《生活中的3D》教学设计

第第 2424 课课 生活中的生活中的 3D3D 教材分析教材分析 本课是一节 3D 建模的综合运用课 以设计 制作棋子为例解决生活中的实 际问题 激发学生的创作热情 设计并制作棋子的过程包括前期测量 绘制草 图 设计棋子 保存文件和切片打印这五个部分 学情分析学情分析 本课的授课对象是五年级的学生 他们的生活经验比较丰富 通过前期的 学习也有了一定的 3D 建模基础 教师在课堂中不仅仅要关注学生建模软件的学 习 还要培养学生的动手能力和设计思维的培养 教学目标与要求教学目标与要求 1 学会在实体表面上制作文字的方法 2 了解用 3D 打印技术解决生活中实际问题的过程与方法 培养学生计算 思维能力 3 通过制作棋子 在从设想到设计草图再到打印实物的过程中 培养学生 的创新能力 教学重点与难点教学重点与难点 重点 重点 1 草图的组成 及绘制草图的方法 2 掌握 投影 按钮及输入文字的使用方法 难点 难点 培养学生的设计思维 将想象变为实物 教学方法与手段教学方法与手段 讲授教学法 演示教学法 探究教学法 课时安排课时安排 安排 2 课时 教学过程教学过程 一 激趣导入 师 同学们你们喜欢下象棋吗 象棋运动被誉为思维体操 很多同学都喜欢选择将象棋作为兴趣爱好 你 们在玩象棋的时候遇到过丢失棋子的情况吗 图 1 这不 这位学生家里就丢失了一个象棋 車 如果是你 你会怎么解决这 个问题 小组讨论 经验分享 小组汇报 1 重新买一副 2 用其他东西替代丢失的棋子 3 3D 建模然后打印出来 师生总结 大家的想法都很好 棋子造型简单 容易建模 今天我们就一 起用 3D 打印的方法制作一个 用 3D 技术解决生活中的问题 板书 生活中的 3D 设计意图设计意图 从解决生活中的实际问题出发 引出 3D 打印技术 将 3D 打 印机定位于服务于我们生活的工具 有利于激发学生创作热情 产生对该软件 深入探究的学习欲望 并培养学生的动手能力 二 前期测量 师 要想让 3D 打印的棋子 以假乱真 我们除了要选择适合颜色的耗 材 还要精确测量棋子尺寸的大小 师 我们需要知道棋子的哪些数据 生 棋子的直径 高度 师 我们可以借助直尺测量 如果想要更精确的数据可以使用游标卡尺 生测量 并记录数值 主体直径 30 mm 正面纹路直径 22 mm 和 20 mm 高度 10 mm 圆弧 3 mm 图 2 设计意图设计意图 在 3D 打印作品设计过程中加入测量的知识 让学生了解设计 制作 3D 实物时 精确测量尺寸的重要性 三 绘制设计图 师 设计图是记录 表达 传递设计意图和理念的开始 是设计制造过程 中的重要环节 小到一部手机 大到一栋建筑 都是根据设计图纸进行制造或 施工的 师展示设计图实例 师 掌握设计图的绘制方法是建好模型的重要基础 因为我们这颗棋子已 经存在 我们只需绘制这颗棋子的草图即可 你会用什么方法绘制草图 小组讨论 交流 学生汇报 1 手绘草图 2 数码绘图软件 如 奇奕画王 师生总结 手绘草图易上手 方便快捷 但运用数码手绘制设计图便于修 改 精确度高 也能更快捷的进行分享与交流 请同学们根据小组的实际情况 合理选择绘制草图的方法 提醒学生注意 在设计图当中标注好尺寸 如长度 直径等 作品展示交流 师生总结 一份高质量的平面图需要做到以下几点 1 确保长宽尺寸比例的正确性 奇奕画王 底图中的方格可以起到参照 作用 2 合理规范的标注很重要 它是后期建模的数据标准 3 线条要流畅清晰才能准确表达出自己的设计意图 设计意图设计意图 在绘制设计图的过程中就能够体现学生的设计思维 教师一 定要关注学生的主体性 允许不同的声音 倾听学生的设计思路 四 设计棋子 一 分析模型结构 师 请同学们说一说 你准备按照什么顺序来设计棋子 分别需要哪些工 具 小组讨论 交流 汇报总结 1 制作棋子的主体轮廓 涉及 圆 工具 拉动 工具 2 将象棋的主体边线做圆角化处理 涉及 拉动 工具 3 制作象棋的正面的凹槽及圆角化处理 涉及 圆 工具 拉动 工 具 4 制作象棋文字 車 涉及的工具未知 二 设计模型 绘制象棋主题 师 除了第四步制作文字我们没有学习过 前三步请大家运用前面所学习 的知识进行建模 若有不明白的地方请大家参照课本前面所学内容 生操作练习 展示并评价学生作品 三 制作象棋文字 师 从作品和操作演示可以看出 大家已经很熟练地将象棋的轮廓线条都 设计完工 那如何在象棋的正面添加文字呢 在 DSM 中并不能直接输入文字 我们需要借助 投影 将注释平面中的文字投影到实体上 老师为大家准备了 学件 供小组参考学习 学生操作 教师巡视指导 小组汇报 操作演示制作文字的方法 师 通过我们的操作 有没有同学能够总结出 注释平面 有哪些特点 生畅所欲言 师小结 大家总结得非常到位 说明你在操作的过程中学会思考懂得反 思 你真了不起 注释平面像漂浮在棋子主体上漂浮的透明薄膜 利用注释文 本的功能可以实现文字的输入 但是并没有真正地输入在实体表面上 所有要 借助 投影 工具 将文字以图形的方式投在实体表面上 师 除了可以将文字以图形的方式投到实体表面 还可以将文字 图形输 入绘制在栅格图上 投影到弧面或者球面上进行建模 设计意图设计意图 前三步涉及的技能都是前面学习过的内容 教师在实际教学 过程中可以采用小组合作的方式 让学生自主探究进行个性化设计 制作文字 是本节课的重难点 教师可以提供微视频或动画等学件让学生自主尝试学习 但是学生的能力水平参差不齐 教师可以发挥 小老师 的作用 让已经掌握 的学生去教有困难的学生 并给予适当的鼓励 五 文件保存 师 要想让 3D 打印机打印出设计好的棋子 我们还要对模型进行分层切 片 所以我们需要将文件保存为相应的格式 OBJ 和 STL 是 3D 打印机常 用的切片格式 保存文件 将文件名设为 棋子 并选择文件类型为 OBJ 学生操作 六 切片打印 师 要想让 3D 打印机成功打印出实体来 我们还要用切片软件将我们建好 的模型进行分层切片 再将切片后的文件输入给 3D 打印机进行打印 目前使用 比较广泛且操作便捷的切片软件有 Cura MakerWare 等 师向学生展示 Cura 的切片过程 师 要想确保打印的象棋手感与之前没什么太大的区别 要估算象棋的质 量 在切片软件中设置打印的填充度 将切片完的文件进行打印 师 请同学们让观察下 打印出的象棋和原来的象棋有什么区别 生 象棋文字颜色不一样 师 请大家为象棋中的文字涂上相应的颜色 这样我们的象棋就制作成功啦 设计意图设计意图 教材没有做深入的探究 更倾向于一种普及介绍 教师可以 根据实际情况做适当的拓展和展示 也可以带领学生后续做更加深入的学习研 究 七 总结提升 师 我们通过 3D 建模打印出了象棋 让 3D 打印技术走进生活 让我们的 生活更加便捷的同时充满了创意 请同学们结合本节课谈一谈你的收获和感 想 师 要想利用 3D 技术创意服务于生活中 就像我们今天设计的棋子一样 要经历 发现需求 思考分析 构思测量 设计建造