創(chuàng)意容器設(shè)計與打印的項目學(xué)習(xí)

叢宏

● 項目內(nèi)容

本項目內(nèi)容是讓學(xué)生掌握簡單的三維建模技能，用3D打印技術(shù)將自己的創(chuàng)意物化成真實(shí)的作品，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，從而感受科學(xué)技術(shù)的力量，激發(fā)好奇心、想象力和創(chuàng)新思維，養(yǎng)成創(chuàng)新人格，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

● 項目目標(biāo)

知識與技能目標(biāo)：了解3D打印使用的材料、流程、工作原理等。

過程與方法目標(biāo)：通過動手實(shí)踐，研究并掌握簡單的三維模型設(shè)計，結(jié)合個人需要，私人訂制筆筒、花盆、水杯等容器。

情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：學(xué)會用三維視角觀察事物，樹立勇于探究的科學(xué)精神，培養(yǎng)獨(dú)立思考、創(chuàng)新創(chuàng)造的關(guān)鍵能力；踐行知行合一，積極動手實(shí)踐，解決生活中的實(shí)際問題。

● 項目重點(diǎn)、難點(diǎn)及措施

重點(diǎn)：3D打印技術(shù)的工作原理和三維模型的創(chuàng)意設(shè)計。

難點(diǎn)：三維模型的創(chuàng)意設(shè)計。

解決措施：微視頻輔助自主學(xué)習(xí)；小組合作，用Pad研究學(xué)習(xí)。

● 項目學(xué)習(xí)方法

自主學(xué)習(xí)法、動手實(shí)踐法、小組合作法、直觀演示法。

● 項目準(zhǔn)備

物品準(zhǔn)備：3D打印作品、多媒體課件、SD卡、讀卡器、3D打印機(jī)；分發(fā)任務(wù)單及評價表；

確定小組分工：組長負(fù)責(zé)監(jiān)督學(xué)習(xí)過程、操作3D打印機(jī)，1人負(fù)責(zé)記錄任務(wù)單，1人負(fù)責(zé)使用Pad搜索、篩選有價值的資料，1人負(fù)責(zé)畫設(shè)計圖。

● 項目實(shí)施流程圖（如圖1）

● 項目實(shí)施過程

1.導(dǎo)入

師：大家看過3D電影嗎？和傳統(tǒng)的2D電影相比，有什么不同的感受？3D電影也叫立體電影，放映時用兩臺放映機(jī)同時播放。觀看者戴上特殊的眼鏡（偏振光）后，左眼只能看到左機(jī)放映的畫面，右眼只能看到右機(jī)放映的畫面，經(jīng)過大腦綜合后就產(chǎn)生了立體視覺。由于3D電影的立體感非常強(qiáng)，觀看者仿佛身臨其境。我們今天要了解的3D打印技術(shù)，就屬于立體打印。

2.提出項目任務(wù)，展示評價標(biāo)準(zhǔn)

（1）項目任務(wù)

①至少完成兩項探究學(xué)習(xí)；

②設(shè)計打印“創(chuàng)意容器”（筆筒、花盆等均可）。

（2）評價標(biāo)準(zhǔn)（如下頁表）

3.項目知識鏈接

師：請觀察對比兩份打印的“文字”作品（如下頁圖2），它們的效果有什么不同？猜猜它們是怎么打印出來的？

生：傳統(tǒng)的平面打印機(jī)打印出來是平面的效果，3D打印機(jī)打印出來的是立體的效果。

師：3D與2D相比，除了水平的X軸向與垂直的Y軸向外，多了一個縱向的Z軸向，即有長、寬、高，因此會呈現(xiàn)立體的效果。在包括工藝美術(shù)、家居裝修、樓宇建筑等眾多的設(shè)計領(lǐng)域中，學(xué)用三維的視角觀察事物非常重要。

● 項目實(shí)施

環(huán)節(jié)一：3D打印機(jī)是怎么工作的

活動手段：學(xué)生實(shí)踐體驗+觀察，搜集、篩選、歸納資料，完成任務(wù)單，分享交流。

師：傳統(tǒng)的平面打印機(jī)最常使用的材料是碳粉和紙張，3D打印機(jī)使用的材料是什么呢？它究竟是怎么完成打印的？下面，我們將采取實(shí)踐體驗和搜索資料兩種途徑來尋找這些問題的答案。

（1）實(shí)踐要求

①以小組為單位，小組長明確各人職責(zé)，分工合作，共同完成任務(wù)單。

②兩個小組共用一臺打印機(jī)，觀察打印機(jī)的工作過程，思考其工作原理。（播放微視頻，學(xué)習(xí)如何操作3D打印機(jī)）

③每個小組確定一個研究問題，上網(wǎng)搜索、篩選、記錄有價值的信息，填寫如下任務(wù)單，準(zhǔn)備分享交流。

任務(wù)單

（問題A～D，請任選其一完成。）

A.對于3D打印使用的材料，我們的結(jié)論是：————————————。

B.對于3D打印的工作原理，我們的結(jié)論是：————————————。

C.對于3D打印應(yīng)用的領(lǐng)域，我們的結(jié)論是：————————————。

D.對于3D打印的工作過程，我們的結(jié)論是：————————————。

（2）分享交流

學(xué)生分享交流探索結(jié)果。

環(huán)節(jié)二：如何完成創(chuàng)意設(shè)計

活動手段：微視頻輔助教學(xué)。

學(xué)生觀看視頻。

師：3D打印最大的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)個性化定制，解決人們個性化的需要。在創(chuàng)意物化的過程中，3D打印是將創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)的重要工具和技術(shù)。下面這段視頻中的主人公生活中常丟三拉四，看看她設(shè)計的筆筒創(chuàng)意和實(shí)用程度如何（如圖3）。（播放視頻）

學(xué)生觀看視頻。

師：那如何將創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)呢？有兩種方法：①利用3DOne等專門的三維模型軟件設(shè)計。它的特點(diǎn)是功能強(qiáng)大，但操作相對復(fù)雜，需要較長的時間學(xué)習(xí)軟件。大家可以通過微視頻學(xué)習(xí)3DOne軟件中矩形、繪制曲線、拉伸、抽殼、錐削等容器的設(shè)計技巧。建議基礎(chǔ)較好的同學(xué)選擇用此種方法。②利用三維建模網(wǎng)站上提供的快捷建模功能網(wǎng)站進(jìn)行設(shè)計。它的特點(diǎn)是操作相對簡單，完成時間較短，但功能相對單一，如杭州時印科技、打印啦等網(wǎng)站都為新手提供了簡單的建模平臺，進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計。適合初學(xué)者，建議基礎(chǔ)一般的同學(xué)選擇此種方法。

環(huán)節(jié)三：小創(chuàng)客——創(chuàng)意容器

活動手段：微視頻輔助學(xué)習(xí)，學(xué)生自主設(shè)計水杯、筆筒、花盆等容器，進(jìn)行三維模型創(chuàng)意實(shí)踐體驗，分享交流。

教師布置項目任務(wù)（如圖4）。

學(xué)生根據(jù)個人情況自主選擇用軟件還是網(wǎng)站制作，在任務(wù)單上完成設(shè)計草圖，再嘗試建模、打印。教師予以指導(dǎo)。

環(huán)節(jié)四：創(chuàng)意容器設(shè)計展評

活動手段：展示設(shè)計好的容器模型，說明創(chuàng)意與實(shí)用價值。

①學(xué)生個人對照評價表，對打印實(shí)物或三維模型進(jìn)行自評；

②以小組為單位，對打印實(shí)物、三維模型進(jìn)行組內(nèi)互評，每組選出1名最佳創(chuàng)意設(shè)計師，共同擬寫一份頒獎詞；

③以班級為單位，由各小組長念頒獎詞，由最佳創(chuàng)意設(shè)計師針對最終成果圖片，分享設(shè)計理念、制作過程中遇到的困難以及收獲感受等。

● 項目總結(jié)與拓展

學(xué)生談本課的收獲。

師：隨著技術(shù)的發(fā)展，我們的生活會越來越便捷，希望大家好好學(xué)習(xí)，為振興中國技術(shù)、發(fā)展中國制造而努力。

蒼山點(diǎn)題

項目學(xué)習(xí)也好，項目教學(xué)也罷，兩者實(shí)質(zhì)上是同一個領(lǐng)域、同一個目的、同一個實(shí)施過程的概念。我們平時從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度更多稱為項目學(xué)習(xí)，即PBL（project-based learning），大家有時可能從設(shè)計、交流的角度加以區(qū)分，但沒有必要過于較真。

第一篇文章，兩位教師以我在主編山東省初中信息技術(shù)教材時提出的“微項目”學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，深度地以實(shí)例探索其如何基于“項目學(xué)習(xí)”模式進(jìn)行延伸和發(fā)展，如何保留了“項目學(xué)習(xí)”原有優(yōu)勢，如何克服“項目學(xué)習(xí)”中時間長、跨度大、評價難、參與度較低等問題。主要從情境、內(nèi)容、活動、學(xué)習(xí)共同體、作品五個要素進(jìn)行了全面的探索、總結(jié)與反思。我一方面佩服一線教師的執(zhí)著改革與反思，另一方面也借此再說說微項目設(shè)計的目的——追求一種精簡、精致、可行的項目學(xué)習(xí)的課堂。

第二篇文章，一線教師從創(chuàng)客教育出發(fā)，直接針對3D打印的一個項目學(xué)習(xí)，進(jìn)行了完整的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計，從項目內(nèi)容、項目目標(biāo)、項目重點(diǎn)、項目難點(diǎn)、項目學(xué)習(xí)方法、項目準(zhǔn)備、項目實(shí)施流程圖、項目實(shí)施過程等（導(dǎo)入、提出項目任務(wù)，展示評價標(biāo)準(zhǔn)、項目知識鏈接、項目實(shí)施、項目總結(jié)與拓展）進(jìn)行了全面的設(shè)計。雖然，有時項目學(xué)習(xí)并不需要這么全面的環(huán)節(jié)，但是從此篇文章中，我們可以比較清晰地明確項目學(xué)習(xí)的課堂化設(shè)計的一種流程思路，非常有利于項目學(xué)習(xí)方法的落地。另外，作者關(guān)于項目學(xué)習(xí)中方法的思考，對我們也是另一種啟迪，項目學(xué)習(xí)中完全可以融合其他學(xué)習(xí)方法，讓項目學(xué)習(xí)更有可操作性，也更接地氣。

關(guān)于項目學(xué)習(xí)，我們期待更多關(guān)于實(shí)踐的思考，也期待大家跳出理論、跳出想象，更多地在實(shí)踐中總結(jié)與發(fā)現(xiàn)！