1、精品第 24 課 生活中的 3D【教材分析】本課是一節 3D 建模的綜合運用課，以設計、制作棋子為例解決生活中的實 際問題，激發學生的創作熱情。 設計并制作棋子的過程包括前期測量、 繪制草圖、 設計棋子、保存文件和切片打印這五個部分。【學情分析】本課的授課對象是五年級的學生， 他們的生活經驗比較豐富， 通過前期的學 習也有了一定的 3D 建模基礎。教師在課堂中不僅僅要關注學生建模軟件的學習， 還要培養學生的動手能力和設計思維的培養。【教學目標與要求】1. 學會在實體表面上制作文字的方法。2. 了解用 3D 打印技術解決生活中實際問題的過程與方法，培養學生計算 思維能力。3. 通過制作棋子，在從

2、設想到設計草圖再到打印實物的過程中，培養學生 的創新能力。【教學重點與難點】重點：1. 草圖的組成，及繪制草圖的方法。2. 掌握“投影”按鈕及輸入文字的使用方法。難點：培養學生的設計思維，將想象變為實物。【教學方法與手段】講授教學法、演示教學法、探究教學法。【課時安排】安排 2 課時。【教學過程】一、激趣導入師：同學們你們喜歡下象棋嗎？象棋運動被譽為思維體操， 很多同學都喜歡選擇將象棋作為興趣愛好。 你們在玩象棋的時候遇到過丟失棋子的情況嗎？圖1這不，這位學生家里就丟失了一個象棋“車”，如果是你，你會怎么解決這個問題？小組討論，經驗分享。小組匯報：（1）重新買一副。（ 2）用其他東西替代丟失的

3、棋子。 （3 ）3D 建 模然后打印出來。師生總結：大家的想法都很好，棋子造型簡單，容易建模。今天我們就一起用 3D 打印的方法制作一個，用 3D 技術解決生活中的問題。板書：生活中的 3D【設計意圖】 從解決生活中的實際 出發，引出 3D 打印技術。將 3D 打印 位于服務于我們生活的工具，有利于激 發學生創作熱情，產生對該軟件深入探究的學習欲望，并培養學生的動手能力、前期測量師：要想讓 3D 打印的棋子“以假亂真” ，我們除了要選擇適合顏色的耗材， 還要精確測量棋子尺寸的大小。師：我們需要知道棋子的哪些數據。生：棋子的直徑、高度。師：我們可以借助直尺測量，如果想要更精確的數據可以使用游標卡

4、尺生測量、并記錄數值：主體直徑（ 30 mm ）、正面紋路直徑（ 22 mm 和 20mm）、高度（10 mm ）、圓弧（3 mm ）。圖2【設計意圖】在 3D 打印作品設計過程中加入測量的知識，讓學生了解設計 制作 3D 實物時，精確測量尺寸的重要性。三、繪制設計圖 師：設計圖是記錄、表達、傳遞設計意圖和理念的開始，是設計制造過程中 的重要環節。小到一部手機， 大到一棟建筑， 都是根據設計圖紙進行制造或施工 的。師展示設計圖實例。師：掌握設計圖的繪制方法是建好模型的重要基礎。 因為我們這顆棋子已經 存在，我們只需繪制這顆棋子的草圖即可，你會用什么方法繪制草圖。小組討論，交流。學生匯報： 1.

5、 手繪草圖， 2. 數碼繪圖軟件：如“奇奕畫王” 。師生總結：手繪草圖易上手， 方便快捷。但運用數碼手繪制設計圖便于修改， 精確度高，也能更快捷的進行分享與交流。請同學們根據小組的實際情況，合理選擇繪制草圖的方法。提醒學生注意：在設計圖當中標注好尺寸，如長度、直徑等。作品展示交流。師生總結：一份高質量的平面圖需要做到以下幾點：1. 確保長寬尺寸比例的正確性， “奇奕畫王”底圖中的方格可以起到參照作 用。2. 合理規范的標注很重要，它是后期建模的數據標準。3. 線條要流暢清晰才能準確表達出自己的設計意圖。【設計意圖】 在繪制設計圖的過程中就能夠體現學生的設計思維， 教師一定 要關注學生的主體性，

6、允許不同的聲音，傾聽學生的設計思路。四、設計棋子（一）分析模型結構師：請同學們說一說， 你準備按照什么順序來設計棋子， 分別需要哪些工具。小組討論，交流。匯報總結：1. 制作棋子的主體輪廓，涉及“圓”工具、 “拉動”工具。2. 將象棋的主體邊線做圓角化處理，涉及“拉動”工具。3. 制作象棋的正面的凹槽及圓角化處理，涉及“圓”工具、 “拉動”工具。4. 制作象棋文字“車” ，涉及的工具未知。（二）設計模型：繪制象棋主題 師：除了第四步制作文字我們沒有學習過， 前三步請大家運用前面所學習的 知識進行建模。若有不明白的地方請大家參照課本前面所學內容。生操作練習。展示并評價學生作品（三）制作象棋文字師

7、：從作品和操作演示可以看出， 大家已經很熟練地將象棋的輪廓線條都設 計完工。那如何在象棋的正面添加文字呢？在 DSM 中并不能直接輸入文字，我 們需要借助“投影”將注釋平面中的文字投影到實體上。 老師為大家準備了學件， 供小組參考學習。學生操作，教師巡視指導。小組匯報，操作演示制作文字的方法。 師：通過我們的操作，有沒有同學能夠總結出“注釋平面”有哪些特點？ 生暢所欲言。師小結：大家總結得非常到位，說明你在操作的過程中學會思考懂得反思， 你真了不起！ 注釋平面像漂浮在棋子主體上漂浮的透明薄膜， 利用注釋文本的功 能可以實現文字的輸入， 但是并沒有真正地輸入在實體表面上， 所有要借助 “投 影”

8、工具，將文字以圖形的方式投在實體表面上。師：除了可以將文字以圖形的方式投到實體表面， 還可以將文字、 圖形輸入 繪制在柵格圖上，投影到弧面或者球面上進行建模。【設計意圖】 前三步涉及的技能都是前面學習過的內容， 教師在實際教學過 程中可以采用小組合作的方式， 讓學生自主探究進行個性化設計。 制作文字是本 節課的重難點， 教師可以提供微視頻或動畫等學件讓學生自主嘗試學習， 但是學 生的能力水平參差不齊，教師可以發揮“小老師”的作用，讓已經掌握的學生去 教有困難的學生，并給予適當的鼓勵。五、文件保存師：要想讓 3D 打印機打印出設計好的棋子， 我們還要對模型進行分層切片。 所以我們需要將文件保存為

9、相應的格式， “OBJ ”和“STL”是 3D 打印機常用的 切片格式。保存文件，將文件名設為“棋子” ，并選擇文件類型為“ OBJ”。學生操作。六、切片打印師：要想讓 3D 打印機成功打印出實體來， 我們還要用切片軟件將我們建好 的模型進行分層切片， 再將切片后的文件輸入給 3D 打印機進行打印。目前使用 比較廣泛且操作便捷的切片軟件有“ Cura ”“ MakerWare ”等。師向學生展示“ Cura ”的切片過程。師：要想確保打印的象棋手感與之前沒什么太大的區別， 要估算象棋的質量， 在切片軟件中設置打印的填充度。將切片完的文件進行打印。師：請同學們讓觀察下，打印出的象棋和原來的象棋有什么區別。 生：象棋文字顏色不一樣。師：請大家為象棋中的文字涂上相應的顏色。這樣我們的象棋就制作成功啦！【設計意圖】 教材沒有做深入的探究， 更傾向于一種普及介紹。 教師可以根 據實際情況做適當的拓展和展示，也可以帶領學生后續做更加深入的學習研究。七、總結提升師：我們通過 3D 建模打印出了象棋，讓 3D 打印技術走進生活，讓我們的 生活更加便捷的同時充滿了創意，請同學們結合本節課談一談你的收獲和感想。師：要想利用 3D 技術創意服務于生活中，就像我們今天設計的棋子一樣， 要經歷“發現需求思考分析構思測量設計建造修改完善”等 過程，