《3D教學——設計獎章》教學設計

張立

● 設計思想

3D打印技術走進課堂，不僅能訓練學生動手實踐能力，提高創新能力，還能讓學生將自己的創意、想象變為現實，開闊其視野，養成其獨立思考、積極動腦的好習慣，促進學生的創新意識、探索能力等科學素養的養成。

本節課是3D教學第二課時內容，經過前一節課的學習，學生已經熟悉3Done軟件操作界面，學會利用基本實體設計制作簡單物品。本節課主要采用主題任務式教學方法，以設計正五角星的“班級之星”“年級之星”“校園之星”“學習之星”等獎章為主題，結合數學平面圖形知識，引起學生的學習興趣。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，引導學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，教師利用學案，讓學生自主探究學習草圖繪制五邊形、連接線段;學習“修剪線段”“拉伸”等新知，完成五角星基礎獎章制作，并感受由平面圖形到三維立體的變化過程，體驗3D設計的魅力;同時讓學生發揮想象，創意設計個性獎章，培養其創新創造的能力。最后，展示作品，讓學生說一說設計想法，看一看同伴的優秀作品，相互學習、相互促進，激發他們學習3D的熱情，為后期學習做準備。

● 學生分析

本節課的教學對象是六年級學生，此階段的學生好奇心強、思維活躍，愿意接觸并接受新事物，學習新知識意愿比較強烈，課堂上能積極主動參與到學習中，愿意參加豐富多樣的活動。

● 教學目標

知識與能力目標：①通過繪制五角星，學會草圖繪制“多邊形”“線段”;②通過刪除多余線段，學會草圖編輯“修剪”命令;③通過五角星草圖變成實體模型，學會“拉伸”命令;④通過讓五角星站立，復習鞏固“動態移動”命令。

過程與方法目標：以生活中的事物——獎章為設計主題，通過引導、講授、演示分析和探究等方法，完成創意獎章的設計。

情感態度與價值觀目標：①通過分析和思考正五角星繪畫方法，鍛煉數學平面思維能力;②通過學案繪制五角星圖形，鍛煉自主學習能力;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3D設計的魅力;④通過創意設計獎章，培養創造能力、空間思維能力;⑤通過作品展示，提升自信心，激發學習3D設計的積極性。

● 教學重點、難點

教學重點：學會“草圖繪制”“修剪”“拉伸”“移動”等功能。

教學難點：①在3D軟件里繪制平面圖形;②運用所掌握的知識，創意設計造型。

● 教學過程

1.導入

師：同學們，學校即將要評選“班級之星”“年級之星”“校園之星”“學習之星”“運動之星”等榮譽，想請我們用3D軟件設計一個五角星的獎章模型。下面先請一位同學到黑板上來畫一個五角星。（學生上講臺在黑板上手繪五角星）這位同學畫得不錯，但是仔細看還是會發現有點瑕疵，不是很正，那我們該如何快速畫出一個正五角星呢？能否借助五邊形畫出正五角星？哪種方法更簡便呢？（學生思考繪畫五角星方法）

設計意圖：3D軟件中“草圖繪制”屬于二維平面內容，在教學中融入學生原有的數學平面圖形知識經驗，作為建構新知識的切入點，尋找貼近學生生活的主題，由設計校園獎章入手，引起學生注意，調動學生的積極性。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，形成知識遷移，理解計算機中正五邊形輔助繪制五角星的步驟，這樣既能促進學生數學思維的發展，也為下一步草圖繪制做好教學鋪墊。

2.草圖繪制

師：我們已經知道利用五邊形內部連線法能簡單快速地繪制出正五角星，下面就來學習新本領——草圖繪制功能，開始我們的設計之旅。“草圖繪制”是3Done軟件工具面板第二個命令（講解演示），如果要繪制平面圖形，可以先選擇“上”視圖進行操作，下面就請同學們根據學案步驟，自主學習制作五角星圖形。如遇到問題，相鄰的同學之間可以相互討論，也可以咨詢老師。

學生根據學案，自主探究學習。

設計意圖：經過前面的分析和思考，學生對五角星繪制方法理論上已經掌握，現在這步是操作實踐，要利用計算機軟件實現五角星圖形的繪制，讓任務具體化、形象化。這樣學生既可以學習草圖繪制新知，也能熟練軟件操作技能，還能培養學生勇于探索的學習能力。

3.草圖修剪

師：同學們已經繪制出了五角星，但是旁邊有一些多余線段需要刪除，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，只要單擊選擇“修剪”工具，在多余線段上依次點擊就可以刪除啦，是不是很簡單呢？（講解演示）最后點擊上方“藍色的√”，就形成了藍色五角星圖形。

學生操作實踐。

設計意圖：草圖修剪屬于新知識，需要教師講解演示教學，直觀清晰地向學生講解，能讓學生少走彎路。

4.拉伸

師：（講解演示）我們已經實現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，同學們試試看。

學生聽講并操作實踐。

設計意圖：這一步雖然簡單，但是最關鍵，能使學生在平面圖形與幾何實體之間建立聯系，是讓學生感受從二維平面圖形向三維立體造型變化的重要一環，也是展現3D設計的特殊魅力的時刻。

師：同學們可以嘗試利用上節課所學習的“動態移動”命令將躺著的五角星站立起來。

學生討論、思考、操作。

設計意圖：利用上節課學過的命令實現本節課的操作，學生在搜尋記憶和動手制作過程中形成知識遷移，并加深3D相關知識和技能的印象。

5.創意設計

師：五角星獎章實體模型做好了，同學們還有別的創意嗎？如給獎章加個柱子，或者加個底座等，試試看。

學生創意設計獎章造型。

設計意圖：本環節是讓學生發揮想象，創造給學生利用所學的舊知識與新知識相融合的機會，構建其知識體系。同時給學生思維拓展的空間和時間，充分發揮學生主體性，提高學生的學科素養和學科能力。

6.作品展示

師：請同學們介紹自己的創意獎章，說一說自己的創意和制作過程。

學生互相展示作品。

設計意圖：這一環節是學生展示作品的環節，成果展示能讓學生心里充滿成就感和自豪感，同時還能鍛煉學生的語言表達能力，提高其審美和鑒賞能力。

7.小結

師：本節課，我們學會了3D設計中“草圖繪制”“修剪草圖”“拉伸”等命令，并設計出別具匠心的獎章，大家都收獲滿滿。希望大家帶著期待繼續學習3D設計的其他新知識。

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、梳理本課教學知識點內容，加深印象，并激發好奇心為后續學習做準備。

● 教學反思

3D教學是筆者所在學校的校本課程，運用的軟件是3Done。3D教學屬于摸著石頭過河，在探索中前進。在開發設計教學內容時，要充分發揮學生主體性，培養學生創新能力，要在課堂上留出時間和空間給學生自主探究、創意制作、交流分享，教師也要起到引領作用，傳授相關的知識，講授演示相關的教學步驟，兩者相結合才能保障教學任務順利完成。

本節內容是3D教學第2課時，教學內容相對簡單，目標易達成。筆者以設計校園獎章為任務導向，由切合學生生活經驗的數學二維平面圖形知識切入，從繪制草圖到修剪草圖，從平面到立體自然過渡、前半節課學生踴躍參與、積極思考、主動發言;后半節課學生創意設計作品令人驚喜，設計出了類似國旗、團徽的獎章。介紹作品的學生能侃侃而談，思路清晰，聆聽的學生也給予鼓掌鼓勵，整堂課秩序良好，體現了良好的班風和學風。

本節課有兩位學生的表現令我印象深刻。第一位學生上臺演示操作用動態移動將五角星站立，雖然出現幾次錯誤，但是他堅持不懈，直到完成;第二位學生在展示作品的時候，講述有理有據，條理分明，還點了本節課的主題。教學相長，學生的優越表現，永遠是激勵教師不斷前進的動力。

點 ?評

作者所在學校積極響應國家全面推進素質教育要求，將3D技術引入課堂，開啟了新的教育模式。本節課導入新穎，選題貼近生活，從學生已有的數學平面知識出發，讓學生在黑板上畫一畫、想一想五邊形變五角星的方法，總結繪制步驟，促進了學生計算思維的發展。整節課教學目標明確，內容構建合理，以學生為中心，采用任務驅動、探究學習等方式，逐步引導學生掌握3D操作功能，對學生養成良好的數字化學習與創新的行為習慣有很好的促進作用。教師注重學科思維品質的培育，在創意設計獎章這一環節，培養了學生的創新意識和應用技能，同時，發展了學生立體空間思維，促進了學生信息素養的提升。整堂課學生學習積極性很高，課堂效果顯著。