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        3D創(chuàng)意設(shè)計初體驗

        2019-09-10 00:46:44朱振棟
        江蘇科技報·E教中國 2019年11期
        關(guān)鍵詞:六面體單杠球體

        朱振棟 吉林松花江中學(xué)初、高中物理實驗教師兼科技輔導(dǎo)員,中學(xué)物理高級教師,《發(fā)明與創(chuàng)新》雜志社“發(fā)明與創(chuàng)新專家團(tuán)”專家,全國創(chuàng)新學(xué)科帶頭人,優(yōu)秀創(chuàng)客導(dǎo)師,宋慶齡少兒發(fā)明獎優(yōu)秀輔導(dǎo)教師,吉林省自制教具能手,全國校園發(fā)明創(chuàng)意大賽等多個全國大賽評委。連續(xù)多年組織輔導(dǎo)學(xué)生參加省內(nèi)和國內(nèi)多項科技活動,并取得了較好的成績。近年來,發(fā)表物理實驗(教具)、航空模型、發(fā)明創(chuàng)新(作品+經(jīng)驗體會)教研論文近100篇,論文多次在全國、省、市獲獎。

        教學(xué)背景

        隨著創(chuàng)客教育的深入開展,3D打印技術(shù)已經(jīng)逐漸成為中小學(xué)校的創(chuàng)客教學(xué)內(nèi)容之一。而3DOne是專為中小學(xué)教育打造的,致力于提高學(xué)生思維能力,實現(xiàn)創(chuàng)新素質(zhì)教育發(fā)展的一款專用軟件,具備簡單易用的程序環(huán)境,支持專業(yè)級的涂鴉式平面草圖繪制,可進(jìn)行豐富實用的3D實體設(shè)計,提供多種多樣的顯示控制,還能通過內(nèi)嵌于軟件的社區(qū)網(wǎng)站下載3D打印模型。3DOne軟件將這些強(qiáng)大的功能與簡單易用的程序環(huán)境相結(jié)合,使得學(xué)生們更易上手。

        因此,我校于2019年依托3DOne教學(xué)軟件,在基礎(chǔ)年級開設(shè)了3D創(chuàng)意設(shè)計課程。本節(jié)課設(shè)計來源于一個科技作品“單杠玩偶”,主要目的是通過制作單杠玩偶,讓學(xué)生體驗3DOne與科技課的結(jié)合,在制作過程中學(xué)會各工具的使用,制作后能夠體驗并分享勞動成果。

        教學(xué)目標(biāo)

        知識與技能 學(xué)會靈活運用3DOne軟件,利用基本實體命令設(shè)計制作科技活動作品。

        過程與方法 通過設(shè)計單杠玩偶模型,讓學(xué)生掌握3DOne相應(yīng)的工具使用,同時體驗3DOne與科技活動課程的結(jié)合。

        教學(xué)重點與難點

        教學(xué)重點 學(xué)會動態(tài)移動工具的使用。

        教學(xué)難點 模型結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系和各參數(shù)選擇。

        教學(xué)準(zhǔn)備

        PPT課件、電腦、3DOne軟件、大屏幕投影設(shè)備等。

        教學(xué)過程

        師:同學(xué)們見過或玩過單杠玩偶嗎?

        師:想想單杠玩偶是如何操作的。

        師:請同學(xué)們仔細(xì)觀察并思考單杠玩偶的結(jié)構(gòu)特征,如由幾部分組成,各部分之間有什么位置關(guān)系,制作各部分需要用到哪些3D工具。

        通過觀察學(xué)生發(fā)現(xiàn):單杠玩偶模型共有三部分組成。

        1.支架

        支架由底座和兩個立柱支架組成。這兩部分是通過組合加運算構(gòu)成的一個整體。

        2.搖把

        搖把由軸和搖把組成,也是一個組合實體。

        3.玩偶

        玩偶由頭部、身體、上肢、下肢組成,這里頭部、身體、下肢是一個組合實體。

        上肢是和搖把中的軸相連的實體。上肢和下肢(身體、頭部)通過轉(zhuǎn)軸相連。

        玩偶的操作步驟(玩法):通過轉(zhuǎn)動手柄,小木偶會繞單杠做翻轉(zhuǎn)動作。

        制作過程中要多次使用移動命令(該命令在左側(cè)工具欄中基本編輯下子菜單中),一般選擇移動命令中的動態(tài)移動命令選項,可將零件從一點移動到另一點。此處的移動不僅僅指沿軸線平移,還包括沿軸旋轉(zhuǎn),并且平移量和旋轉(zhuǎn)量可使用三維手柄進(jìn)行拖動,也可以輸入調(diào)節(jié)。此命令對繪制的草圖和實體均適用。

        使用時要注意移動方向(如X-Y,Y-X等)、移動距離,往往要通過多次移動才能達(dá)到滿意效果。

        下面按照課件提示分三部分進(jìn)行制作,也可以自己創(chuàng)意制作。

        1.底座與支架

        這部分由三個六面體組合加運算組成。支架部分先做好一個,另一個可通過鏡像命令得到。

        參考底板尺寸:200mm×80mm×20mm的六面體。

        參考支架尺寸:200mm×40mm×20mm的六面體。

        運用工具:六面體命令、鏡像命令、組合加運算、圓角命令等。

        2.搖臂與轉(zhuǎn)軸

        這部分由球體、三個圓柱體組合加運算組成。三個圓柱體的半徑要保持相同。

        參考尺寸:球體半徑15mm,軸半徑8mm,長度分別為270mm、50mm、50mm。

        運用工具:球體命令、圓柱體命令、動態(tài)移動命令、復(fù)制命令、組合加運算、組合減運算命令等。

        搖把可通過原位置復(fù)制后,通過動態(tài)移動確定。

        3.制作玩偶

        這部分由圓柱體、球體、六面體等組合加運算和組合減運算組成。

        參考尺寸:

        上肢:手臂為半徑12mm、厚度12mm的圓柱體,上肢為5mm×12mm×60mm的六面體。

        頭部:半徑20mm、厚度5mm的圓柱體。

        身體:50mm×60mm×5mm的六面體。

        下肢:50mm×12mm×5mm的六面體。

        腳:5mm×12mm×25mm的六面體。

        軸:半徑4mm的球體,半徑1.5mm、長85mm的圓柱體。

        運用工具:六面體、圓柱體、球體、動態(tài)移動、復(fù)制命令、組合加運算、組合減運算、圓角命令、渲染等。

        教學(xué)總結(jié)

        本課是對單杠玩偶這一科技模型進(jìn)行設(shè)計與制作的3D創(chuàng)意設(shè)計課,在制作中要知道模型由哪幾部分組成,需明確各組成部分間的相對位置關(guān)系,各組成部分間的組合方式。只有這樣才能滿意地完成作品的制作。

        移動工具的使用:使用動態(tài)移動選項。

        六面體參數(shù)的確定:可通過鍵盤輸入,按回車鍵確定。

        課后拓展

        在完成模型制作后,可以把玩偶替換成其他動物,如小猴等,也可以自己設(shè)計制作一件其他科技作品。

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