宋文利   辽宁省本溪市南一小学科学教师，兼任学校科技辅导员，一级教师。2018年秋开始学习3DOne软件，被i3DOne青少年三维创意社区授予优秀创客导师称号。组建了学校3D创客社团，带领社团学生在第三十四届辽宁省青少年科技创新大赛中荣获二等奖，个人也获得此项活动科技教育活动项目省级二等奖。

教学背景
 

今年4月，校医在春季传染病防治宣传教育中提到“共推厕所革命，共促卫生健康”，恰逢i3DOne青少年三维创意社区进行打造“流浪屋”大赛。因此，社团师生一起进行了一次改善家居环境的设计活动，重点是对卫生间进行合理改造。很多学生假期里看了电影《流浪地球》，这加深了他们对生存危机的认识。所以这次我们的设计要求考虑节约资源、节约空间，而且要适合带去“流浪”。
 

用3DOne软件设计作品，我们从设计身边一个个小物件开始，但不局限于此，对软件的灵活应用和寻找最简捷的设计方案是我们的乐趣所在。我们更注重突破学科的界限，去关注生活中的问题，从学生的生活经验和身边的需要出发，培养创新意识，提升创造能力和解决实际问题的能力。

教学目标
 

知识与技能  学会3DOne软件中的草图绘制、草图编辑、特征造型中的扫掠、组合编辑中的减运算建模等操作方法。

过程与方法  通过自主学习、合作学习和探究学习，在项目完成过程中学习3DOne软件的使用，并在提高软件应用能力的基础上，实现自主和创新设计。
 

情感态度与价值观  引导学生在实践中学习，在生活中实践。倡导学生主动学习、乐于探究，培养学生的创新意识和能力。

教学重点与难点
 

教学重点  熟练掌握3DOne软件各项命令并能应用于自主设计，能用圆角命令和颜色渲染美化图纸。
 

教学难点  能自由切换绘图平面，能用扫掠命令绘制管道,能使用Ctrl+c键原位复制，能用移动命令进行位置调整，使用浮动工具栏中的隐藏/显示等功能方便绘制。

教学过程
 

一、抛砖引玉，集思广益
 

1.课堂上，教师向学生求助，教师的新家待装修，对卫生间和洗衣间这个区域应该怎样设计才合理？教师出示户型图，如图1。

学生给出各种方案：有的学生认为拆掉洗衣间与卫生间之间的墙，重新封闭该区域；有的学生认为原样不动；还有的学生从改善卫生角度和提高时间、空间使用效率出发，认为不要拆墙，将洗衣间位置设计成洗漱区域，这样既方便家人同时使用两个区域，也避免病菌污染洗漱用品。
 

2.教师个人比较赞同最后一种方案，因为教师的家人每日总为卫生间的使用及洗漱等有冲突。接下来请学生们在教师课前用3DOne设计的洗面池图（如图2）的基础上，综合自己的经验和认知，以及对有朝一日带着房屋去“流浪”的畅想，帮助教师完成整个卫生间部分的设计改造。

二、求新探索，打破常规 
 

教师先请学生讨论一下洗面池的建模方法，然后明确厕所和洗漱间（图1的洗衣间）之间的墙不拆掉，把这个洗面池安放到洗漱间位置，其他部分应该怎样设计。学生分组讨论后给出各种方案，其中“卫生间左下角安放坐便，左上角放洗衣机，右上角装淋浴”被较多学生认同。教师再次强调“节能环保”的主题，希望学生们既能立足现实问题，也能眼光长远，思考到有朝一日人类的空间资源和水资源紧缺等问题。有学生提到有时遇到停水,家里的洗漱用水、淘米洗菜用水都可以被收集起来冲厕所，所以应该把洗面池改一改，下面放一只水桶收集废水，用于冲厕所。还有学生提出，如果用下水管穿墙而过，然后在厕所内用水箱临时存储，再直接通过开关放水冲厕所会更方便。科学知识多一些的学生提出设计成蹲便，这样与水箱中的水压位差更大,更容易冲洗干净。这个建议得到大家赞同，将水箱紧邻洗漱间的墙，蹲位靠近水箱，这样卫生间左上角可以安装淋浴，左下角可以放洗衣机。因为蹲便不怕被淋浴浇湿。
 

接下来我们的任务是用3DOne软件完成卫生间改造的初步设计图。
 

三、合作探究，初步设计
 

1.利用基本实体中的长方体制作隔断和地面，阵列命令画出两侧隔断。在长方体上面利用抽壳命令绘制水箱，顶面用草图绘制命令将长方形拉伸形成顶盖。活动式顶盖可以方便经常清洗储水池。水箱颜色渲染时使用透明色方便对水箱内部结构的观察。蹲位是利用长方体和椭球体减运算制作完成的。（如图3）

2.利用通过点绘制曲线后再绘制圆形截面，进行扫掠后再两端抽壳完成洗面池和储水箱之间管道连接设计。可以利用屏幕下方浮动工具栏隐藏洗面池下面部分和隔断等，方便观察绘图效果，然后单击全部显示。储水箱和蹲位之间的排水管可以用多段线绘制一段线，然后截面绘制半径1.5mm的圆，再通过扫掠和抽壳完成，并通过移动命令调整到准确位置。（如图4）

3.提式开关设计：控制给水部分由堵住通往蹲便排水口的圆球连接圆柱提杆完成；水池顶部有圆形卡圈控制回落距离，水箱中球状开关处排水管道口有弧状缺口，所以提式开关是可以通过提起和落下控制给水的。弧状缺口可以利用管道口和圆球（Ctrl+c键原位复制一个同样大小的圆球）减运算完成。经过一番努力，在教师的帮助下，学生完成了下面作品。（如图5）

四、不断创新，日臻完善
 

在课堂有限的时间里，学生不同程度地完成了与图5类似的作品。但创意是无止境的，我们的项目还在继续。教师请学生思考初步完成的设计是否有缺欠，哪里需要改动：如果作为日常家庭使用，考虑家里老人或者孩子的使用，需要什么样的特殊设计；如果作为将来走向茫茫宇宙的流浪屋，我们还要做哪些考虑；等等。
 

有学生提出应该为老人或者孩子在墙面上加装把手，方便抓握，以防跌倒；还有人说储水箱内应该有固定圈控制连杆下落，才能使圆球不偏离排水口；如果设计流浪屋还得解决吃的问题，最好能设计出种菜区域，要是再有粪肥处理系统使之能用于蔬菜生长就更完美了。教师请学生利用课余时间把更多的创想用3DOne软件绘制出来。
 

教学反思
 

去年10月初，我组建了学校3D创客社团，那时我刚刚接触3DOne软件一个月的时间，也是一位新手。因为开课的需要，我要能清楚表述建模中每个指令的使用，这加快了我自学的进程，也激发了我的思考。社团虽然每周只有90分钟的活动时间，但学习方式不能只局限于我全面讲解，学生简单模仿。在学生初步掌握软件命令后，我经常是拿着一个纸巾盒或者一个花瓶的实物，和他们来探讨建模的方法，请他们广泛发表意见后自己尝试摸索，然后再带着问题听课和交流。
 

接下来，我们学习的方向调整为项目任务式学习，配合其他学科学习时或者因生活当中的问题产生的一些想法去设计完成带有自己思想和创意的作品。项目式的学习是带有驱动力的，同时3DOne软件又如马良的神笔，帮助学生们把自己的创意设计变成清晰可见的图纸和实物，使我们沉浸在设计的乐趣之中。