3D建模之活字印刷術(shù)

袁施春

設(shè)計(jì)依據(jù)

隨著信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，越來(lái)越多的教育工作者投入到學(xué)科核心素養(yǎng)研究中。通過(guò)怎樣的方式才能更好地促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的形成呢？帶著這樣的問(wèn)題，我嘗試通過(guò)創(chuàng)設(shè)閱讀經(jīng)典文獻(xiàn)的情境，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)，以信息的獲取、加工為導(dǎo)線展開(kāi)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。3D建模是信息技術(shù)教材中“年輕”的一員，創(chuàng)設(shè)適合的情境，使用適合的方法，能發(fā)揮出其特殊的作用。

學(xué)情分析

本課的教學(xué)對(duì)象是小學(xué)五年級(jí)學(xué)生，雖然他們?cè)诙昙?jí)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中已經(jīng)接觸過(guò)空間概念，但是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界和虛擬空間的轉(zhuǎn)化還是相當(dāng)陌生的。在語(yǔ)文課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已對(duì)印刷術(shù)有一定的了解，有些班也開(kāi)展過(guò)活字印刷術(shù)的體驗(yàn)活動(dòng)，但是從現(xiàn)代技術(shù)的角度去對(duì)比、優(yōu)化活字印刷術(shù)還是第一次。學(xué)生對(duì)新奇技術(shù)的興趣非常濃厚，接受新事物能力也較強(qiáng)。

課例特色

本課通過(guò)課前的交流，讓學(xué)生對(duì)信息技術(shù)在疫情中的作用有初步的印象，再通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)引出古代的信息技術(shù)——活字印刷術(shù)，創(chuàng)設(shè)閱讀經(jīng)典文獻(xiàn)的情境，從3D建模的視角看活字印刷術(shù)。閱讀經(jīng)典文獻(xiàn)的過(guò)程，正是培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)的最佳時(shí)機(jī)，學(xué)生對(duì)閱讀中獲取到的信息進(jìn)行整理，形成并制作流程圖。整理的過(guò)程其實(shí)就是在頭腦中形成了解決問(wèn)題的方法，而形成解決問(wèn)題方法的過(guò)程恰恰是學(xué)生計(jì)算思維養(yǎng)成的關(guān)鍵。通過(guò)數(shù)字化的方式還原文化經(jīng)典，激發(fā)了學(xué)生的民族自豪感，在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的同時(shí)，也促進(jìn)了學(xué)生其他綜合素養(yǎng)的養(yǎng)成。

教學(xué)過(guò)程

一、創(chuàng)設(shè)情境

師：庚子年初的一場(chǎng)疫情，再一次向世界展示了什么叫中國(guó)速度，什么是中國(guó)力量！得益于全國(guó)人民的團(tuán)結(jié)和智慧，我們的抗疫行動(dòng)取得了階段性的勝利。請(qǐng)同學(xué)們從信息技術(shù)的角度想一想，這場(chǎng)疫情中，信息技術(shù)有沒(méi)有發(fā)揮它的作用呢？舉例說(shuō)一說(shuō)。

（現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)疫情的預(yù)測(cè)和分析起著至關(guān)重要的作用，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，感受最深的就是每天第一時(shí)間就能接收到疫情動(dòng)態(tài)和抗疫知識(shí)。現(xiàn)代信息技術(shù)的信息傳播功能為引出后面古代信息技術(shù)——活字印刷術(shù)埋下伏筆。）

師：現(xiàn)代信息技術(shù)手段使得信息能夠快速?gòu)V泛地傳播給更多的人。其實(shí)，信息技術(shù)經(jīng)歷了很多次變革，古代四大發(fā)明之一的活字印刷術(shù)，也曾讓信息傳播得更快、更廣。

（初步為學(xué)生們創(chuàng)設(shè)“穿越”的氛圍，同時(shí)也能更加自然地進(jìn)入今天課堂的正題。）

師：700年前的活字印刷術(shù)，為推動(dòng)世界文化的傳播做出了巨大的貢獻(xiàn)。雖然時(shí)空相隔讓我們無(wú)法親眼見(jiàn)證古代印刷術(shù)的偉大，但是，我們可以跨越這段時(shí)空，用另外一種方式跟古人聯(lián)袂合作。讓我們用現(xiàn)代的技術(shù)，去重溫那一段輝煌的技術(shù)之旅。今天，我們一起來(lái)用3D建模的方式還原活字印刷術(shù)。

（現(xiàn)代信息技術(shù)為戰(zhàn)勝疫情貢獻(xiàn)了自己的一臂之力，古代信息技術(shù)用智慧影響世界，前后呼應(yīng)，用實(shí)例為學(xué)生樹(shù)立文化自信，也為我們開(kāi)啟古今聯(lián)袂合作創(chuàng)設(shè)情境氛圍。）

二、知識(shí)新授

（一）獲取文獻(xiàn)信息，提煉文化傳承

師：同學(xué)們，既然要跟古人合作，那么我們可以通過(guò)什么方式跟古人交流呢？（學(xué)生回答：查閱書(shū)籍。）是啊！書(shū)籍是古人留給我們的精神瑰寶，通過(guò)閱讀書(shū)籍，我們可以跨越時(shí)空，體驗(yàn)前人的精神旅途。請(qǐng)你們拿出工具箱中的《課堂手冊(cè)》，翻到第三頁(yè)《夢(mèng)溪筆談·活版》譯文，認(rèn)真閱讀，找一找描述活字印刷術(shù)制作方法的文字，并歸納出制作的方法。

（這段交流要注意兩個(gè)問(wèn)題，一要闡明教學(xué)目的，首先要告訴學(xué)生進(jìn)行各項(xiàng)研究的必要方法就是閱讀;其次要從立德樹(shù)人的角度，讓學(xué)生體會(huì)到人的精神生命可以永恒，引導(dǎo)學(xué)生做一個(gè)有思想的人。二要講清怎么實(shí)現(xiàn)古今聯(lián)袂合作。看一看古人是用什么方法、什么步驟實(shí)現(xiàn)活字印刷術(shù)的，并將這些方法、步驟總結(jié)成流程圖的方式呈現(xiàn)，如圖1。）

（二）跨越時(shí)空聯(lián)袂，攜手技術(shù)同行

1.“實(shí)體”工具的使用

師：同學(xué)們，對(duì)照前面的流程圖，我們來(lái)看一下怎么用3D建模還原活字印刷術(shù)。“選料”顯然就是3D打印技術(shù)所用的材料，“塑型”就要請(qǐng)出今天的主角——3D One軟件了，打開(kāi)這個(gè)軟件，我們會(huì)看到一個(gè)網(wǎng)格平面，這個(gè)平面叫作參考平面，接下來(lái)就要用“實(shí)體”工具進(jìn)行“塑型”工序。

“塑型”之前請(qǐng)同學(xué)們思考：這個(gè)六面體的模型該設(shè)置多大？需要考慮哪些因素？

看似簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)輸入，和現(xiàn)實(shí)聯(lián)系起來(lái)的時(shí)候就變得沒(méi)那么簡(jiǎn)單了，需要學(xué)生結(jié)合實(shí)際情況去思考每一個(gè)參數(shù)的設(shè)置，比如紙張大小、紙張上文字的總?cè)萘俊㈨?yè)邊距等。等學(xué)生分析完各參數(shù)之間的聯(lián)系后，教師開(kāi)始介紹“實(shí)體”工具參數(shù)的設(shè)置方法，如圖2。

2.“預(yù)制文字”工具的使用

師：接下來(lái)我們就可以在這個(gè)六面體上“刻上”文字了，需要用到的是“預(yù)制文字”工具。這個(gè)工具怎么用呢？同學(xué)們可以自己先嘗試，實(shí)在有疑惑的時(shí)候，可查看手中的《操作手冊(cè)》，具體文件可掃描圖3所示的百度網(wǎng)盤小程序菊花碼下載。

這一環(huán)節(jié)采用的是自主探究的教學(xué)方式，目的是讓學(xué)生掌握認(rèn)識(shí)一個(gè)工具的方法，并能從一個(gè)工具的認(rèn)識(shí)拓展到其他工具的認(rèn)識(shí)和使用。《操作手冊(cè)》在這個(gè)過(guò)程中充當(dāng)了參考資料的角色，模擬了真實(shí)生活中通過(guò)查閱資料解決問(wèn)題的場(chǎng)景。

3.“鏡像”工具的使用

師：經(jīng)過(guò)“預(yù)制文字”工具處理后的文字粒，印出來(lái)的文字是正確的嗎？同學(xué)們注意一下，印出來(lái)的文字和現(xiàn)在看到的文字是不一樣的。通過(guò)觀察，我們能夠發(fā)現(xiàn)，印出來(lái)的文字和原文字關(guān)于縱向成軸對(duì)稱，如圖4，大家可以使用3D One軟件中的“鏡像”工具實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

師：按照這一系列方法，做出更多的文字粒后，我們就可以開(kāi)始打印了，打印的過(guò)程就相當(dāng)于古時(shí)候的“定型”。

（三）可行性驗(yàn)證

師：按照流程圖，我們已經(jīng)完成了設(shè)想、選料、塑型、刻字、定型這幾道工序，接下來(lái)就可以印刷了。其實(shí)印刷過(guò)程很關(guān)鍵，它不僅僅是成果的體現(xiàn)，更是一種測(cè)試，正確的操作方法能夠更好地測(cè)試出這個(gè)作品有哪些問(wèn)題。

教師現(xiàn)場(chǎng)演示印刷過(guò)程正確的操作方法。

（這個(gè)環(huán)節(jié)是對(duì)創(chuàng)作進(jìn)行驗(yàn)證的環(huán)節(jié)，模擬真實(shí)的制作情境，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后學(xué)習(xí)如何解決問(wèn)題，對(duì)技術(shù)會(huì)有更加深刻的理解。）

三、欣賞分享與總結(jié)

學(xué)生展示、分享作品，并相互評(píng)價(jià)。

教師提出問(wèn)題：你們覺(jué)得用3D建模和打印技術(shù)還原活字印刷術(shù)成功了嗎？為什么？

教師總結(jié)：為什么有些同學(xué)認(rèn)為成功了，有些同學(xué)認(rèn)為沒(méi)成功呢？看來(lái)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一樣，結(jié)果就不一樣。其實(shí)在我們的生活中，誰(shuí)掌握了技術(shù)的制高點(diǎn)，誰(shuí)就有資格去制定標(biāo)準(zhǔn)，希望不久的將來(lái)能看到越來(lái)越多的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)踐反思

本課嘗試從信息技術(shù)視角帶領(lǐng)學(xué)生去認(rèn)識(shí)世界，把信息技術(shù)課堂中的技術(shù)從主位放到了輔位，讓技術(shù)充當(dāng)學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的輔助手段。除此之外，課堂中引入了經(jīng)典文獻(xiàn)的閱讀，意在模擬真實(shí)的研究情境，從文獻(xiàn)中找方法，站在前人的肩膀上思考問(wèn)題、突破問(wèn)題，并根據(jù)總結(jié)出的操作流程圖進(jìn)行制作和驗(yàn)證，幫助學(xué)生正視驗(yàn)證中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，激勵(lì)學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中不斷探索。