第13课 3D打印笔筒教学设计小学劳动五年级上册川民版《劳动教育》

第13课3D打印笔筒教学设计小学劳动五年级上册川民版《劳动教育》课题课时课程基本信息1.课程名称：第13课3D打印笔筒

2.教学年级和班级：五年级（2）班

3.授课时间：202X年10月20日第3节课

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标分析二、核心素养目标分析通过3D打印笔筒制作，学生形成“劳动创造美好生活”的观念，掌握3D打印笔的基本操作与简单模型设计方法，提升动手实践与创新能力；在合作探究中培养严谨细致、精益求精的劳动精神，养成规范使用工具、爱护劳动成果的习惯，体会劳动的乐趣与价值。教学难点与重点三、教学难点与重点1.教学重点，①3D打印笔的基本操作方法，包括握笔姿势、出丝控制、速度调节及安全规范；②笔筒的结构设计与规划，明确底座、筒身、装饰等部分的尺寸比例和功能定位。2.教学难点，①立体结构的空间想象与实现，将平面设计转化为稳定、实用的3D笔筒模型；②细节处理的精细度，如笔筒边缘的平整度、装饰元素的粘合牢固度及整体造型的美观性。教学方法与策略1.教学方法：采用项目导向学习，结合示范讲解、小组合作探究，引导学生分步完成设计、打印、组装任务。

2.教学活动：①案例研究：分析优秀笔筒结构图，启发设计思路；②实验操作：分组练习3D打印笔基础技法，解决出丝速度控制问题；③游戏化任务：限时完成简单立体造型，强化空间感知。

3.教学媒体：使用多媒体投影仪同步演示打印笔操作规范，实物展示不同材质打印效果，辅助学生理解材料特性与成型关系。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对3D打印笔筒的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们平时用的笔筒是什么样的？如果自己设计一个会是什么样子？”

展示3D打印笔筒的实物和动态打印视频，让学生感受立体成型的神奇。

简短介绍3D打印技术的基本原理，强调其在日常生活中的应用价值，为学习制作笔筒奠定基础。

2.3D打印基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解3D打印笔的基本操作和笔筒设计要点。

过程：

讲解3D打印笔的定义及核心功能（热熔塑料快速成型）。

介绍笔筒的组成部分（底座、筒身、装饰）和设计原则（稳定性、实用性）。

3.笔筒案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，深化学生对3D打印笔筒特性的理解。

过程：

分析三个典型案例：

①几何体笔筒（强调结构稳定性）；

②动物造型笔筒（突出创意装饰）；

③模块化笔筒（说明功能扩展性）。

引导学生思考：不同设计如何满足收纳需求？如何平衡美观与实用？

小组讨论：“如何改进现有笔筒设计？”每组提出1-2个创新方案。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养合作能力与问题解决能力。

过程：

分组任务：每组选择一个讨论方向（结构优化/个性化装饰/功能拓展）。

小组内分工：记录员、设计师、汇报员，共同完成方案草图。

教师巡回指导，提示安全规范和材料特性。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼表达能力，深化对设计要点的理解。

过程：

各组代表展示方案：说明设计理念、结构特点及创新点。

师生互动：提问“如何确保笔筒稳固？”“装饰部分如何固定？”

教师点评：肯定创意，重点强调“底座承重”“边缘平滑”等安全细节。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾核心内容，强化劳动价值。

过程：

强调劳动教育意义：“通过双手创造实用物品，体会技术与艺术的结合。”

布置作业：绘制笔筒设计图，标注尺寸和材料使用计划。教学资源拓展1.拓展资源：

（1）3D打印技术基础原理：介绍3D打印笔的核心工作机制，包括加热元件如何将PLA塑料丝熔融（温度范围180-230℃）、挤出系统如何控制出丝速度、冷却固化过程形成立体结构的原理，结合教材中“热熔塑料成型”知识点，深化学生对技术实现的理解。

（2）笔筒材料特性对比：详细分析PLA与ABS耗材的区别，PLA环保可降解、硬度适中但耐热性较差（适合常温使用），ABS强度高、耐冲击但需更高打印温度（适合复杂结构），帮助学生根据笔筒功能选择合适材料，关联教材中“材料选择”内容。

（3）结构设计要素解析：结合教材笔筒案例，拆解底座承重设计（底座面积与筒身高度比例建议1:1.2，避免倾倒）、筒身加固方法（添加纵向加强筋或双层结构）、装饰元素固定技巧（利用打印时的交叉纹理增加粘合力），提供具体参数参考（如筒身壁厚≥2mm，边缘圆角半径≥0.5mm防划伤）。

（4）安全操作规范延伸：补充教材未详述的安全细节，如打印笔连续使用不超过20分钟（防止过热）、更换耗材时需等待笔身冷却至室温（避免烫伤）、工作台需覆盖耐热垫（防止熔融塑料损坏桌面），强化学生劳动安全意识。

（5）生活应用案例拓展：展示3D打印笔筒在校园中的实际场景，如教室收纳笔具（带分隔层设计）、家庭桌面整理（可拆卸模块化笔筒）、创意礼品（个性化姓名装饰），引导学生思考技术与生活的结合，呼应教材“劳动创造美好生活”主题。

2.拓展建议：

（1）实践操作延伸：鼓励学生用3D打印笔尝试制作小型收纳盒、笔帽等延伸作品，先在卡纸上绘制平面展开图，再通过折叠测试结构稳定性，最后用3D打印笔立体成型，深化“设计-制作-测试”的劳动过程体验。

（2）知识探究活动：组织学生分组调研不同材质笔筒的优缺点（如陶瓷笔筒易碎、金属笔筒重、塑料笔筒轻便），对比3D打印笔筒与传统笔筒的差异，撰写简易调研报告，培养信息分析与归纳能力。

（3）安全与环保深化：开展“耗材回收利用”实践，收集打印失败的塑料丝，通过重新加热熔融制作小型装饰件；设计“安全使用手册”，图文结合总结3D打印笔操作禁忌，提升安全责任意识。

（4）跨学科融合学习：结合数学知识计算笔筒容积（底面积×高）、美术知识进行色彩搭配（对比色/邻近色设计图案）、科学知识测试不同耗材的承重极限（用硬币逐步加压），实现多学科知识整合应用。

（5）创意设计挑战：以“未来笔筒”为主题，引导学生设计具有智能功能（如带LED照明、笔迹消毒）或环保材料（如使用可降解PLA）的创新方案，绘制设计草图并说明功能实现原理，激发创新思维。板书设计①3D打印笔筒基础与操作

核心知识点：热熔成型原理、握笔姿势（拇指食指捏笔身，中指托底）、出丝控制（匀速移动，避免堆积）、速度调节（慢速精细，快速成型）

关键词：PLA耗材、180-230℃、底座承重、筒身比例（底面积:筒身高度=1:1.2）

②结构设计与安全规范

重点词句：结构稳定性（底座加厚、纵向加强筋）、细节处理（边缘圆角≥0.5mm防划伤、壁厚≥2mm）、安全规范（连续使用≤20分钟、冷却后换耗材、工作台耐热垫）

关联句：“底座不稳易倾倒，边缘锋利有危险，温度控制记心间”

③劳动价值与创新思维

核心词句：劳动创造价值（设计-制作-测试-优化）、创意设计（个性化装饰、模块化功能）、跨学科融合（数学计算容积、美术色彩搭配）课堂1.课堂评价：通过提问检查学生对3D打印笔操作要点的掌握，如“出丝速度过快会出现什么问题？”“笔筒底座与筒身比例多少最稳定？”；观察学生小组讨论中的分工协作情况及设计草图的结构合理性；现场测试学生基础操作，重点检查握笔姿势、匀速移动及安全规范执行情况，及时纠正错误动作，确保