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，个人也获得科技教育活动项目省级二等奖。

教学背景
 

中共中央、国务院《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》中明确指出：“树立科学的教育质量观，深化改革，构建德智体美劳全面培养的教育体系，健全立德树人落实机制，着力在坚定理想信念、厚植爱国主义情怀、加强品德修养、增长知识见识、培养奋斗精神、增强综合素质上下功夫。坚持德育为先，教育引导学生爱党爱国爱人民爱社会主义；坚持全面发展，为学生终身发展奠基；坚持面向全体，办好每所学校、教好每名学生；坚持知行合一，让学生成为生活和学习的主人。”学生综合素养的培养离不开日常生活能力、劳动能力的培养。学生可以在生活和日常劳动锻炼中将习得的科学文化知识学以致用，或者在此基础上产生创新的灵感，用自己的小发明和小创造去改进身边的工具，使生活变得更加轻松而美好。
 

教室中的饮水机给同学们课间喝热水提供了方便，但是把重约20公斤且没有抓手的桶装水从一楼存水处搬运到楼上的教室可是一个力气活。以前总是得有好几个大力士的学生轮换着或抬或抱，费劲力气才能完成这个任务。食堂两个阿姨用转运箱抬蔬菜启发了我们，我校创客社团师生用3DOne设计了一款简易抬桶装水的装置，并且用实物把它搭建出来，现在同学们抬20公斤的桶装水上楼变成了轻而易举的事情。
 

教学目标
 

知识与技能 学习使用3DOne软件中的草图绘制、草图编辑，特征造型中的拉伸、扫掠、DE面偏移等完成绘图，用圆角或者倒角命令修饰作品，用材质渲染美化作品。
 

过程与方法 通过对抬桶装水问题的思考，给出适合校园环境的解决方案，利用3DOne软件实现作品设计和改进完善并最终用实物搭建完成作品，服务于同学们的日常生活。
 

情感态度与价值观 培养学生热爱集体、热爱劳动的思想情操，并能将科学文化知识学以致用，让生活变得轻松而美好。
 

教学重点与难点
 

教学重点 能利用陀螺仪和辅助六面体完成绘图平面的切换和阵列方向调整，能利用草图编辑中的镜像命令简化绘图过程。
 

教学难点 在利用3DOne软件设计作品过程中，要考虑到实物搭建过程中材料的使用，关注技术细节。

教学过程
 

一、谈话导入
 

教师邀请参加过徒手搬运桶装水的学生发言，谈谈搬运的过程和感受：我们每天都用教室中的饮水机喝水，很便利，但是桶装水圆圆的，没有抓手，约20公斤重。我们把它从一楼存水处搬运到楼上的教室，需要好几个力气大的同学轮流着或抬或抱，费劲力气才能搬到饮水机处。搬运过程太累了，需要休息时还得仔细调整角度，才能将其安全稳妥地放下，有时候甚至会伤到自己。
 

师生头脑风暴，共同讨论解决方案。方案一：可用混轮组吊升，理论上可以，但是考虑到校园安全问题，不太可行；方案二：可利用运水工人使用的拎水桶的卡环工具，但是小学生的腕力不足；方案三：有学生提议参考食堂阿姨搬运蔬菜的转运箱，利用3DOne软件自主设计“抬水工具”图纸，再想办法搭建出来。
 

不言而喻，方案三成为了受欢迎的备选方案。
 

二、小试牛刀，初画草图
 

有了初步方案后，我请学生先用铅笔和纸，简单勾勒出设计草图，再用3DOne软件完成自己的设计作品。然后挑选出最佳作品，并请创作者分享自己的设计思路。
 

杨云驰同学用最快的速度完成了下图的作品设计，如图1。

杨云驰在教师机上向全体学生演示了自己用3DOne软件设计作品的过程，如下所示：
 

1.用草图绘制长方形底板后，用圆角命令修饰四角。
 

2.用草图绘制底板四角上小圆孔，办法是一角绘制小圆后拉伸阵列到四角，然后减运算。
 

3.用基本实体中圆柱体设计框架和围栏，先绘制一处，然后阵列出其余部分，也可用Ctrl+C原位复制后再用移动命令调整到需要位置，如图2。

4.用草图绘制中圆弧命令加扫掠命令完成提手设计，并用移动命令调整角度后镜像出对面部分，如图3。

5.用基本实体中圆柱体拉伸后绘制水桶，用浅蓝透明色完成颜色渲染。
 

三、实物搭建试用并继续改进
 

学生们找了一些材料，然后在王锐老师的帮助下开始搭建作品。我们利用了铁丝、旧胶管和废旧学生座椅上拆下的板子，王老师将板凳板和铁丝连接，利用胶管套做把手，用旧的椅背板做底座（四个边角各打一个孔眼），用铁丝穿过四个孔眼，形成高45cm的围栏，围栏的四个顶点连接在另一根铁丝围成的直径40cm的圆周上，再给围栏两侧装上带有塑料套管的把手，简易抬水装置就做好了。这个装置使抬水变得更方便省力，即使力气小一点的两个中年级学生也能把水抬回教室。
 

如果抬累了需要休息，也能很平稳地放下来，不用因为担心水桶滚落而小心地去调整角度了，如图4。

抬水装置制作完成后，在学校使用阶段得到了师生的一致好评。不过在使用过程中，我们发现，如果将四面围合的围栏打开一面，做成开门的话，上下水桶时就不用抬高，会更加方便省力，如图5。还有一点可改进的是，在底板下面加上轮子，这样在平地的移动就更省力了。

在下一次的创客社团活动课上，我请学生们对杨云驰设计的作品进行修改，我们师生一起完成了下面的作品，并再一次在王锐老师的帮助下搭建出来，如图6。

后来，我们带着这个作品参加了第34届辽宁省青少年科技创新大赛，获得了二等奖。这个抬水工具也一直在我校“服役”，给大家带来了方便。

教学反思
 

这是一次多名师生共同参与的综合实践课程。因为贴近学习与生活的需要，所以学生们都很热情地参与其中。通过设计这个抬水神器，学生将所学和所用紧密结合起来，真正体会到了成功的喜悦，也感谢3DOne软件助力我们完成作品设计。