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微学教育

青少年3D打印课程第二讲:神秘UFO我来造

时间:2017-06-16 10:55:00  来源:江苏科技报

  学习背景

  使用iPad上的Happy3D App进行简单建模,使学生对图形设计的理解从二维空间拓展至三维空间。使用App说明文档和微视频进行自主学习,提高学生解决生活中实际问题的能力。相关App可以从AppStore中免费下载。

  教学目标

  知识与技能

  识别Happy3D工作界面中各个按钮的基本功能。参照教师的演示操作,掌握对模型位置的调整、形状大小的改变等操作,能够独立完成布尔加功能与复制功能的操作。

  过程与方法

  能养成阅读App使用说明文档的习惯;尝试通过观看微视频学习建模操作。

  情感态度与价值观

  培养学生不断探索、敢于尝试的精神;体验三维空间的奇妙,感悟3D打印技术的神奇。

  教学重点与难点

  教学重点:掌握Happy3D基本操作,能进行简单建模。

  教学难点:认识三维空间。

  教学过程

  一、情境创设

  为了激发学生的学习兴趣,教师以“帮助外星人设计一款UFO”为主题引入本课。教师出示相关图片资料,让学生了解飞碟常见外观形态,帮助学生选择相关建模图形。

  二、空间概念分析

  小学生接触较多的是平面图形,对立体图形还比较陌生,需要教师对二维空间和三维空间进行详细对比分析。

  三、学生自主探究,教师指导纠正

  App的特点是操作简单,能快速上手。为了培养学生自主使用App的习惯,在学习过程中,可以采用让学生查看App帮助信息、观看微视频等方法,让学生在尝试学习中发现问题,在参与解决问题中探究。必要时教师进行指导纠正。

  四、展开想象,创意无限

  在通过模仿完成相关操作的基础上,让学生充分发挥想象力,根据自己的设计,使用标准模型库中的模型进行UFO个性化改进。

  五、学生交流展示,师生共同评价

  给予学生作品展示的机会,互相取长补短,修改完善作品,达到共同进步的目标。

  总课时安排:

  3课时。

  案例详解

  一、外形设计

  1.上网查找飞碟外形相关资料。

  2.在任务单上画出简单的设计图纸。

  学生通过搜索发现,虽然UFO有的是锥形,有的是三角形,但大多数的造型从侧面看,都是呈椭圆形的飞碟状,只不过在某些细节上有所不同。

  二、立体图形的讲解

  二维空间是由长和宽构成的平面图形,学生接触过的长方形、正方形都是一个面。而三维立体图形是由长、宽、高三个维度构成的,是一个空间立体物体。我们可以对比平面坐标图(如图1)和立体坐标图(如图2),发现它们的区别。

  三、认识Happy3D操作界面

  教师对软件进行简单介绍:Happy3D是一款国产3D建模软件,打开后即可看到工作区。工作区由坐标图构成,每一个小格子的大小为2mm×2mm。Happy3D自带简单的操作说明,打开App后,点左上角的四个小方格图标(如图3),选择最下方的问号图标,了解所有按钮功能。我们可以根据相关说明,通过滚动翻页进行查看。

  四、改变物体的形状

  学生查看帮助说明后,可以尝试将所需形状拖入工作区内并组建UFO。教师可以提示学生关注所需要解决的问题,学生一般会发现需要改变球体的形状、大小以及位置等问题。教师可以指导学生通过观看微视频来完成UFO船体部分的创作。学生主要是通过选择缩放工具,拖动Z轴箭头下压,从而达到椭圆的效果。

  五、改变物体的大小

  椭圆形状调整完成后,我们还要让椭圆的直径变大。可以选择缩放工具,点住方块控点不放,向右上方拖动,放大椭圆到合适的大小。(如图4)

  六、改变物体的位置

  船体的形状大小调整完成后,开始两个图形的组装。选择改变视图视角模式,找到“后视角”,选择移动工具,选中Z轴箭头向上拖动,调整椭圆与球体的位置。由于该App没有对齐功能,我们选择视图模式中的“上视角”模式(如图5),并选择移动工具使椭圆与球体X轴、Y轴居中对齐,完成初步的UFO设计。完成后,最好切换每个视角查看UFO的组装效果。

  七、布尔加功能的使用

  当需要两艘UFO时,学生一般会想到使用复制的方法,但学生在操作中会发现,两个图形必须合并以后才能复制。这是因为Happy3D一次无法选中多个图形进行组合。因此,我们要使用布尔中加(将两个图形合并)的功能,先把两个物体合并。

  选择布尔工具中的组合,手指点按球体不放,向椭圆滑动,会看见一条白线,松开后两个图形就合并成功了。

  八、复制工具的使用

  点按合并后的UFO,选择复制工具,就可以复制出其他UFO了。

  九、展开想象,进行个性化改造

  当学生掌握了图形的位置、大小以及组合后,教师可以鼓励学生尝试按照自己的设计和查找到的资料图片进行改进,比如添加推进器,添加发光灯体,等等。(如图6)

  胡剑 上海市普陀区曹杨实验小学信息科技教师。在学校参与的全国首批“电子书包”项目试点中,专注于移动终端与App在教育教学中的应用研究,目前负责学校3D打印校本课程的开发与实施。

标签:学生;ufo;三维空间
责任编辑:秦倩清(实习)