沈志宏   上海外国语大学附属浙江宏达南浔学校信息技术教师，中小学一级教师，浙江省湖州市技术能手，南浔区教学能手，3D打印造型师（国家职业资格三级）。曾辅导学生在2017年全国中小学生电脑制作活动中获3D创意设计三等奖；2018年荣获第二届湖州市“南太湖计划”青少年创客大赛一等奖；2019年中国科学院ACME未来科技挑战赛无人机自动巡航与定点降落竞赛冠军。个人著作《轻松玩转3DOne与3D打印》由人民邮电出版社于2018年5月出版发行。

教学背景
 

“互联网+”的时代，随着数字电视、智能手机、平板电脑等电子产品的不断普及，再加上通信技术的不断发展，很多学生迷上了电子产品与网络世界，渐渐失去了亲近生活与自然的童趣。电子产品充斥着学生们的生活，已然成为毒害当代青少年身心发展的最大黑手。

那么，如何改变和转移学生们的兴趣呢？我们可以让他们建立起新的兴趣点，引导其利用3DOne设计一些有着悠久历史的传统模型，例如拨浪鼓、宝塔等模型。接下来就请大家一起来看看，我校学生如何利用三维创意设计建立新的兴趣点。

教学目标
 

1．学会利用3DOne设计零件装配接口；
 

2．能够运用合理的比例设计拨浪鼓；
 

3．学会拨浪鼓鼓皮的安装方法。
 

教学重点与难点
 

教学重点 鼓柄、鼓腔装配接口的设计。
 

教学难点 拨浪鼓鼓皮的安装。
 

教学过程
 

一、创设情境，提出问题
 

1．观看视频《我的周末》。
 

这样的情景是否似曾相识呢？请你和大家一起分享周末是怎么度过的，说说自己的感受。
 

2．观察图片中的小朋友在玩什么，你小时候玩过吗？学了3D设计后，你能不能设计一款漂亮的拨浪鼓？
 

二、图纸绘制，创意设计
 

观察不同拨浪鼓的图片，引导学生分析拨浪鼓的结构，绘制图纸，并说说自己设计的创意点。设计方案可参考图1、图2。

三、精心准备，采购材料
 

鼓皮选用羊皮，珠线选用玉线，自备水彩笔。
 

四、实践探究，模型设计
 

（一）鼓腔模块
 

1.选择草图绘制—直线命令、圆弧命令，在网格面中绘制鼓腔的外形。竖线长40mm，上下横线长35mm，圆弧半径为35mm，如图3。

2.选择特征造型—旋转命令，由平面变立体。轮廓为鼓腔造型草图，轴为长40mm的直线，其他参数保持不变。
 

3.单击特殊功能—抽壳命令，完成鼓腔造型的抽壳操作，造型为鼓腔造型，厚度为-5，开放面分别选择鼓腔造型上下两个圆面，如图4。

（二）鼓坠环和鼓坠
 

1.选择草图绘制—直线命令，点1的坐标设为（-40，20），点2的坐标设为（-45，20），长度为5mm；选择草图编辑—偏移曲线命令，曲线为上一步绘制的直线，距离为2.5mm，勾选“在两个方向偏移”；选择草图编辑—直线命令，连接偏移后的两条直线右侧；选择草图编辑—圆弧命令，连接偏移后的两条直线左侧，圆弧半径为10mm；删除中间直线，单击“完成”，鼓坠环就做好了。
 

2.选择渲染模式—线框模式命令，切换到线框模式。选择特征造型—旋转命令，轮廓为鼓坠环造型草图，轴为鼓坠环造型草图右侧的直线，其他参数保持不变，重新切换到着色模式。
 

3.选择基本实体—圆柱体命令，在选择中心点时，先确定对齐平面为鼓坠环的“上”面；将视图调整为“前”，单击基本编辑—移动命令，实体为圆柱，红色手柄向下移动-10mm；选择组合编辑—减运算命令，基体为鼓坠环，合并体为圆柱；单击特征造型—圆角命令，边为鼓坠环上下四条圆弧，如图5，圆角距离为1mm。

4.选择基本编辑—镜像命令，制作另一侧鼓坠环。实体为鼓坠环，方式为线，点1坐标为（0，50，0），点2坐标为（0，75，0）。镜像完成后，在鼓腔内侧会多出一部分，单击组合编辑—加运算命令，基体为鼓腔，合并体为两侧的鼓坠环，边界为鼓腔的外表面，如图6。

5．选择基本实体—球体命令，绘制一个半径为5mm的圆球；选择基本实体—圆柱体命令，鼠标在球体上右键，命令菜单中选择曲率中心，然后单击球体，在球体上绘制一个半径2mm、高20mm的圆柱体；单击基本编辑—移动命令，选择动态移动参数，实体为圆柱体，移动Z轴，移动距离-10mm；选择组合编辑—减运算命令，基体为鼓坠，合并体为圆柱体，单击确定按钮完成鼓坠的制作。

（三）鼓柄
 

  1．选择草图绘制—直线命令，绘制一条长135mm的直线，以直线上端点为起点向右绘制一条长5mm的直线，以直线下端点为起点向右绘制一条长4mm的直线；再选择草图绘制—通过点绘制曲线命令，第1个点坐标为（4，-160），第2个点坐标为（5，-150），第3个点到第14个点，横坐标在4和5之间交替出现，纵坐标依次加10，最后一个点的坐标为（4，-25），如图7。

2．选择特征造型—旋转命令，轮廓为鼓柄造型，轴为长135mm的直线。
 

为了使鼓柄能稳固地安装在鼓腔上，需在鼓柄顶面设计一个六面体。将视图调整到“后”，单击基本实体—六面体命令，点坐标为（0，-25，0），六面体的长、宽、高都是4mm。再选择组合编辑—加运算命令，将鼓柄和六面体组合。
 

（四）鼓柄安装孔
 

1．单击基本编辑—移动命令，选择动态移动，实体为鼓腔，移动YZ面，移动角度-270度。
 

2．单击基本编辑—阵列命令，选择线性，基体为鼓柄，方向为（1，-0，0）；单击基本编辑—移动命令，选择动态移动，实体为鼓柄，移动Y轴，移动距离-7。
 

3．单击组合编辑—减运算命令，基体为鼓腔，合并体为鼓柄。单击确定，即完成了在鼓腔上开鼓柄装配孔的操作。
 

（五）切片打印
 

把拨浪鼓分成鼓柄、鼓腔、鼓坠三个模块进行切片，然后通过3D打印机进行打印。
 

五、鼓皮安装
 

用准备好的羊皮鼓皮，裁剪成拨浪鼓鼓腔的大小，然后使用AB胶将鼓皮蒙在鼓腔上，最后用玉线穿上鼓坠，一把拨浪鼓就完成了。感兴趣的同学还可以在鼓皮上绘制各种各样自己喜欢的图案。
 

教学反思
 

最早的拨浪鼓被称做“鼗”（táo），战国时期的鼗作为打击乐器，依靠摇动时双耳自击发声，现如今我们所看到的拨浪鼓大多是孩子们的玩具，承载着好几代人童年的记忆。本节课用3DOne软件设计了一件学生儿时的小玩具——拨浪鼓，让学生丰富自己，课外生活有了更多的选择，而不再沉浸于电子产品中无法自拔。同时，3D创意设计也锻炼了学生发现问题、解决问题的能力，并能将艺术、数学、工程、技术学科知识相融合，培养他们的核心素养。

（本课件由i3DOne青少年三维创意社区推荐）