3D創(chuàng)意設(shè)計初體驗

王增福

教學(xué)背景

近幾年隨著STEM教育的興起和發(fā)展，3D打印走進(jìn)中小學(xué)課堂，激發(fā)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對生活中常見物品設(shè)計制作的興趣。古今中外，逢年過節(jié)或者走親串友的時候，為了聊表心意，人們總是帶些配有禮品盒的禮品。隨著生活水平的提高，人們的審美需求進(jìn)一步提升，選擇禮品時越來越看重禮品盒的精美包裝。

因此，本節(jié)課以“愛心禮品盒”為例，教學(xué)生如何設(shè)計制作禮品盒。學(xué)生在“禮品盒”的設(shè)計制作過程中，只需要一支筆、一張紙和一臺電腦。學(xué)生在紙上畫出禮品盒設(shè)計的草圖，寫出自己的設(shè)計思路，然后使用3DOne軟件把設(shè)計的禮品盒制作出來。

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能 認(rèn)識“組合編輯”和“特殊功能”;掌握“減運(yùn)算”“加運(yùn)算”和“抽殼”命令工具使用。

過程與方法 能夠使用“組合編輯”中的“加運(yùn)算”制作“愛心”實體;掌握復(fù)制實體的方法技巧。

情感態(tài)度與價值觀 了解禮品盒文化知識，通過使用3DOne親身體驗“愛心禮品盒”的設(shè)計制作。

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn) “減運(yùn)算”“加運(yùn)算”和“抽殼”命令工具使用。

教學(xué)難點(diǎn) “愛心”實體的制作。

教學(xué)過程

一、情境導(dǎo)入

師：同學(xué)們，逢年過節(jié)或者走親訪友的時候，為了聊表心意，人們一般怎么做？（學(xué)生思考回答）送禮品時為了好看，人們一般都是把禮品放入一個精美的盒子中。大家想不想自己設(shè)計一款精美的禮品盒呢？今天老師就帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)如何使用3DOne制作“愛心禮品盒”。

二、探索新知

活動一：愛心圖形我來畫

師：提到“愛心”，我想同學(xué)們都知道它是什么形狀的，你能夠把它畫出來嗎？

師：同學(xué)們都能夠畫出自己的愛心，今天老師也給大家?guī)砹艘粋€愛心，這顆愛心是由兩個等圓形和一個正方形組成，那么在3DOne中怎么變出一顆愛心呢？

小組討論：打開3DOne，進(jìn)入草圖界面，在平面網(wǎng)格中畫出“愛心”草圖。

教師總結(jié)：兩個圓的直徑等于正方形的邊長;兩個圓形的圓心分別在正方形相鄰兩條邊的中間;使用“草圖編輯”中的“單機(jī)修剪”剪掉草圖中多余的線。（如圖1）

活動二：草圖瞬間變實體

師：繪制完后，請同學(xué)們單擊“完成”按鈕。我們會發(fā)現(xiàn)藍(lán)色的線框變成了一個藍(lán)色的平面（如圖2），怎樣讓這個平面瞬間變成一個實體的愛心模型呢？

小組討論：如果讓草圖瞬間變成實體，需要使用3DOne中的哪一個命令工具。

教師巡視指導(dǎo)，指名小組代表回答“草圖瞬間變實體”的過程。

教師總結(jié)：選中愛心草圖，單擊“特征造型—拉伸”或者單擊界面快速工具條中的“拉伸”命令工具;根據(jù)所建模型的大小，設(shè)置拉伸的高度;單擊確定按鈕。（如圖3）

活動三：小小心形會分身

師：當(dāng)我們把愛心模型制作出來后，會發(fā)現(xiàn)還少一個禮品盒蓋，仔細(xì)觀察一下愛心禮品盒，你們會發(fā)現(xiàn)禮品盒蓋也是一個心形的，那怎樣分身出一個愛心模型呢？請你們小組討論一下怎么分身，看一看哪個小組的制作方法更快捷簡單。

學(xué)生討論制作，教師巡視指導(dǎo)，小組派代表對本組討論結(jié)果進(jìn)行發(fā)言、演示。

教師總結(jié)：分身出一個愛心模型比較快的方法有復(fù)制和鏡像兩種。

1.復(fù)制法：（1）選中愛心實體;（2）按組合鍵Ctrl+C，在彈出的復(fù)制對話框中，將起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)都設(shè)為0;（如圖4）（3）單擊確定后，將其向上移動到適當(dāng)位置。（如圖5）

2.鏡像法：（1）選中愛心實體;（2）單擊“基本編輯—鏡像”或者單擊實體快速工具條中的“鏡像”;（3）在彈出的“鏡像”對話框中，將“方式”改為“平面”，“平面”為愛心實體的頂面，單擊確定。（如圖6）

活動四：實體模型變殼體

師：請同學(xué)們觀察一下，你制作的愛心模型與愛心禮品盒有什么不同？（學(xué)生觀看思考并回答）你們制作的模型都是實心的，而禮品盒是空心的殼體，那么我們怎樣把實體模型變成殼體呢？

學(xué)生小組交流，教師指名小組代表回答。

教師總結(jié)：可以實現(xiàn)“實體變殼體”的功能命令工具是“特殊功能—抽殼”或者單擊實體快速工具條中的“抽殼”。

1.盒體：（1）將上邊愛心實體隱藏，選中下邊愛心實體;（2）單擊“特殊功能—抽殼”或者單擊實體快速工具條中的“抽殼”;（3）在彈出的“抽殼”對話框中，將厚度設(shè)為-2（根據(jù)所建模情況而定），開放面為愛心實體頂面，單擊確定。（如圖7）

2.盒蓋：（1）單擊“顯示/隱藏—顯示全部”，將上邊的愛心實體適當(dāng)?shù)叵蛳乱苿?（2）對抽殼的盒體進(jìn)行原點(diǎn)復(fù)制，然后選中上邊的愛心實體，單擊“組合編輯—減運(yùn)算”，在彈出的對話框中，將合并體設(shè)為復(fù)制的盒體，單擊確定;（如圖8）（3）隱藏下邊抽殼后的愛心禮品盒盒體;（4）使用“抽殼”命令工具對上邊的愛心實體抽殼，抽殼的厚度為-2（根據(jù)所建模情況而定），開放面為愛心實體的底面，單擊確定;（5）單擊“顯示/隱藏—顯示全部”。

三、拓展訓(xùn)練

師：根據(jù)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，請同學(xué)們以小組為單位交流合作，嘗試著制作五角星禮盒或者六邊形禮盒。

學(xué)生討論交流并合作設(shè)計制作，教師巡視并及時指導(dǎo)。

各小組展示，相互介紹本小組制作的過程和方法，教師評價與反饋。

四、課堂小結(jié)

師：通過本節(jié)課愛心禮品盒模型的制作，你們從中學(xué)到了哪些知識？在學(xué)習(xí)過程中，還有哪些知識沒有掌握？（學(xué)生思考回答）

教師總結(jié)：本節(jié)課以愛心禮品盒為例，主要學(xué)習(xí)了如何使用草圖中的幾何圖形命令工具繪制草圖以及草圖編輯的“單擊修剪”修剪草圖中多余的線條、“拉伸”和“抽殼”命令工具的使用和原點(diǎn)復(fù)制模型的操作技巧，希望同學(xué)們根據(jù)這節(jié)課所學(xué)內(nèi)容能夠設(shè)計出更漂亮的禮品盒作品。

教學(xué)反思

本節(jié)課以學(xué)生熟知的禮品盒作為切入點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)3D創(chuàng)意設(shè)計的興趣。在課堂教學(xué)中主要是以“活動”的形式圍繞學(xué)生們最喜歡的“愛心”展開教學(xué)設(shè)計，教學(xué)環(huán)節(jié)以“畫愛心圖形—做愛心實體—成愛心作品”的思路，在每個環(huán)節(jié)設(shè)計問題，讓學(xué)生通過小組合作交流的形式去解決、探討問題，極大地提升了學(xué)生設(shè)計制作的積極性。