怎样开展三维设计教学活动

北京市第五十中学分校  张广春

今年5月，我校承担了高中课程改革通用技术学科三维设计实验项目。作为项目组中的一员，我的主要任务是如何利用国产中望3D软件讲授三维设计课程。在这个过程中，学到了很多东西，也有一些自己的体会和经验，在此和大家做一个简单的分享。
 
       一、勤学多练，提升自我
       记得第一次接触三维设计应该是在2012年的暑假。当时，东城区教育研修学院联合中望软件举办了一次通用技术教师培训。通过几天的学习，我对中望3D这款软件有了一定的了解。但就使用而言，可能是由于刚刚接触，还没有完全入门吧，真的可以说是只停留在跟随培训老师完成操作的层面上。

出于对三维设计的热爱，也是为了提升自己，我在今年3月再次参加了区研修学院组织的三维设计继续教育。就是在这个过程中我接到了这个项目，我当时也是有很大的压力，毕竟自己还处于学习阶段，对于开展相关教学，更是觉得无从下手，可以说是一个门外汉。但是我深知“要想给学生一杯水，你就必须要有一桶水”的道理。于是我在之后的继续教育中听讲格外认真，不仅跟着中望3D培训老师一步一步地做，还把重要的操作及时地记录下来。不仅如此，平时的工作和生活中我也会拿出一些时间，把之前做过的作业，对照文档和笔记再做上几遍，力争做到熟记于心。

二、精心备课，及时反思
       每次上课前几天我都会拿到中望软件公司提供的技术文档，简单来说就是一个产品的制作步骤。在上课前，我会认认真真地把上课要做的产品反反复复做上好几遍。在做的过程中，一方面是看看哪里有不明白的，及时向中望3D的工程师或者是研修学院高勇老师请教，另一方面自己思考每一个步骤有没有其他的制作方法。

在授课形式上，我们采用的是由我来主讲，高勇老师和李世维老师做为学科专家来听课，指导我教学。另外，中望公司会派一位3D工程师必要时提供技术支持。

考虑到高一学生没有相关基础，我们选择制作的第一个产品是难度相对较小，步骤相对较少的“锅盖架”(如图1示)。


                      

图1锅盖架

在这次教学过程中，我主要是一步一步带着学生完成。可能是由于初次接触，学生的进展没有我预想的快，用了两次课才完成。过程中我发现经常有学生需要教师或工程师指导。课后我也及时反思，分析出了其中的原因，一是学生觉得老师讲的有点快，所以做的时候记不住，二是学生在出现错误时不知道如何修改。

       制作锅盖架过程中的照片（如图2-图5所示）：

图2 学生在制作锅盖架  

 图3 学生在制作锅盖架

 图4 高勇老师指导学生完成锅盖架

图5 授课教师指导学生完成锅盖架

     

      第二次的作品我们选择的是步骤较少，但难度略有增加的“鱼形CD架” (如图6所示)。

 图6 鱼形CD架          
                                                          

图7 鱼形CD架的技术文档

在这个产品的制作时，针对上次的问题我及时调整。首先，放慢讲授速度，下发技术文档（如图7所示）。有了技术文档，即使个别学生没听清楚，也可以自行查阅。其次，为了使学生看得更清楚，在演示时我采用广播屏幕的形式。再次，在个别步骤有针对性地讲解为什么这么操作，不这样做会有什么麻烦。这样一来，学生更容易跟上老师的步伐，而且出现错误的情况也少了很多。

        制作鱼形CD架过程中的照片（如图8-图9所示）：

图8 教师进行广播教学

图9 学生查看技术文档

      三、自主学习，个别指导
       第三次的作品我们选择的是的“床头柜”(如图10所示)。经历了之前两个产品的制作，这次作品的制作难度并不大，难点在于后期的装配部分。

图10床头柜

       在学习这部分时，我发现学生已经逐渐进入三维设计的学习状态，从课堂表现来看，有些同学的操作技能已经达到了一定的水平。此时我便改变教学策略，只讲解其中几个重点步骤，其余步骤让学生对照技术文档继续完成。这样不仅学生可以培养自主学习的能力，还可以让做的快的学生继续往下做。

       当然，过程中如果个别同学有问题，我和技术人员都会进行个别指导，存在问题较多的步骤我会集中讲解。

       制作床头柜过程中的照片（如图11-图12所示）：

图11 学生对照技术文档自主学习    

图12 张大鹏工程师对学生进行指导

     四、学生互助，步入正轨
       经历了之前三个产品的制作，学生使用软件的能力得到大幅提升，而教学方面也可以说我们已经步入了正轨。随后的课时里我们还相继制作了“连接笔”(如图13所示)和“大鼓桌椅”(如图14所示)。

 图13 连接笔                
   

 图14 大鼓桌椅

 在教学策略上，我们除了延续之前的方法，还让做得快的学生对周围的同学进行指导，在帮助同学解决难题的同时自己也得到了巩固。如果问题集中在某个步骤，我会选择一些做得比较好的学生，让他们到前面一边讲解一边演示自己的制作方法。经过几个人的分享，大家脑子里的思路又多了很多，完成起来更加从容，同时，对于到前面展示的学生也是一次提升语言表达的能力的机会。

制作“大鼓桌椅”和“连接笔”过程中的照片（如图15-图18所示）：

图15 何思佳同学指导同学完成制作 

 图16 石润甫同学分享自己的方法

 图17 都宵同学分享自己的方法

 图18 学生在制作连接笔

      五、创新思维，择优打印
       随着教学步入正轨，我们也开始关注学生的想法和需求。通过课下和学生交流，我们发现学生有两方面的需求：一是希望能在一定要求范围内自己设计产品；二是希望把设计好的作品用3D打印机打印出来。

       为了满足学生的需求，同时培养学生的创新思维，我在听取了高勇老师的建议后给学生布置了创意设计作业，让学生以小组为单位分别是设计校徽、学校的沙盘、承重桥等。

       部分学生设计作品的截图（如图19-图24所示）：

    
                                                               
 图19 承重桥1  

图20 承重桥2



        
                   图21 校徽1      


           
            图22 校徽2

                                         
          图23 学校沙盘
                                  
                  图24 学校大门

        对于学生设计的作品，我们会择优进行打印。
        打印出来的部分学生作品（如图25-图30所示）：

                                
                  图25 校徽1                                                      图26 校徽2
        
                        
                                       图27 校徽3                                               图28 家庭布局

图29 学校大门

图30 承重桥


       在此，顺便介绍下我校现有设备情况：一台makerbot replicator 2X(如图31所示)，两台da Vinci 1.0(如图32所示)和三台UP plus(如图33所示)。

                            
                   图31 makerbot replicator 2X                                    图32 da Vinci 1.0
                                                                               

 图33 UP plus

六、成果展示，规划未来
       随着项目进入尾声，今年10月我校还将举办三维设计课程实验项目现场会。在会上我们将对学生的创意作品进行分组展示，同时让每组找一位代表介绍下自己组作品的创意点，谈谈学习三维设计课程过程中的收获和体会。

本学期，我校除了以社团的形式在高中继续开设三维设计课程外，还会在初中一年级全员开设本课程。在高中社团部分，由于有5名学生一直在参与之前的项目，让他们以老带新，以助教的形式帮助新成员。

 以上是本人在开展三维设计课程中的一些做法和想法，希望能给其他老师带来一些帮助，如有不足之处敬请批评指正。最后，感谢在此过程中一直给予我很大帮助的东城区教育研修学院的高勇老师和李世维老师，还要感谢中望软件各位工程师提供的技术支持。