1、1 3D3D 打印课程打印课程 茶壶的茶壶的设计与设计与实现实现 一、教学内容分析一、教学内容分析: : 本节 3D 打印课程选择以生活中常见的茶壶为例，通过欣赏多样化的茶壶，归纳生活中茶 壶的基本特征，引导学生分析模型构成及各构成部件实现的一般方法。根据现有经验，在拆 分模型、构建模型、组合模型中发挥学生想象力，增强学生动手实践能力，引导学生掌握实 物到 3D 模型构建的一般方法，提升相应的信息技术创新运用能力。 二、学情分析二、学情分析: : 本课教学对象为初一年级学生。该年龄段的学生具备丰富的好奇心、喜欢探究新事物， 有自己的创作想法，但在认知能力、自主学习能力上存在差异。学生在小学阶段
2、未接触过 3D 模型的构建，对 3D 课程学习充满了兴趣。通过前几堂课的学习，学生已掌握了 3Done 软件的 基本使用方法，能够根据现有经验简单分析 3D 实体，并进行基体的构建，但对于根据生活中 实物选择合理技术进行 3D 建模的能力仍需提升。 三、教学目标三、教学目标: : 1、通过分析构建茶壶的基本模型，掌握剖析 3D 模型构建的一般方法。 2、通过学习扫掠、旋转、组合等技术，学会构建生活中的 3D 茶壶模型。 3、通过实体模型的构建，学会参照物的使用，以及能够根据需求观察调整各类命令参数。 4、熟练使用渲染命令对实体进行着色、赋予材质、贴图等操作。 四、教学重难点：四、教学重难点：
3、重点：1、根据构建实体需求，学会参照物的使用。 2、理解拉伸、旋转命令的异同，能根据需求灵活选择。 3、能将自己的设计与技术相结合，构建出需要的 3D 实体模型。 难点：1、理解拉伸、旋转命令的异同，能根据需求灵活选择。 2、能将自己的设计与技术相结合，做出需要的 3D 实体模型。 五、教学策略五、教学策略: : 以生活实物为参照,引导学生探究分析归纳构建三维实体的方法。 六六、教学过程：、教学过程： 引入：茶壶，茶杯生活中的实用品，我们今天就来实现茶具中的茶壶用品。 （一）（一）观察分析观察分析 1、学生观察生活中的茶壶，说说其构成？ 壶盖、壶身、壶嘴、壶把组成。 2、我们要在 3D 软件中
4、构建茶壶模型，哪些部件容易实现？ 预设学生回答：壶身、壶把居多。 3、壶把的分析：师生齐分析，课件同展示。 （1）外观特点分析： 预设学生描述：圆形，弯曲状 教师引导：分清平面图形与立体图形描述，描述应尽量规范与精准。 归纳壶把外观特点：圆环状。 （2）基体选择：圆环。 （3）实现方法选择：直接选用圆环基体。 2 4、壶身的实现：师生齐分析，课件同展示。 （1）外观特点：圆壶身，或高壶身。 学生结合壶身的形状，根据现有经验思考：为什么茶壶一般均具备这样的外观特点？ （2）基体选择：无基体可直接使用。 （3）实现方法选择：草图绘制，旋转，变空。（与花瓶，花盆的制作方法类似） 5、壶盖的实现：师生
5、齐分析，课件同展示。 （1）外观特点：一般以扁平壶盖居多，壶纽为多样化，以圆柱、圆居多。 （2）基体选择：无基体直接使用。 （3）实现方法选择：它是否也可以通过旋转来实现？ 草图绘制，旋转。 6、壶盖、壶身的方法优化：师生齐分析，课件同展示。 （1）壶身实现方法归纳：草图绘制，旋转。 壶盖实现方法归纳：草图绘制，旋转，抽空。 （2）归纳实现方法的共同之处：草图绘制，旋转。 （3）技术优化：壶盖、壶身一起绘制草图后，转换成立体图形。 7、壶嘴的实现：师生齐分析，课件同展示。 （1）外观特点：上小下大的弯曲圆柱。 （2）实现方法初步判断：圆柱变成上小下大的圆柱圆柱折弯空心。 8、茶壶各部分的组合：
6、拼接。 方法选择：移动工具。 9、茶壶 3D 建模实现顺序： （1）学生思考：生活中的茶壶是按照什么顺序制作出来的？为什么？ （2） 结合现实生活中茶壶制作的合理性以及确模型构建的难易度， 确定 3D 茶壶实现顺序： 壶身、壶盖壶把、壶嘴各部件调整、组合。 【设计意图】：【设计意图】：本环节展示生活中熟悉的各类茶壶模型，以构建生活中常见的 3D 茶壶模型为 课题，充分激发学生学习兴趣。通过拆分剖析生活中茶壶，明确 3D 茶壶模型部件构成，以实 现的难易为次序，围绕“外观特点、选择基体、实现方法选择”三个主要方面依次剖析茶壶 各部件，让学生掌握剖析 3D 模型部件的一般方法。在分析中教师注重学生
7、在 3D 课堂中表达 的专业规范性，注重学生实现方法选择与优化，为学生后续实现 3D 模型打下良好的基础。 （二）（二）实践任务：茶壶的实践任务：茶壶的设计与设计与实现。实现。 1、壶身、壶盖的实现。 （1）学生思考，并说一说：如何进行草图绘制？ 3 教师引导回顾：以前我们学过的花瓶是如何实现的？ 学生回顾方法： 绘制出其半个竖切面图形 用的绘制工具是什么？ 观察壶盖的样子，思考壶盖的平面图形该如何绘制？ 教师引导细节上的思考：壶盖壶身草图绘制时能否绘成一体，是否需要分离？为什么？ 预设答案：不分离的话，在 3D 打印时会并成一体打印出来。 归纳壶身、壶盖分离实现方法：草图绘制时，壶身、壶盖要
8、有一定距离。 （2）学生实践：根据自己的设计，实现壶身、壶盖。 设置参考物，绘制封闭草图，旋转。 学生说一说注意点：封闭的草图，否则无法旋转。 方法选择提示：利用多线段、圆弧绘制较快，曲线绘制更自由，学生根据 情况自己选择。 旋转成型。 学生说一说注意点：旋转的方向，一般为向上。不同草图，将会呈现不同的立体图形。 建议：不抽空壶身，先全部绘制完成后再实现。 【设计意图】：【设计意图】：通过上一环节各茶壶部件的分析，学生基本明确该选择何种技术去实现。3D 茶壶茶盖的实现，类似 3D 花瓶的构建，3D 花瓶的实现学生已有经验。学生利用知识迁移与 方法描述，明确其实现的一般方法，理解由平面转换成立体
9、的拉伸、旋转技术的适用场合， 从而掌握重点，突破难点。不同的平面草图可以转换成不同的立体图形，草图绘制的工具选 择，绘制什么样的草图均由学生设计选择，充分激发学生的创新性。 2、壶把的实现。 （1）学生回顾：实现基体选择圆环。 （2）学生实践，发现问题：圆环无法放到该放的位置，如何解决？ （3）学生探究：利用参考物，再调整。 （4）师归纳调整方法： 缩放调整：调整形状，注意均匀和非均匀调整的区别。 位置调整：看清是调整 X,Y,Z 方向哪个方向的位置。 3、壶嘴的实现。 （1）学生观察壶嘴形状： 弯曲的空心圆柱体。特征是嘴小，身粗。 （2）教师引导学生进行基体还原：上细下粗的弯曲圆柱。 （3）
10、上细下粗的弯曲圆柱的实现：特殊功能锥削， 难点提示，教师展示：基准面的选择，一般是不变的那个面或是要与其他部件相连接的 不适合变形的面。 锥削因子，不宜过大，否则头会太尖。 4 （4）上细下粗的圆柱的弯折： 学生思考：圆柱只有一个面，无法弯折 尝试改进方法：增加参照物。 细节考虑： 参照物的大小应该与圆柱差不多高或者高一点， 不宜太小， 否则弯曲度不够。 （5）学生实现，并进行适当的缩放、位置的调整： 4、壶嘴、壶身、壶把的调整与组合： （1）学生观察壶身、壶嘴特征：都是空心。 教师建议：用删除面做，抽空会留下一个面。 方法选择：删除壶身、壶嘴的中心面，实体面被去除，出现连接的洞口。 （2）组
11、合：注意边界的使用。 （3）再次向内抽壳：让内侧删除的虚面实体化。 5、上色。 【设计意图】：【设计意图】：整个茶壶模型的设计与实现是在观察分析、总结归纳中构建组合实现的。根 据实践情况，及时观察分析，引导学生规范方法、注重细节，选择合理技术，这样也将不断 促进学生构建 3D 建模习惯的养成，让其充分体验完成 3D 建模的成就感，为学生后续独立构 建 3D 模型奠定基础。 七、七、课堂小结：课堂小结： 1、分享你的作品，说说你的收获。 2、说说构建 3D 模型一般的方法是什么？ （1）构建 3D 模型的一般方法。 剖析组成部分 观察各部分形状特点，选择合适技术。调整，组合。 （2）根据设计需求
12、，灵活选择技术实现。 5 【设计意图】：【设计意图】：为了检验和促进每个学生达到预期的目标，发现教学中的问题，为学生进行 知识点的梳理是必须的，也是有效的，这将有利于加深学生对知识的记忆、理解，完成真正 意义上的知识建构。 八八、教学反思：、教学反思： 3D 打印课程是我们正在摸索探究的一门课程，如何让学生喜欢上这门课，如何通过这门 课程让学生初步形成构建 3D 模型的思想，如何让这门课程上的规范有效，是作为老师必须要 思考的问题。 本课从生活实际入手，选择学生熟悉的生活中的茶壶为案例来开展茶壶 3D 模型的构建， 学生充满了兴趣。 拆分熟悉的茶壶， 说出其部件， 对于生而言不是难题。 那如何
13、构建各部件， 选择什么部件先做？教师根据初一学生先易后难的心理特点，结合茶壶实际形成过程，选择 了实现难度由易到难的各部件逐个剖析。考虑到学生对 3D 模型知识虽有接触，但不够全面与 规范，专业描述表达不够精准的特点，教师采用在规范的用语中围绕各部件的“外观特征、 基体选择、实现方法选择”三个点着重展开探究分析，让学生明确了茶壶各部件 3D 构建的基 本分析方法和实现方法，为后续构建何种模型选择何种方法指明了基本的方向。 在构建模型与组合模型环节，学生有着拿来就随便试的想法。此环节，教师利用学生已 有的“3D 花瓶”构建的知识，进行知识迁移，让学生归纳壶身，壶盖的一般方法，由于学生 设计想法不
14、同，实践情况也不同，教师合理的引导学生灵活选择合理的实现技术，通过这样 的过程让学生学会用已有知识解决新问题的方法，壶嘴，壶把的实现也是如此。组合调整在 实践中是需要反复做的细致工作，需要学生边实践边观察 3D 模型构建情况，根据情况灵活的 选择技术调整到需要的位置，耐心细致的观察与调整是好作品必不可少的一步，教师在这方 面也做了充分的引导。 总之，本课让学生在剖析茶壶模型、构建茶壶模型、组合茶壶各部件模型中，学会了根 据生活实物构建 3D 模型的一般方法，即：剖析组成部分 观察各部分形状特点，选择合 适技术。调整，组合各部件。教师始终将规范的方法，细致的观察，细节的注重，灵活的 技术选择与调整贯穿整个课堂，努力促进学生养成良好的 3D 建模习惯，为今后学生独立开展 3D 建模奠定基础。
