3D創意設計初體驗

王增福

教學背景

近幾年隨著STEM教育的興起和發展，3D打印走進中小學課堂，激發了學生在學習過程中對生活中常見物品設計制作的興趣。古今中外，逢年過節或者走親串友的時候，為了聊表心意，人們總是帶些配有禮品盒的禮品。隨著生活水平的提高，人們的審美需求進一步提升，選擇禮品時越來越看重禮品盒的精美包裝。

因此，本節課以“愛心禮品盒”為例，教學生如何設計制作禮品盒。學生在“禮品盒”的設計制作過程中，只需要一支筆、一張紙和一臺電腦。學生在紙上畫出禮品盒設計的草圖，寫出自己的設計思路，然后使用3DOne軟件把設計的禮品盒制作出來。

教學目標

知識與技能 認識“組合編輯”和“特殊功能”;掌握“減運算”“加運算”和“抽殼”命令工具使用。

過程與方法 能夠使用“組合編輯”中的“加運算”制作“愛心”實體;掌握復制實體的方法技巧。

情感態度與價值觀 了解禮品盒文化知識，通過使用3DOne親身體驗“愛心禮品盒”的設計制作。

教學重點與難點

教學重點 “減運算”“加運算”和“抽殼”命令工具使用。

教學難點 “愛心”實體的制作。

教學過程

一、情境導入

師：同學們，逢年過節或者走親訪友的時候，為了聊表心意，人們一般怎么做？（學生思考回答）送禮品時為了好看，人們一般都是把禮品放入一個精美的盒子中。大家想不想自己設計一款精美的禮品盒呢？今天老師就帶領大家學習如何使用3DOne制作“愛心禮品盒”。

二、探索新知

活動一：愛心圖形我來畫

師：提到“愛心”，我想同學們都知道它是什么形狀的，你能夠把它畫出來嗎？

師：同學們都能夠畫出自己的愛心，今天老師也給大家帶來了一個愛心，這顆愛心是由兩個等圓形和一個正方形組成，那么在3DOne中怎么變出一顆愛心呢？

小組討論：打開3DOne，進入草圖界面，在平面網格中畫出“愛心”草圖。

教師總結：兩個圓的直徑等于正方形的邊長;兩個圓形的圓心分別在正方形相鄰兩條邊的中間;使用“草圖編輯”中的“單機修剪”剪掉草圖中多余的線。（如圖1）

活動二：草圖瞬間變實體

師：繪制完后，請同學們單擊“完成”按鈕。我們會發現藍色的線框變成了一個藍色的平面（如圖2），怎樣讓這個平面瞬間變成一個實體的愛心模型呢？

小組討論：如果讓草圖瞬間變成實體，需要使用3DOne中的哪一個命令工具。

教師巡視指導，指名小組代表回答“草圖瞬間變實體”的過程。

教師總結：選中愛心草圖，單擊“特征造型—拉伸”或者單擊界面快速工具條中的“拉伸”命令工具;根據所建模型的大小，設置拉伸的高度;單擊確定按鈕。（如圖3）

活動三：小小心形會分身

師：當我們把愛心模型制作出來后，會發現還少一個禮品盒蓋，仔細觀察一下愛心禮品盒，你們會發現禮品盒蓋也是一個心形的，那怎樣分身出一個愛心模型呢？請你們小組討論一下怎么分身，看一看哪個小組的制作方法更快捷簡單。

學生討論制作，教師巡視指導，小組派代表對本組討論結果進行發言、演示。

教師總結：分身出一個愛心模型比較快的方法有復制和鏡像兩種。

1.復制法：（1）選中愛心實體;（2）按組合鍵Ctrl+C，在彈出的復制對話框中，將起始點和目標點都設為0;（如圖4）（3）單擊確定后，將其向上移動到適當位置。（如圖5）

2.鏡像法：（1）選中愛心實體;（2）單擊“基本編輯—鏡像”或者單擊實體快速工具條中的“鏡像”;（3）在彈出的“鏡像”對話框中，將“方式”改為“平面”，“平面”為愛心實體的頂面，單擊確定。（如圖6）

活動四：實體模型變殼體

師：請同學們觀察一下，你制作的愛心模型與愛心禮品盒有什么不同？（學生觀看思考并回答）你們制作的模型都是實心的，而禮品盒是空心的殼體，那么我們怎樣把實體模型變成殼體呢？

學生小組交流，教師指名小組代表回答。

教師總結：可以實現“實體變殼體”的功能命令工具是“特殊功能—抽殼”或者單擊實體快速工具條中的“抽殼”。

1.盒體：（1）將上邊愛心實體隱藏，選中下邊愛心實體;（2）單擊“特殊功能—抽殼”或者單擊實體快速工具條中的“抽殼”;（3）在彈出的“抽殼”對話框中，將厚度設為-2（根據所建模情況而定），開放面為愛心實體頂面，單擊確定。（如圖7）

2.盒蓋：（1）單擊“顯示/隱藏—顯示全部”，將上邊的愛心實體適當地向下移動;（2）對抽殼的盒體進行原點復制，然后選中上邊的愛心實體，單擊“組合編輯—減運算”，在彈出的對話框中，將合并體設為復制的盒體，單擊確定;（如圖8）（3）隱藏下邊抽殼后的愛心禮品盒盒體;（4）使用“抽殼”命令工具對上邊的愛心實體抽殼，抽殼的厚度為-2（根據所建模情況而定），開放面為愛心實體的底面，單擊確定;（5）單擊“顯示/隱藏—顯示全部”。

三、拓展訓練

師：根據本節課的學習，請同學們以小組為單位交流合作，嘗試著制作五角星禮盒或者六邊形禮盒。

學生討論交流并合作設計制作，教師巡視并及時指導。

各小組展示，相互介紹本小組制作的過程和方法，教師評價與反饋。

四、課堂小結

師：通過本節課愛心禮品盒模型的制作，你們從中學到了哪些知識？在學習過程中，還有哪些知識沒有掌握？（學生思考回答）

教師總結：本節課以愛心禮品盒為例，主要學習了如何使用草圖中的幾何圖形命令工具繪制草圖以及草圖編輯的“單擊修剪”修剪草圖中多余的線條、“拉伸”和“抽殼”命令工具的使用和原點復制模型的操作技巧，希望同學們根據這節課所學內容能夠設計出更漂亮的禮品盒作品。

教學反思

本節課以學生熟知的禮品盒作為切入點，激發學生學習3D創意設計的興趣。在課堂教學中主要是以“活動”的形式圍繞學生們最喜歡的“愛心”展開教學設計，教學環節以“畫愛心圖形—做愛心實體—成愛心作品”的思路，在每個環節設計問題，讓學生通過小組合作交流的形式去解決、探討問題，極大地提升了學生設計制作的積極性。