《3D教学——设计奖章》教学设计

    张立

    ● 设计思想

    3D打印技术走进课堂，不仅能训练学生动手实践能力，提高创新能力，还能让学生将自己的创意、想象变为现实，开阔其视野，养成其独立思考、积极动脑的好习惯，促进学生的创新意识、探索能力等科学素养的养成。

    本节课是3D教学第二课时内容，经过前一节课的学习，学生已经熟悉3Done软件操作界面，学会利用基本实体设计制作简单物品。本节课主要采用主题任务式教学方法，以设计正五角星的“班级之星”“年级之星”“校园之星”“学习之星”等奖章为主题，结合数学平面图形知识，引起学生的学习兴趣。首先，教师抛出“如何快速绘制正五角星？”“可以利用什么图形？”“由五边形怎么画五角星？”等问题，引导学生思考由五边形绘制正五角星步骤，得出最佳绘制方案，并引出课题“草图绘制”。其次，教师利用学案，让学生自主探究学习草图绘制五边形、连接线段;学习“修剪线段”“拉伸”等新知，完成五角星基础奖章制作，并感受由平面图形到三维立体的变化过程，体验3D设计的魅力;同时让学生发挥想象，创意设计个性奖章，培养其创新创造的能力。最后，展示作品，让学生说一说设计想法，看一看同伴的优秀作品，相互学习、相互促进，激发他们学习3D的热情，为后期学习做准备。

    ● 学生分析

    本节课的教学对象是六年级学生，此阶段的學生好奇心强、思维活跃，愿意接触并接受新事物，学习新知识意愿比较强烈，课堂上能积极主动参与到学习中，愿意参加丰富多样的活动。

    ● 教学目标

    知识与能力目标：①通过绘制五角星，学会草图绘制“多边形”“线段”;②通过删除多余线段，学会草图编辑“修剪”命令;③通过五角星草图变成实体模型，学会“拉伸”命令;④通过让五角星站立，复习巩固“动态移动”命令。

    过程与方法目标：以生活中的事物——奖章为设计主题，通过引导、讲授、演示分析和探究等方法，完成创意奖章的设计。

    情感态度与价值观目标：①通过分析和思考正五角星绘画方法，锻炼数学平面思维能力;②通过学案绘制五角星图形，锻炼自主学习能力;③通过将五角星平面拉伸成三维立体造型，感受二维平面图形到三维立体造型的变化，体验3D设计的魅力;④通过创意设计奖章，培养创造能力、空间思维能力;⑤通过作品展示，提升自信心，激发学习3D设计的积极性。

    ● 教学重点、难点

    教学重点：学会“草图绘制”“修剪”“拉伸”“移动”等功能。

    教学难点：①在3D软件里绘制平面图形;②运用所掌握的知识，创意设计造型。

    ● 教学过程

    1.导入

    师：同学们，学校即将要评选“班级之星”“年级之星”“校园之星”“学习之星”“运动之星”等荣誉，想请我们用3D软件设计一个五角星的奖章模型。下面先请一位同学到黑板上来画一个五角星。（学生上讲台在黑板上手绘五角星）这位同学画得不错，但是仔细看还是会发现有点瑕疵，不是很正，那我们该如何快速画出一个正五角星呢？能否借助五边形画出正五角星？哪种方法更简便呢？（学生思考绘画五角星方法）

    设计意图：3D软件中“草图绘制”属于二维平面内容，在教学中融入学生原有的数学平面图形知识经验，作为建构新知识的切入点，寻找贴近学生生活的主题，由设计校园奖章入手，引起学生注意，调动学生的积极性。通过画一画，思考和分析利用五边形画正五角星的方法，获得五角星图形后，形成知识迁移，理解计算机中正五边形辅助绘制五角星的步骤，这样既能促进学生数学思维的发展，也为下一步草图绘制做好教学铺垫。

    2.草图绘制

    师：我们已经知道利用五边形内部连线法能简单快速地绘制出正五角星，下面就来学习新本领——草图绘制功能，开始我们的设计之旅。“草图绘制”是3Done软件工具面板第二个命令（讲解演示），如果要绘制平面图形，可以先选择“上”视图进行操作，下面就请同学们根据学案步骤，自主学习制作五角星图形。如遇到问题，相邻的同学之间可以相互讨论，也可以咨询老师。

    学生根据学案，自主探究学习。

    设计意图：经过前面的分析和思考，学生对五角星绘制方法理论上已经掌握，现在这步是操作实践，要利用计算机软件实现五角星图形的绘制，让任务具体化、形象化。这样学生既可以学习草图绘制新知，也能熟练软件操作技能，还能培养学生勇于探索的学习能力。

    3.草图修剪

    师：同学们已经绘制出了五角星，但是旁边有一些多余线段需要删除，这就需要用到新的功能命令“草图编辑”里的“修剪线段”（讲解演示）。其实，只要单击选择“修剪”工具，在多余线段上依次点击就可以删除啦，是不是很简单呢？（讲解演示）最后点击上方“蓝色的√”，就形成了蓝色五角星图形。

    学生操作实践。

    设计意图：草图修剪属于新知识，需要教师讲解演示教学，直观清晰地向学生讲解，能让学生少走弯路。

    4.拉伸

    师：（讲解演示）我们已经实现了五角星二维平面图形，下一步怎么将它变成三维立体造型呢？单击图形上方出现的工具栏里选择第一种“拉伸”命令，输入厚度“5”，单击“绿色的√”，二维图形就变成了三维造型啦，同学们试试看。

    学生听讲并操作实践。

    设计意图：这一步虽然简单，但是最关键，能使学生在平面图形与几何实体之间建立联系，是让学生感受从二维平面图形向三维立体造型变化的重要一环，也是展现3D设计的特殊魅力的时刻。

    师：同学们可以尝试利用上节课所学习的“动态移动”命令将躺着的五角星站立起来。

    学生讨论、思考、操作。

    设计意图：利用上节课学过的命令实现本节课的操作，学生在搜寻记忆和动手制作过程中形成知识迁移，并加深3D相关知识和技能的印象。

    5.创意设计

    师：五角星奖章实体模型做好了，同学们还有别的创意吗？如给奖章加个柱子，或者加个底座等，试试看。

    学生创意设计奖章造型。

    设计意图：本环节是让学生发挥想象，创造给学生利用所学的旧知识与新知识相融合的机会，构建其知识体系。同时给学生思维拓展的空间和时间，充分发挥学生主体性，提高学生的学科素养和学科能力。

    6.作品展示

    师：请同学们介绍自己的创意奖章，说一说自己的创意和制作过程。

    學生互相展示作品。

    设计意图：这一环节是学生展示作品的环节，成果展示能让学生心里充满成就感和自豪感，同时还能锻炼学生的语言表达能力，提高其审美和鉴赏能力。

    7.小结

    师：本节课，我们学会了3D设计中“草图绘制”“修剪草图”“拉伸”等命令，并设计出别具匠心的奖章，大家都收获满满。希望大家带着期待继续学习3D设计的其他新知识。

    设计意图：课堂小结是课堂教学环节中的重要一环，带领学生回顾、梳理本课教学知识点内容，加深印象，并激发好奇心为后续学习做准备。

    ● 教学反思

    3D教学是笔者所在学校的校本课程，运用的软件是3Done。3D教学属于摸着石头过河，在探索中前进。在开发设计教学内容时，要充分发挥学生主体性，培养学生创新能力，要在课堂上留出时间和空间给学生自主探究、创意制作、交流分享，教师也要起到引领作用，传授相关的知识，讲授演示相关的教学步骤，两者相结合才能保障教学任务顺利完成。

    本节内容是3D教学第2课时，教学内容相对简单，目标易达成。笔者以设计校园奖章为任务导向，由切合学生生活经验的数学二维平面图形知识切入，从绘制草图到修剪草图，从平面到立体自然过渡、前半节课学生踊跃参与、积极思考、主动发言;后半节课学生创意设计作品令人惊喜，设计出了类似国旗、团徽的奖章。介绍作品的学生能侃侃而谈，思路清晰，聆听的学生也给予鼓掌鼓励，整堂课秩序良好，体现了良好的班风和学风。

    本节课有两位学生的表现令我印象深刻。第一位学生上台演示操作用动态移动将五角星站立，虽然出现几次错误，但是他坚持不懈，直到完成;第二位学生在展示作品的时候，讲述有理有据，条理分明，还点了本节课的主题。教学相长，学生的优越表现，永远是激励教师不断前进的动力。

    点 ?评

    作者所在学校积极响应国家全面推进素质教育要求，将3D技术引入课堂，开启了新的教育模式。本节课导入新颖，选题贴近生活，从学生已有的数学平面知识出发，让学生在黑板上画一画、想一想五边形变五角星的方法，总结绘制步骤，促进了学生计算思维的发展。整节课教学目标明确，内容构建合理，以学生为中心，采用任务驱动、探究学习等方式，逐步引导学生掌握3D操作功能，对学生养成良好的数字化学习与创新的行为习惯有很好的促进作用。教师注重学科思维品质的培育，在创意设计奖章这一环节，培养了学生的创新意识和应用技能，同时，发展了学生立体空间思维，促进了学生信息素养的提升。整堂课学生学习积极性很高，课堂效果显著。