伊柏權(quán) 李遵煉 季錚錚

不久前，科學(xué)老師布置了養(yǎng)殖蝸牛的家庭作業(yè)，發(fā)了一個(gè)塑料盒，但是學(xué)生在實(shí)踐的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)很不方便，于是創(chuàng)客社團(tuán)的指導(dǎo)教師開(kāi)始引導(dǎo)學(xué)生能不能使用3D打印技術(shù)來(lái)制作一個(gè)蝸牛養(yǎng)殖的智能溫室。整體項(xiàng)目環(huán)節(jié)包括了解蝸牛的生活習(xí)性、食物喜好，蝸牛的生活環(huán)境，養(yǎng)殖的器具。并讓學(xué)生學(xué)習(xí)操作3D建模軟件，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)意設(shè)計(jì)水平，將技術(shù)運(yùn)用到學(xué)習(xí)生活實(shí)際中去，學(xué)以致用。

初期調(diào)研

蝸牛小屋設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)很好地飼養(yǎng)小動(dòng)物，珍愛(ài)生命，體會(huì)對(duì)小動(dòng)物的關(guān)愛(ài)。首先是項(xiàng)目調(diào)查，圖1為學(xué)生調(diào)查資料并整理筆記。

根據(jù)以下分類整理資料：①關(guān)于飼養(yǎng)的器具;②關(guān)于溫度;③關(guān)于濕度;④關(guān)于光照;⑤關(guān)于活動(dòng)習(xí)慣;⑥關(guān)于環(huán)境衛(wèi)生清理;⑦關(guān)于食物。

接下來(lái)引導(dǎo)學(xué)生分析資料，在對(duì)蝸牛有一定了解的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，同時(shí)，教師提問(wèn)，小組討論，學(xué)生回答，進(jìn)而給出可行性較高的思路或結(jié)論。

師：如何解決蝸牛的環(huán)境適宜溫度呢？

生：太熱了要降溫，太冷了要加溫，可以用編程模塊來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。

師：關(guān)于環(huán)境衛(wèi)生清理這個(gè)問(wèn)題怎么解決好呢？

生：清理的時(shí)候把蝸牛拿出來(lái);設(shè)計(jì)備選房間，清理的時(shí)候就換房間。

……

接下來(lái)針對(duì)分析結(jié)果畫(huà)設(shè)計(jì)稿。紙稿要求：紙稿上標(biāo)注有后期建模所要考慮的功能要點(diǎn)及注意點(diǎn)，以便建模時(shí)更加方便、明確，盡量避免頻繁的修改。通過(guò)小組討論，完善設(shè)計(jì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，整合成一個(gè)設(shè)計(jì)稿。

設(shè)計(jì)建模

接下來(lái)需要完善設(shè)計(jì)稿，進(jìn)行小組討論，確定設(shè)計(jì)稿。最終版紙稿要求：要有正視圖、側(cè)視圖、俯視圖（如果多層，需要多層的俯視圖），以及各環(huán)節(jié)的大小數(shù)據(jù)。并根據(jù)設(shè)計(jì)稿進(jìn)行3D建模。一開(kāi)始的模型由于沒(méi)有考慮到3D打印機(jī)尺寸等因素，所以需要適當(dāng)調(diào)整（如圖2）。拆分后就完成了基礎(chǔ)的建模工作（如圖3）。

電子編程

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生采用了幾種不同顏色的LED來(lái)提供蝸牛小屋的光照，對(duì)溫濕度進(jìn)行顯示，并且用一個(gè)電子風(fēng)扇來(lái)進(jìn)行濕度的調(diào)節(jié)（如圖4）。Mixly的原始程序如圖5所示。

程序使用了溫濕度傳感器作為輸入，將一個(gè)數(shù)碼管和三個(gè)LED以及一個(gè)風(fēng)扇作為輸出。最終通過(guò)組裝和調(diào)試，蝸牛小屋作品就完成了（如圖6）。

這是一個(gè)比較大型的3D打印作品，伴隨著技術(shù)越來(lái)越成熟，3D打印機(jī)已經(jīng)可以作為一種值得信賴的加工設(shè)備制作一些大尺寸的生活用品了。

總結(jié)提升

為了讓其他學(xué)習(xí)者也能夠共享我們的勞動(dòng)成果，我們制作了一個(gè)分享PPT，并根據(jù)這個(gè)PPT制作了演示視頻，方便其他人根據(jù)我們提供的工程文檔自己來(lái)制作蝸牛小屋。這個(gè)小屋只是完成了理論設(shè)計(jì)的需求，蝸牛住起來(lái)舒不舒服，還要看具體的實(shí)驗(yàn)。我們之所以將制作過(guò)程的源文件分享出來(lái)，也是期望能夠在全國(guó)范圍內(nèi)尋找朋友一同改進(jìn)。目前，可以在chuangkoo.com上下載這個(gè)項(xiàng)目的原始文件，期待通過(guò)創(chuàng)客社區(qū)的共同努力，這個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目可以越來(lái)越好，最終甚至可以幫助我們?cè)谕馓震B(yǎng)蝸牛，開(kāi)源分享，造物創(chuàng)新，讓小蝸牛走向大世界。