《3D教學——設計創意粉筆盒》教學設計

沈妹紅

● 設計思想

2016年教育部印發《教育信息化“十三五”規劃》，鼓勵探索STEAM教育、創客教育等新的教育模式，努力推動教育教學創新發展。3D打印作為新技術被引入教育領域，通過計算機3D設計和3D打印模型，發散學生思維，鍛煉學生動手能力，對培養創新意識有很好的促進作用。初中信息技術教材上還沒有3D打印課程可以參考，3D教學只能自己探索。3D設計軟件種類繁多，其中3Done設計軟件因界面簡潔、操作簡單、學生容易上手脫穎而出，它有一個專為中小學生提供的交流平臺，擁有豐富的3D教程、3D作品可用來學習、欣賞和點評，甚至還有配套的3D教學課程可供一線教師參考學習。

本節課是3D教學的第10節課，經過前期9節課的學習，學生已經熟悉并熟練掌握3Done軟件。本節課采用項目式教學方法，以設計創意粉筆盒為主題：首先，引導學生交流討論如何改進粉筆盒的外表和功能，通過在紙上畫一畫、寫一寫，制訂并完善設計方案;其次，運用探究、討論、請教、查找等學習方法，學生利用3Done軟件建立模型;再次，通過學生的自評和互評，選出最優秀的創意粉筆盒模型;最后，總結3D打印從發現問題、設計草圖方案、三維建模到成品打印的一般過程，幫助學生知識遷移內化。

● 學生分析

本節課教學對象是初一年級學生，初一學生處于接受新事物快、好奇心強、思維活躍的時期，相對于畢業年級沒有很大的升學壓力，適合接觸豐富多樣的活動和新知識，并且學生的學習興趣濃厚，能夠積極主動地身心參與。

● 教學目標

知識與技能目標：通過設計創意粉筆盒，熟練掌握3D設計軟件各功能命令;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、設計、建模，了解3D設計步驟。

過程與方法目標：本節課采用項目式教學方式，以設計創意粉筆盒為項目主題，學生運用自主學習、探究學習等學習方法，通過分析、思考、交流、討論，以及教師的引導和指導，完成創意粉筆盒的設計。

情感態度與價值觀目標：通過分析和手繪創意粉筆盒，鍛煉學生的思維發散能力;通過三維建模制作，培養學生的創造能力和動手能力;通過小組討論交流，培養學生的團隊合作能力;通過成果展示，培養學生的語言表達能力;通過小組評價和班級評價，培養學生的藝術鑒賞能力。

● 教學重難點

重點：學會3D設計分析、思考、設計、打印的整個過程。

難點：熟練運用3D建模軟件各操作功能進行三維建模。

● 教學準備

粉筆、常規粉筆盒、白紙。

● 教學方法

以小組形式、探究學習為主，運用啟發、分析探究、討論、歸納總結、交流、分享等多種學習方式。

● 教學流程

1.主題導入

教師演示一個粉筆盒。

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，設計制作一個創意粉筆盒。首先，請同學們分析當前粉筆盒的特性有哪些，如它的功能、擺放位置等。

設計意圖：從學生常見的生活物品入手，尋找貼近學生生活的主題，以解決實際問題為教學主線，激發學生學習興趣，從而調動學生學習的積極性。廣告創意大師詹姆斯·韋伯·揚說過：“創意的本質就是舊元素的新組合。”先對現有的粉筆盒進行分析，了解現有粉筆盒的信息，如形態特征及功能等，在此基礎上的重組、改造才是創意。

2.制訂并完善設計方案

師：那么，你想設計一個什么樣的創意粉筆盒呢？請相鄰座位的同學2人一組，一起探討設計方案，并在紙上畫出初步草圖或用文字描述自己的設想。（PPT展示4個思考問題）

學生用鉛筆在白紙上手繪粉筆盒草圖。

設計意圖：思考是創意設計的第一步，學生需要時間思考，給予他們思考的時間和空間，培養學生的思維能力，使其養成良好的思維習慣。手繪草圖是表達設計靈感的一種方式，是記錄設計的一個過程，當想法剛剛出來的時候就趕緊抓住，并迅速將其躍然紙上，變成可視模式，通過討論可以時時進行推敲與完善。它是設計的開始，是設計前期階段很小的一部分，但是很重要。這一環節學生充分發揮想象力，自由暢想設計創意粉筆盒。

師：請在座圓桌6位同學為一組，每人向組內展示交流設計方案，然后一起討論并完善方案。

學生討論并完善設計方案。

設計意圖：引導學生主動交流設計想法和意見，積極修改和完善設計方案，發現自己與他人方案中的“閃光點”和不足，促進學生學習方式在各學科領域轉變，培養學生主動學習、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.復習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，復習所學的3Done軟件知識。

教師利用3Done軟件分別打開前期制作的作品。

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

生：利用了基本實體、草圖繪制、動態移動、抽殼、掃掠等功能。

設計意圖：設計只有在熟練掌握軟件操作的基礎上才能實現。打開一個一個之前學習制作的實例作品，帶領學生一起回憶制作過程，帶領學生復習所學3Done軟件操作功能知識，為下一步自由創作做準備。

4.建造模型

師：根據設計方案，請同學們在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。

學生設計制作。

設計意圖：軟件掌握只是工具的學習，培養學生創新創造能力才是信息技術課程的目標。運用所學軟件解決實際問題是學生想法真正實現的過程，是發揮學生潛能、創新創造的重要環節。學生在三維建模過程中，遇到問題可以同學間討論交流，向老師咨詢討教，通過自主學習、協同工作，進行知識分享與創新創造。

5.自評和互評作品

師：請每一組推選一件優秀作品，結合“粉筆盒猜想”4個思考問題，介紹自己的創意粉筆盒，詳細說明創意在哪里，運用了3Done軟件的哪些功能，最后選出全班最優秀的作品。

學生互相欣賞并點評作品。

設計意圖：這一環節是學生展示作品的環節，成果展示是教學中十分有意義的活動。圍繞初始的4個“粉筆盒猜想”問題進行作品表達和介紹，做到課堂首尾呼應，同時這一環節也是教師檢驗階段教學成效的環節。每一位展示作品的學生心里都會充滿成就感和自豪感，通過分享與展示，鍛煉學生的語言表達能力，給予學生欣賞和學習的機會，提高學生的審美能力和鑒賞力。

6.總結3D打印過程

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

師：通過這節課，我們可以了解到，3D打印的一般過程是：發現并明確問題、設計草圖方案、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，同學們可以用發現的眼光尋找生活中的其他物品進行創意設計。

設計意圖：課堂小結是課堂教學環節中的重要一環，帶領學生回顧本節內容，從提出創意粉筆盒主題，到分析、設計、建模、打印，總結提煉3D打印步驟，給學生以系統、完整的印象，幫助學生知識遷移，為后續學習和運用奠定基礎。

● 教學反思

本節課教學時間實際為45分鐘，全班學生都制作出了創意粉筆盒作品，教學目標達成。本節課學生全程身心投入，積極思考，踴躍發言，課堂秩序良好。

在草圖設計環節，學生信息積累豐厚，10分鐘內，所繪的作品不僅造型多樣、功能全面，而且構圖明了、簡明意會，體現出良好的學科素養和藝術修養。在三維建模環節，學生前期知識儲備牢固，熟練操作3Done軟件，在15分鐘時間內，創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）、不同商標的粉筆盒（如學校名字、校徽、班級口號、班徽等）、發明創造式的粉筆盒（如利用中間隔板讓粉筆在需要時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。創意無限，令人振奮！在評價展示環節，氣氛活躍，學生介紹作品時信心滿滿，點評作品時客觀公正，體現了良好的班風和學風。

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

點 ?評

3D打印是近年來受到廣泛關注的一個熱點，如何將3D打印引入課堂，開展教學，是信息技術教師討論的焦點。本節課作為學校開發的3D打印校本課程，在開展3D打印課程教學實踐方面起到了較好的引領作用。縱觀全課，沈老師的課堂有以下兩個特點：第一個是選題契合學生生活實際。從學生的學習生活實際出發，將學生熟悉的粉筆盒作為研究主題，可以充分激發學生的學習興趣，將3D打印與學生的生活經驗緊密聯系，最終將打印的成品運用到生活中。第二個是教學設計符合深度學習理念。整堂課看似都是學生在做，其實是教師在有目的地引導學生進行分層思維：先讓學生在紙上畫一畫、寫一寫，促使學生深度思考，讓大腦動起來;接著帶領學生復習之前的作品，強化學生頭腦中3D打印軟件的操作技能知識;最后讓學生自評和互評作品，促使互相學習，提升不足。教師一步一步引導學生勤動腦勤思考，形成自己獨特的思維方式和解決問題的方法。