曹莹莹   毕业于首都师范大学，硕士研究生，现任北京市通州区运河中学造物坊社团教师，教授创客系列课程。多次参加教学设计和课堂教学比赛，指导学生多次在科技创新类比赛中取得优异的成绩，如2018年三维设计与成型比赛北京市一等奖，2018年创客奥斯卡比赛最佳人文奖，2019年全国未来工程师比赛创意微拍全国二等奖，创意花窗全国三等奖，等等。

教学背景
 

中国特色社会主义进入新时代，我国社会主要矛盾发生了变化，习近平总书记在十九大报告中这样概括：人民美好生活需要日益广泛，不仅对物质文化生活提出了更高要求，而且在民主、法治、公平、正义、安全、环境等方面的要求日益增长。随着人们对物质文化生活要求的提高，生活中越来越多的产品更具有创意性和设计感。
 

本节课将从生活中一些简单的创意产品入手，使学生了解更多的创意设计方法，学会使用思维导图去发散思维，更好地进行创意设计。本课将借助Maya三维设计软件以及3D打印技术，以生活中的小案例——墙上插头挂为主，分析产品的功能结构，带领学生更贴近实际生活地设计，让学生体会到设计的快乐，更好地启发学生天马行空的创新能力，同时也能更好地训练学生的实践操作能力，让学生真正地做到“做中学”，由被动接受变为主动学习。同时，提高学生的学习兴趣也是本节课的教学目的之一。
 

教学目标
 

1.了解创意产品设计的方法，学会利用思维导图进行创意设计，启发设计思维，提高设计兴趣。
 

2.以墙上插头挂为例，掌握产品功能结构设计方法。

3.体验Maya三维设计软件建模，提高空间想象力和逻辑思维。
 

4.体会3D打印作为设计验证工具的重要性和意义。

教学重点与难点
 

教学重点 理解创意产品设计的精髓，设计富有创意的产品；学会分析产品结构，并利用建模软件建模。
 

教学难点 分析产品结构并进行创意设计，使用建模软件实现产品。
 

教学工具
 

多媒体教学机、Maya软件、课件、3D打印机及耗材、双面胶。
 

教学过程
 

一、教学导入

教师展示几组创意产品，引导学生发现创意产品的特点，总结创意设计的方法。（如图1）

小结：创意点在于打破产品的常规结构、功能、外观、材料等特性，多使用组合功能设计。

二、启发学生创意
 

1.以墙上插头挂为例，总结其基本结构及功能。
 

功能：卡住插头；保证电线通过。  

2.介绍思维导图这一实用工具，引导学生进行头脑风暴，发散学生思维，启发学生创意。

三、师生探讨设计尺寸

教师提问：我们了解了墙上插头挂的结构及功能，并做了一份思维导图，进行了相关的创意设计，那我们设计的产品需不需要确定相关的规格？能不能正常使用其功能呢？
 

学生思考后回答，教师引导学生依据其设计自主进行测量。
 

四、教师讲解案例设计步骤
 

教师以前文图中第一种插头挂为例，讲解案例设计步骤。
 

1.打开Maya建模软件，选择“多边形—圆柱”，按住R缩放，缩放X、Y、Z轴数值设为0.5。

2.选择“多边形—球体”，依据圆柱大小进行缩放，按住R缩放，缩放X、Y、Z轴数值设为0.6。（如图2）

3.选择“修改—对齐”将球体居中对齐圆柱，选择“网格—结合”将圆柱和球体结合为一个对象。
 

4.选中对象，按住Ctrl+D复制，按W移动工具依次复制拖拽。（如图3）

5.按住Shift，鼠标左键选中全部圆柱球体对象后，按住Ctrl+H，隐藏这些圆柱球体；选择“多边形—正方体”，按住R，将正方体变为长方体，缩放数值及坐标如图4。

6.选中目标后按住右键向上拉，进入边层级。
 

7.选中长方体四个垂直的边，按住Ctrl+B进行倒角处理，倒角数值如图5。

8.按住Ctrl+Alt+H显示最近隐藏对象（即圆柱球体对象），再选中长方体底座，按住Ctrl+H隐藏底座。
 

9.调整各圆柱球体对象坐标，坐标平移y、平移z数值均为零，平移x数值分别为-4，-2，0，2，4，6。

10.按住Shift，鼠标左键框选全部对象，点击“网格—合并”将全部圆柱球体对象合并为一个整体。（如图6。不是关键操作但建议执行，可以避免失误）

11.按Ctrl+Alt+H显示被隐藏的底座，并调节底座坐标。（如图7）

12.按住Shift，鼠标左键框选全部对象，选择“网格—合并”工具。（如图8）

13.按住Ctrl+S，选择默认格式，保存建模文件。（如图9）

五、作品展示
 

学生依据其创意设计完成相关建模后可进行渲染，渲染后分享其思维导图和建模作品。

大部分学生创意作品设计新颖，部分学生设计了不同的造型，还有几位学生设计的是多功能插座挂，其余学生也依照讲解基本完成作品。
 

六、3D打印并进行验证

学生使用3D打印机完成设计后的建模作品打印，并检验是否可以固定插头，根据实践情况修改完善作品。
 

教学反思
 

本课程将创意产品与三维设计和3D打印技术相结合，培养学生发现设计之美和创意设计的精髓，同时采用思维导图这一实用工具，可以更好地启发学生思维，培养学生的创作乐趣，也可以提高学生对软件学习的兴趣，拉近学生本体与生活的距离，使学生既能体会到生活的设计之妙，也能体会到3D打印作为设计验证工具的重要性和意义。同时，3D打印也可以让学生见证自己思维带来的成果，提高其学习兴趣。