基于3Ds Max软件的建模技术是一项比较新的技术,对小学数学教学来说,它可以在“图形与几何”模块的课程中展现别样的精彩。
一、关于“探索图形”传统教学方式的思考
“探索图形”活动内容分为三个层次。第一个层次是提出要解决的问题。用棱长为1cm的小正方体拼出棱长为2cm、3cm、4cm的大正方体,然后把大正方体表面涂色。找出小正方体中三面、两面、一面涂色以及没有涂色的块数。第二个层次是尝试解决、发现规律。学生尝试用列表的方式表示问题,通过观察、想象和推理,找出每种涂色情况的小正方体块数,发现它的位置特征和规律。第三个层次是应用规律解决问题。利用规律找出棱长5cm和6cm的大正方体的涂色情况,加以验证,并应用到更多的大正方体中。
但若要确保每位学生都有活动空间和时间,那么探究第一层次问题时,时间就用去了大半。在探索图形涂色规律的活动中,对棱长为1cm的小正方体较易分析,但当用棱长为1cm的小正方体拼出棱长为3cm、4cm的大正方体时,就显得有些繁琐,尤其是找出没有涂色的面的情况,对空间想象力较差的学生来说难度较大。学生即使找出小正方体三面、两面、一面涂色和没有涂色的面的情况,但在逐步揭示图形之间的内在联系,并用数字化的形式表示规律的过程中,还是存在困难。
二、关于3Ds Max软件以及大正方体的建模方法
3Ds Max软件的建模技术可以有针对性地解决教学中遇到的以上问题。利用3Ds Max软件用棱长为1cm的小正方体拼出棱长为3cm、4cm的大正方体,分别构建三维立体模型,再将学生找出的正方体中三面、两面、一面的位置进行不同颜色的显示及分解,教学更为直观。该技术最突出之处在于,它可以把各个棱长为1cm的小正方体移动开,学生可以清晰地看到隐藏在里面的小正方体。
在3Ds Max软件中,建模可以有多种方法。例如:样条线建模、放样建模、多边形建模等。本次活动课中用到的是比较基础的物体,可以采用多边形建模的方式。以用棱长为1cm的小正方体拼出棱长为3cm的大正方体建模为例。在3Ds Max场景中,以box起形,确保box的长、宽、高都是3cm,然后将box转化为多边形。多边形建模有五个子层级,分别为:点层级、边层级、边界层级、多边形层级、元素层级。点层级的应用在本次建模中是应用最多的,尤其是对点层级的快速切片命令应用比较多。快速切片会在多边形上产生一条横线或竖线,可以通过三个平面视图对多边形每隔1cm处进行快速切片。通过三维视图观察到的切片后的图形,就是被分割成27个棱长为1cm的小正方体拼成的大正方体的形状。选择多边形层级,将学生找出的正方体中三面、两面、一面涂色的位置进行不同颜色的显示,将大正方体进行360°旋转,可以观察到不同面数的小正方体所处的位置及个数。将涂色的小正方体从大正方体中分离出来,可以观察到没有涂色的小正方体的位置及个数。
三、教学注意事项
比应用这项技术来辅助“探索图形”的教学更重要的是,不要让教师的演示来代替每一位学生的亲自动手、体验和思考。基于此,我把这个技术应用到学生探索用棱长为1cm的小正方体拼出棱长为3cm的大正方体之后进行。这样既帮助了想象力稍差的学生在脑海中构建数学模型,又帮助了已经初步找到正方体中三面、两面、一面涂色和没有涂色的面的小正方体的位置的学生进行辅助验证。从而引导学生揭示图形之间的内在联系,并用数学化的形式表示规律,进而把思维和推理提高到一个更高的层次。
将3Ds Max软件建模技术与“探索图形”教学进行有机的结合,可以激发学生学习的兴趣,使得教学更加生动形象。这一方法既突出了教学的重点,又突破了教学的难点,促进了学生的思维发展,提高了教学的时效性。