田迎春   中国人民大学附属中学实验小学信息技术教师，一级教师。曾指导学生参加全国中小学生创造大赛获一等奖，作品智能语音电梯现已申请专利。

教学背景

《中小学综合实践活动课程指导纲要》指出：“创意物化，学会运用信息技术，设计并制作有一定创意的数字作品。运用常见、简单的信息技术解决实际问题，服务于学习和生活。”

“生活创意设计——创意牙杯”一课是我校校本课程“3D打印与创新设计”的内容。本课主要是利用生活中现有物品进行再创造，让学生通过再创造体验创新的过程，学习123D软件中抽壳工具以及相减工具的使用。这两个工具是123D软件中非常重要的技巧性工具：使用抽壳可以掏空物体，不同操作步骤会产生物体中空和有敞开面这两种不同的掏空效果；布尔运算的相减操作能将基本体外形改变，而在使用时要先区分好目标实体和源实体。

本课通过解决牙杯底部容易脏的问题，培养学生主动思考的能力，通过设计学习软件的使用，让学生掌握抽壳和相减工具技能。

教学目标

知识与技能 了解抽壳的作用，掌握抽壳工具和相减工具的使用。

过程与方法 通过观察和分析，了解123D软件不同的操作步骤能制作不同的物体；通过自主探究，掌握123D软件中工具使用的基本方法。

情感态度与价值观 在制作牙杯的过程中感受3D建模的神奇，激发兴趣，培养自主探究能力和创新精神。

教学重点与难点 

教学重点 掌握抽壳工具、相减工具的使用。

教学难点 能够灵活使用相减工具改变物体的外形。

教学准备

PPT课件、便携车载不倒杯吸盘杯子（展示实物）、创意咖啡杯（打印模型）。

教学过程

一、创设情境，导入课题 

教师出示脏牙杯的图片。

师：牙杯是我们生活中常用的物品，一般情况下你们使用完后怎么放置？

学生回答。（预设：将牙刷、牙膏放在牙杯里，头朝上放置。）

师：但是这样长期放置会出现一些问题，水垢和牙膏的残留物很容易积聚在底部。另外，刷完牙后底部会有水渍，这样容易产生细菌，对我们的身体造成危害。怎么解决这些问题呢？今天我们就来改造它。

二、启发探究 

1.设计构思

师：在日常学习、生活、工作和劳动中，对那些感到不方便、不称心的东西，加以改进、改革就会出现新的东西，这就是创新。只有不断地创新，才能推动人类的发展。

教师举例展示：便携车载不倒杯吸盘杯子（展示实物）、创意咖啡杯（打印模型）。

学生分析并讨论。

师：其实创新很简单，便携车载不倒杯吸盘杯子，实际上是将吸盘和我们的杯子结合在一起，方便人们在乘车时使用，这是在原有物体上附加其他功能。创意咖啡杯和原有咖啡杯的不同之处，在于下部多了条缝隙，防止咖啡渍流到桌子上，这种方法是改变原有的结构。这两种都是常见的创新方法。回到之前提到的牙杯长期使用容易脏的问题，怎么解决这个问题呢？

教师出示任务：在不增加新问题的前提下如何解决实际问题。

学生小组讨论，画出设计图。

小组讨论时，教师巡视指导，重点引导学生从增加功能、改进杯子的方式来设计。

2.交流作品，完善创作

教师收集学生作品（利用微信）。

学生交流设计，教师点评。

学生完善作品。

三、学习新知，设计制作

师：大家的设计都很有创意性，今天我们选择其中一组同学的作品进行创作。

1.分析设计草图，确认设计步骤

教师展示学生的草图，师生共同分析将设计的作品分解成哪些常见的基本体。（板书分析的过程）

2.使用抽壳工具 

通过与实物的对比分析，我们发现可以利用圆柱体进行相应的改造。教师直接给出一个圆柱体，让学生和牙杯做对比，总结出基本的操作方法：将圆柱一面开放，里面掏空。 

教师出示任务：以圆柱体为例，怎样操作才能够成为一个简易的牙杯呢？      

 
学生思考：如何掏空圆柱体？

师：123D软件为我们提供了一个简单的方法——“修改”菜单中的抽壳工具或许能帮助到我们。

教师告诉学生工具位置，学生尝试操作。在学生操作前，教师提醒学生阅读软件中抽壳工具的使用提示，如图1。 

学生尝试后，教师请一名成功完成任务的学生进行尝试操作。

预设学生操作步骤为：选择物体的一个面后选择抽壳工具，如图2。

学生操作后，教师演示操作。教师操作方法：先选择物体，后选择抽壳工具。这时圆柱体没有任何变化（如图3），教师请学生猜测失败的原因，通过对比让学生加深对抽壳操作的理解。

教师再用第一种方法对这个物体抽壳，出现“非法操作”的错误提示。教师同样让学生猜测原因，但不公布答案。这时学生利用教师演示的操作方法尝试一遍，保留作品。

教师总结抽壳工具的操作：先选择抽壳工具，然后选择物体的一个面，可以掏空物体并敞开一个面。让学生进行实践练习。

学生实践时，教师引导学生关注抽壳工具使用时对厚度和抽壳方向的设置。 

3.使用相减工具 

教师出示杯口的设计，提问学生这部分如何实现。

学生思考。

教师用实物进行演示讲解，让学生理解相关操作，引出相减工具，如图4。

教师给出相减工具的位置，提示相减工具和以前学过的合并工具使用方法类似，让学生通过已有知识去自主学习新知识。合并工具和相减工具的操作基本一样，重点让学生体会目标实体与源实体的区别。

学生尝试完毕后，教师演示操作，重点让学生理解目标实体和源实体。目标实体指执行完相减操作后要保留下来的物体；源实体指执行完相减后，与目标实体的重叠部分及其本身被减去的那个物体。两者必须要有重叠。

4.教师答疑解惑 

首先，教师让学生回顾一下在学习抽壳工具的时候，还有一个疑问未解开，让学生尝试利用相减工具将原来的圆柱从中间切开，保留下半部分。学生尝试操作并观察相减后的结果，发现这个圆柱体内部是空心的。

教师解释抽壳的另一种操作：先选择物体，然后使用抽壳工具，会把物体内部掏空，再选择物体的底面进行抽壳操作的话会提示“非法操作”。

学生尝试操作。

四、归纳小结，拓展延伸 

教师总结归纳，为学生梳理本课所学的知识并展示部分设计作品，开拓学生的思路。

教师展示另类的牙具装置设计（如图5），启发学生从不同角度去思考问题，会得出不同的结论，告诉学生解决问题的方法不是唯一的。

教学评价

学生在下课前填写教学评价反馈单（包括学生自评、组间评价、教师评价），完成自评后将评价表交给组长进行组间评价，组间评价完成后再交给教师。

实践反思

本课以生活中的实际应用为出发点进行教学设计，总体依照着“动手实践—遇到问题—产生需求—使用信息技术解决问题”的设计思路进行教学活动设计。学生在提升技术能力的同时，也助力自己的设计作品更好地变成现实，真正做到学以致用，解决真实生活中遇到的问题。