【案例分享】从生活，到创造——教室多功能粉笔盒设计案例

发布时间：2025-01-07 17:32

讲座案例分享：成功的亲子教育案例分析 #生活技巧# #亲子教育技巧# #家长教育讲座#

(一)教学目的：

1.信息意识：

通过教师的引导以及通过对生活中的细致观察，学生能够发现教室中粉笔盒、黑板擦的摆放杂乱无章的问题，从而发现项目素材，培养学生的信息意识，进而培养学生解决实际问题的能力；

巩固学生对3D打印技术与原理的掌握，理解3D打印作品成型必须要经过切片的过程；

复习三维设计软件的基本使用方法，能绘制六面体等实体；

学习并掌握三维设计中的抽壳技术，了解三维设计中的浮雕功能、自动吸附功能，并根据不同的学情让学生结合这些技术设计作品；

2.计算思维：

在教师展示项目成品后，引导学生不断对项目作品的设计和打印过程进行尝试、验证、修正，最终通过“试错”发展学生的计算思维；

通过在信息活动中开展的小组活动和任务型活动，培养学生自主学习和合作学习的意识；

数字化学习与创新：

培养学生发现习得知识中蕴涵的规律、方法和步骤，并把它运用到新知识中去的能力；

学生能够利用3Done及其他辅助工具，有效地管理学习过程和学习资源，创造性地解决项目式学习中遇到的问题；

在面对本例的打印教室多功能粉笔盒的实例时，能够自主探究、寻求项目实施所需要的技能和知识，从而形成数字化学习于创新的能力；

信息社会责任：

遵守信息法律法规，努力学习信息技术知识，更好服务社会；

尊重知识版权，选择正版软件；

（二）学习内容：

1.三维设计技术。通过3Done三维设计软件设计三维立体模型，导出格式应为stl；

2.切片技术。设计出的stl格式的三维作品必须要经过切片软件进行处理转换成gcode格式的文件才能够成功打印；

3.熔融挤出成型（FDM）技术（增材制造技术）。切片后的作品通过学生实际操作3D打印机加热喷嘴熔化材料从而逐层打印成型。

（三）活动方式：本案例主要使用的活动方式是讲授式、问题探究式以及项目教学法。

1.讲授式

教师主要运用语言方式，讲解3Done的打印原理、发展背景及发展前景。

2.问题探究式

教师引导学生提出问题，在教师的组织和指导下，通过学生较独立的研究和研究活动，探求问题的答案而获得知识的方法。像本例就是引导学生发现教室粉笔盒、板擦摆放杂乱、容易丢失等实际问题，像同学们自己的书桌一样，都会怎么解决呢？学生会回答收纳、整理。继而再在教师的引导下进行研究、实践，得到设计方案进而3D打印作品，解决实际问题。

3.项目教学式

老师有一个设计实例，希望能给同学们更多的启发：例如建立高低不同的四个长方体紧紧相邻，根据高度的不同放置不同的物品，这样既美观又方便，一眼就能够找寻到需要的物品。请同学们希望同学们以一个圆桌为一个小组，一边讨论设计方案，一边利用实体、抽壳功能设计作品，一会儿老师来给大家展示。学生分享设计模型与设计方案，教师进行正确的引导式点评。

应用的创新实验室和装备种类

创新实验室：3D打印创新实验室。

装备种类：教师3D打印机、智能3D打印机、便携式3D打印机、3D打印耗材、迷你剪钳、笔记本电脑、学生操作台及其升降电源。

3D打印认知背景

随着课程改革，素质教育的提升，3D打印的普及程度也越来越高。学生们对于3D打印的应用也较为了解，知道3D打印可以应用在医疗、建筑、机械生产、航天航空、汽车及零件等方面，并且了解一些热点新闻并能举出实例。

应用价值

1.创设数字化学习情境，激发学生的学习兴趣；

兴趣是最好的老师。我借助3D打印的趣味漫画视频介绍3D打印的原理，吸引学生的注意力，他们就会产生不断前进、渴求新知的欲望。

2.任务驱动，创设情境教学，提高学生对知识点吸收率；

创设教学情景：教室中摆放的多种用具较为杂乱，既不美观又不方便寻找、使用。让学生们分组讨论自主探究：怎样利用3D打印技术解决实际问题。学生们已经掌握建立实体的基本方法。可以为同学们展示打印成功的3D打印模型启发大家的想法。

3.鼓励学生积极主动参与课堂，进行探究。让学生们遇到问题先进行小组讨论，自主探究，借助数字化资源尝试解决问题。

实施条件

划分为教学区：主要进行日常教学与实践活动；

陈列区：主要展示3D打印教室中学生的作品；科普区：主要以墙面展板为主。

教学设计

1.课程导入：教师引出3D打印技术的意义、作用等。提问学生们在过往的印象中、生活学习的接触中，3D打印是什么样的？简单点评后通过观看介绍3D打印技术的趣味视频导入本课，综合刚才的问题概括特点。既能吸引学生的注意力，又能巩固学生对于3D打印技术的认识。

2.任务驱动：教师引导学生观察教室中讲台上粉笔盒、板擦、毛巾、白板笔、中性笔、等摆放杂乱无章，像学生们的学习桌一样，既不美观，使用起来又不方便寻找的问题。从学习桌引导学生说出解决方式，例如：收纳盒等，教师继续引导学生，我们不去购买收纳盒，而是利用3D打印技术打印作品。

3.学习基本功能：那么同学们上节课掌握了三维设计中的建立实体，包括六面体、圆柱、圆环等。我们只使用这样的功能能不能满足咱们类似收纳盒的这种需求呢？学生会提出疑问：实心的实体没有办法收纳物品？进而引导出本节课第一个难点——特殊功能抽壳。进而让学生进行实践操作。学生在实践实操过程中会遇到参数的不同设置，会提出疑问厚度的正负有什么关联？引导学生们自己试错，教师再进行引导。

4.设计方案，实际操作：学习完特殊功能抽壳后，我们具备了更多基本的设计能力，能够用3D打印去解决咱们前面说到的讲桌杂乱不美观又不方便寻找的问题了。老师这里有一个设计实例，希望能给同学们更多的启发：例如建立高低不同的四个长方体紧紧相邻，根据高度的不同放置不同的物品，这样既美观又方便，一眼就能够找寻到需要的物品。请同学们希望同学们以一个圆桌为一个小组，一边讨论设计方案，一边利用实体、抽壳功能设计作品，一会儿老师来给大家展示。学生分享设计模型与设计方案，教师进行正确的引导式点评。

5.多个实体设计出来后，学生们在实验过程中会产生疑问，如何像老师一样将四个实体紧密相连且对齐呢？引出自动吸附的功能，让同学们掌握并进行实操。

6.德育价值：通过对比两个方盒有无图案，是否美观引出浮雕功能。让学生学习了解并掌握浮雕的功能——同时为了丰富作品的艺术性，可以让学生们在表面设计浮雕。让学生们在网络上寻找“红山玉龙”以及“赤峰红旗中学校徽”等相关图片设计浮雕，这样设计出来的作品既具有较高的实用价值，又具有民族文化的特性及美观性。

7.设计作品，导出stl格式的模型文件，将其进行切片，最后导出切片完成的gcode格式文件到3D打印机中进行打印。