麗的校園環境也是很好的研究資源。

學生情況

初二學生經過在校一年多的學習生活，對學校產生了感情，對學校的文化、歷史也有了一定的了解。通過前期對3D打印技術的研究，學生已具備了一定的3D建模、3D打印技術。

教學方式選擇

講授法，演示法，討論法，啟發法。

教學手段

多媒體、網絡教學。

課題的可行性研究

1.科學性，可操作性，符合學生發展需求。

2.學生有時間，有能力，有興趣需求。

教學目標

總目標

1.體驗課題研究的基本過程，掌握基本的科研方法。

2.通過作品制作，深入理解3D技術與文化的融合。

3.提升學生的實踐能力、創造能力、合作能力、交往能力等核心素養，培養其科學創新精神，增強其愛校情感。

教學目標

知識與技能：能夠設計打印草圖，獨立建立模型，并進行打印。

過程與方法：結合對校園“品”文化的理解，體驗3D打印制作紀念品的設計制作過程。

情感態度與價值觀：通過運用3D技術，設計表達對校園文化的物化理解，增強學生愛校情感，提升學生交流表達能力，加深對科學技術素養的認識與理解，提升審美情趣。

重點：結合3D打印技術，實現作品設計方案。

難點：實現設計方案時，遇到的3D建模、打印問題。

主要內容：基于學生前期完成的活動準備工作，在深入研究學校文化的基礎上，完成作品設計方案后，研究如何利用3D技術呈現設計，將設計實物化。而學生之前有一定的3D打印基礎，但主要是模型的臨摹，沒有獨立經歷從設計、建模、打印這個完整的打印過程。因此，讓學生親自操作，利用3D打印作品是本節課的重點內容。而在這個過程中，學生們會出現種種問題，問題是具有差異性的，這便是本節課的難點內容。對于共性問題，教師可以主要營造輕松的學習環境，搭建交流平臺，學生可以通過互相介紹經驗自主解決。對于個別問題，教師可以引導學生以網上查找資料、師生互動溝通交流的方式解決，培養學生自主學習探究能力，突破難點內容。

教學過程（見下表）

案例詳解

分享制作經驗

學生在建模過程中會出現一些問題，但同時也自主解決了一些問題，有了一定的經驗。在教學過程中，可以為學生搭建一個交流平臺，通過學生間的互助，解決相關問題。

3D建模

根據設計的草圖，通過建模軟件，利用一些建模命令，建立三維模型。

3D打印

操作3D打印機，打印模型，將設計的作品打印出來。

分享交流

將作品展示交流，聽取他人建議，不斷修改完善。

學習效果評價設計

本教學設計的學習效果評價分為過程性評價和作品評價。

過程性評價主要是對學生學習過程中的學習態度、參與活動的主動性等方面的一種及時的評價。

本設計中的作品評價，關注學生實際行為表現，直指教學目標，引導學生從作品的制作過程中的難點、設計意圖以及融入的學校情感等方面進行自評，虛心接受同學建議，關注別人的他評，認真聽取師評，明確進一步修改建議，從而不斷完善作品，精益求精。

教學反思

1.以學生為主體，將課堂真正還給學生

本設計中，學生有充足的時間進行討論、交流、實踐，教學內容主要是學生實踐中真正遇到的問題，講解也是由學生來完成，展示環節更是學生表現自我的舞臺，教師在課堂中主要是引導者、輔助者的身份，學生是課堂的主人。

2.突出實踐環節地位，學生在嘗試中不斷進步

本設計中，教師為學生營造出一種輕松的學習氛圍，鼓勵學生大膽嘗試，勇于實踐。設計中涵蓋3D建模、Photoshop摳圖、3D打印機操作等多個實踐環節，使學生忙于處理各種真實的問題。不僅激發了學生的求知欲，學生也在攻克種種問題過程中不斷成長。

3.選題源于生活，彰顯學校發展特色

本課內容的設計與選擇，源于學生的學習生活環境變化和教師與學生共同的興趣愛好，恰巧與指導教師的專業特長一致，與學校的整體歷史積淀、傳播文明、倡導和諧一致，彰顯了學校的一種課程發展特色，對后期的學校課程資源開發有一定的借鑒意義。