3D创意设计初体验

王增福

教学背景

近几年随着STEM教育的兴起和发展，3D打印走进中小学课堂，激发了学生在学习过程中对生活中常见物品设计制作的兴趣。古今中外，逢年过节或者走亲串友的时候，为了聊表心意，人们总是带些配有礼品盒的礼品。随着生活水平的提高，人们的审美需求进一步提升，选择礼品时越来越看重礼品盒的精美包装。

因此，本节课以“爱心礼品盒”为例，教学生如何设计制作礼品盒。学生在“礼品盒”的设计制作过程中，只需要一支笔、一张纸和一台电脑。学生在纸上画出礼品盒设计的草图，写出自己的设计思路，然后使用3DOne软件把设计的礼品盒制作出来。

教学目标

知識与技能 认识“组合编辑”和“特殊功能”;掌握“减运算”“加运算”和“抽壳”命令工具使用。

过程与方法 能够使用“组合编辑”中的“加运算”制作“爱心”实体;掌握复制实体的方法技巧。

情感态度与价值观 了解礼品盒文化知识，通过使用3DOne亲身体验“爱心礼品盒”的设计制作。

教学重点与难点

教学重点 “减运算”“加运算”和“抽壳”命令工具使用。

教学难点 “爱心”实体的制作。

教学过程

一、情境导入

师：同学们，逢年过节或者走亲访友的时候，为了聊表心意，人们一般怎么做？（学生思考回答）送礼品时为了好看，人们一般都是把礼品放入一个精美的盒子中。大家想不想自己设计一款精美的礼品盒呢？今天老师就带领大家学习如何使用3DOne制作“爱心礼品盒”。

二、探索新知

活动一：爱心图形我来画

师：提到“爱心”，我想同学们都知道它是什么形状的，你能够把它画出来吗？

师：同学们都能够画出自己的爱心，今天老师也给大家带来了一个爱心，这颗爱心是由两个等圆形和一个正方形组成，那么在3DOne中怎么变出一颗爱心呢？

小组讨论：打开3DOne，进入草图界面，在平面网格中画出“爱心”草图。

教师总结：两个圆的直径等于正方形的边长;两个圆形的圆心分别在正方形相邻两条边的中间;使用“草图编辑”中的“单机修剪”剪掉草图中多余的线。（如图1）

活动二：草图瞬间变实体

师：绘制完后，请同学们单击“完成”按钮。我们会发现蓝色的线框变成了一个蓝色的平面（如图2），怎样让这个平面瞬间变成一个实体的爱心模型呢？

小组讨论：如果让草图瞬间变成实体，需要使用3DOne中的哪一个命令工具。

教师巡视指导，指名小组代表回答“草图瞬间变实体”的过程。

教师总结：选中爱心草图，单击“特征造型—拉伸”或者单击界面快速工具条中的“拉伸”命令工具;根据所建模型的大小，设置拉伸的高度;单击确定按钮。（如图3）

活动三：小小心形会分身

师：当我们把爱心模型制作出来后，会发现还少一个礼品盒盖，仔细观察一下爱心礼品盒，你们会发现礼品盒盖也是一个心形的，那怎样分身出一个爱心模型呢？请你们小组讨论一下怎么分身，看一看哪个小组的制作方法更快捷简单。

学生讨论制作，教师巡视指导，小组派代表对本组讨论结果进行发言、演示。

教师总结：分身出一个爱心模型比较快的方法有复制和镜像两种。

1.复制法：（1）选中爱心实体;（2）按组合键Ctrl+C，在弹出的复制对话框中，将起始点和目标点都设为0;（如图4）（3）单击确定后，将其向上移动到适当位置。（如图5）

2.镜像法：（1）选中爱心实体;（2）单击“基本编辑—镜像”或者单击实体快速工具条中的“镜像”;（3）在弹出的“镜像”对话框中，将“方式”改为“平面”，“平面”为爱心实体的顶面，单击确定。（如图6）

活动四：实体模型变壳体

师：请同学们观察一下，你制作的爱心模型与爱心礼品盒有什么不同？（学生观看思考并回答）你们制作的模型都是实心的，而礼品盒是空心的壳体，那么我们怎样把实体模型变成壳体呢？

学生小组交流，教师指名小组代表回答。

教师总结：可以实现“实体变壳体”的功能命令工具是“特殊功能—抽壳”或者单击实体快速工具条中的“抽壳”。

1.盒体：（1）将上边爱心实体隐藏，选中下边爱心实体;（2）单击“特殊功能—抽壳”或者单击实体快速工具条中的“抽壳”;（3）在弹出的“抽壳”对话框中，将厚度设为-2（根据所建模情况而定），开放面为爱心实体顶面，单击确定。（如图7）

2.盒盖：（1）单击“显示/隐藏—显示全部”，将上边的爱心实体适当地向下移动;（2）对抽壳的盒体进行原点复制，然后选中上边的爱心实体，单击“组合编辑—减运算”，在弹出的对话框中，将合并体设为复制的盒体，单击确定;（如图8）（3）隐藏下边抽壳后的爱心礼品盒盒体;（4）使用“抽壳”命令工具对上边的爱心实体抽壳，抽壳的厚度为-2（根据所建模情况而定），开放面为爱心实体的底面，单击确定;（5）单击“显示/隐藏—显示全部”。

三、拓展训练

师：根据本节课的学习，请同学们以小组为单位交流合作，尝试着制作五角星礼盒或者六边形礼盒。

学生讨论交流并合作设计制作，教师巡视并及时指导。

各小组展示，相互介绍本小组制作的过程和方法，教师评价与反馈。

四、课堂小结

师：通过本节课爱心礼品盒模型的制作，你们从中学到了哪些知识？在学习过程中，还有哪些知识没有掌握？（学生思考回答）

教师总结：本节课以爱心礼品盒为例，主要学习了如何使用草图中的几何图形命令工具绘制草图以及草图编辑的“单击修剪”修剪草图中多余的线条、“拉伸”和“抽壳”命令工具的使用和原点复制模型的操作技巧，希望同学们根据这节课所学内容能够设计出更漂亮的礼品盒作品。

教学反思

本节课以学生熟知的礼品盒作为切入点，激发学生学习3D创意设计的兴趣。在课堂教学中主要是以“活动”的形式围绕学生们最喜欢的“爱心”展开教学设计，教学环节以“画爱心图形—做爱心实体—成爱心作品”的思路，在每个环节设计问题，让学生通过小组合作交流的形式去解决、探讨问题，极大地提升了学生设计制作的积极性。