一、教學(xué)背景分析：為何選擇“3D打印制作小玩具”？演講人01教學(xué)背景分析：為何選擇“3D打印制作小玩具”？02教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)：三維目標(biāo)下的能力進(jìn)階03教學(xué)準(zhǔn)備：從“硬件”到“軟環(huán)境”的全方位保障04教學(xué)過程：從“創(chuàng)意萌芽”到“實(shí)物成型”的全流程實(shí)踐05教學(xué)評(píng)價(jià)與反思：以“成長(zhǎng)”為核心的持續(xù)改進(jìn)目錄2025小學(xué)3D打印制作小玩具課件前言作為一名深耕小學(xué)創(chuàng)客教育領(lǐng)域8年的教師，我始終相信：技術(shù)的溫度，在于它能為孩子打開看世界的新窗口。2025年的今天，3D打印技術(shù)已從“實(shí)驗(yàn)室黑科技”逐漸融入基礎(chǔ)教育課堂。當(dāng)我第一次帶著學(xué)生用3D打印機(jī)“打印”出他們親手設(shè)計(jì)的小玩具時(shí)，那些眼睛里閃爍的光芒、因作品成型而爆發(fā)的歡呼，讓我更加確信：將3D打印與小學(xué)勞動(dòng)技術(shù)教育結(jié)合，不僅是技術(shù)工具的應(yīng)用，更是創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的啟蒙——這正是我設(shè)計(jì)本課件的核心出發(fā)點(diǎn)。01教學(xué)背景分析：為何選擇“3D打印制作小玩具”？1政策與時(shí)代需求的雙重驅(qū)動(dòng)《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出“加強(qiáng)課程綜合，注重關(guān)聯(lián)”，強(qiáng)調(diào)“培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，特別是創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力”。3D打印作為增材制造技術(shù)的代表，天然具備跨學(xué)科融合屬性（涉及數(shù)學(xué)建模、物理結(jié)構(gòu)、藝術(shù)設(shè)計(jì)等），與小學(xué)科學(xué)、美術(shù)、勞動(dòng)等課程形成有機(jī)聯(lián)動(dòng)。2025年，隨著教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速，3D打印設(shè)備在小學(xué)創(chuàng)客教室的普及率已達(dá)68%（據(jù)《中國(guó)基礎(chǔ)教育裝備發(fā)展報(bào)告2024》），技術(shù)落地條件日益成熟。2學(xué)情與認(rèn)知特點(diǎn)的精準(zhǔn)適配小學(xué)中高年級(jí)學(xué)生（9-12歲）正處于具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過渡的關(guān)鍵期，抽象思維逐步發(fā)展，但仍需以具體形象為支撐。3D打印“設(shè)計(jì)—建?！蛴　?yàn)證”的閉環(huán)流程，恰好契合其“做中學(xué)”的認(rèn)知規(guī)律：從“想象一個(gè)玩具”到“親手創(chuàng)造一個(gè)玩具”，每一步都能通過可視化成果獲得即時(shí)反饋，這種“可觸摸的成就感”是傳統(tǒng)手工制作難以替代的。3教育價(jià)值的深度挖掘STEP5STEP4STEP3STEP2STEP1制作小玩具并非最終目的，而是載體。通過這一項(xiàng)目，學(xué)生將在以下維度獲得成長(zhǎng)：技術(shù)認(rèn)知：理解3D打印“分層累加”的基本原理，建立“數(shù)字模型→物理實(shí)體”的轉(zhuǎn)化思維；設(shè)計(jì)思維：從功能需求出發(fā)（如“玩具要能滾動(dòng)”“要能裝小零件”），學(xué)習(xí)解決結(jié)構(gòu)、尺寸、材料適配等問題；創(chuàng)新意識(shí)：突破傳統(tǒng)玩具的固定形態(tài)（如“積木只能是立方體”），探索個(gè)性化設(shè)計(jì)（如可變形的動(dòng)物玩具、帶收納功能的文具玩具）；責(zé)任意識(shí)：在操作中學(xué)習(xí)設(shè)備安全規(guī)范（如避免觸碰高溫噴頭）、材料節(jié)約（如優(yōu)化模型減少耗材）。02教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)：三維目標(biāo)下的能力進(jìn)階1知識(shí)與技能目標(biāo)能簡(jiǎn)述3D打印的基本原理（分層制造、逐層累加），識(shí)別PLA（聚乳酸）耗材的特性（環(huán)保、低收縮率、適合兒童使用）；掌握基礎(chǔ)3D建模軟件（如Tinkercad簡(jiǎn)化版）的操作：能完成立方體、圓柱體等基本幾何體的拉伸、旋轉(zhuǎn)、組合，學(xué)會(huì)“布爾運(yùn)算”（合并、切割）調(diào)整模型細(xì)節(jié)；能根據(jù)玩具功能需求（如“可開合的小盒子”“會(huì)站立的小動(dòng)物”）設(shè)計(jì)1:1比例的數(shù)字模型，并設(shè)置合理的打印參數(shù)（層厚0.2mm、填充率20%等）。2過程與方法目標(biāo)231通過“需求分析—草圖設(shè)計(jì)—數(shù)字建模—打印驗(yàn)證—優(yōu)化迭代”的完整流程，體驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本邏輯；在小組合作中學(xué)會(huì)分工（如“建模組”“參數(shù)組”“測(cè)試組”），通過討論解決設(shè)計(jì)沖突（如“模型太大導(dǎo)致打印失敗”“結(jié)構(gòu)不穩(wěn)容易傾倒”）；運(yùn)用觀察法、測(cè)量法（如用直尺測(cè)量打印模型的實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)尺寸的誤差）分析問題，提出改進(jìn)方案。3情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)感受3D打印技術(shù)“讓創(chuàng)意快速落地”的魅力，激發(fā)對(duì)新技術(shù)的探究興趣；01在“從無到有”的創(chuàng)造中增強(qiáng)自信心，體會(huì)“堅(jiān)持優(yōu)化”的意義（如某學(xué)生設(shè)計(jì)的“會(huì)搖尾巴的小狗”因支撐結(jié)構(gòu)不足首次打印失敗，調(diào)整后成功）；02理解技術(shù)的人文屬性：通過設(shè)計(jì)“給弟弟妹妹的安全玩具”“幫助殘疾同學(xué)的輔助玩具”，培養(yǎng)技術(shù)服務(wù)于人的責(zé)任意識(shí)。0303教學(xué)準(zhǔn)備：從“硬件”到“軟環(huán)境”的全方位保障1硬件與材料準(zhǔn)備3D打印設(shè)備：選用桌面級(jí)FDM（熔融沉積成型）打印機(jī)（如某品牌P-120，噴頭溫度≤220℃，平臺(tái)溫度≤60℃，符合小學(xué)安全標(biāo)準(zhǔn)），配備PLA耗材（顏色可選：紅、黃、藍(lán)，激發(fā)視覺興趣）；01建模工具：安裝Tinkercad教育版軟件（界面簡(jiǎn)潔，支持拖拽建模），提前準(zhǔn)備“基礎(chǔ)操作指南”電子手冊(cè)（含快捷鍵、模型縮放等技巧）；02輔助工具：打印平臺(tái)清潔工具（酒精棉片、鏟刀）、模型測(cè)量工具（游標(biāo)卡尺、軟尺）、安全提示牌（“勿觸碰噴頭！”“等待冷卻再取模型！”）。032教學(xué)資源開發(fā)案例庫：收集學(xué)生可模仿的優(yōu)秀設(shè)計(jì)案例（如“可疊放的彩色積木”“帶發(fā)條裝置的小甲蟲”），標(biāo)注設(shè)計(jì)亮點(diǎn)（如“積木邊緣倒圓角防刮手”“甲蟲外殼鏤空減重”）；問題錦囊：整理常見打印問題及解決方案（如表1），供學(xué)生自主查閱；素材包：提供動(dòng)物、文具、交通工具的線稿圖（可導(dǎo)入軟件參考），以及“設(shè)計(jì)靈感卡”（含“功能”“形狀”“顏色”三個(gè)維度的引導(dǎo)問題，如“你的玩具需要幾個(gè)部件？”“它的輪廓像什么幾何圖形？”）。表1：3D打印常見問題及解決方案2教學(xué)資源開發(fā)|問題現(xiàn)象|可能原因|解決方法||---------|---------|---------|1|模型底部翹邊|平臺(tái)溫度過低/模型底部面積小|調(diào)高平臺(tái)溫度至50℃/添加“底墊”（Brim）增大接觸面積|2|層紋明顯|層厚設(shè)置過厚|調(diào)整層厚至0.15mm（精細(xì)模式）|3|支撐結(jié)構(gòu)難以去除|支撐密度過高|降低支撐密度至15%-20%，選擇“易溶解支撐”（若設(shè)備支持）|43環(huán)境與心理建設(shè)教室布置：將創(chuàng)客教室劃分為“設(shè)計(jì)區(qū)”（配備電腦、草稿紙）、“打印區(qū)”（放置打印機(jī)，設(shè)置隔離欄）、“展示區(qū)”（張貼學(xué)生設(shè)計(jì)草圖、優(yōu)秀作品）；01分組策略：根據(jù)學(xué)生能力差異異質(zhì)分組（4-5人/組），每組指定“技術(shù)小導(dǎo)師”（提前培訓(xùn)的學(xué)生），負(fù)責(zé)協(xié)助組員解決軟件操作問題。03安全培訓(xùn)：課前開展10分鐘“3D打印安全課”，通過動(dòng)畫演示高溫噴頭的危險(xiǎn)性（如“水滴接觸噴頭瞬間汽化”實(shí)驗(yàn)），強(qiáng)調(diào)“三不原則”——不觸碰運(yùn)行中的打印機(jī)、不擅自調(diào)整參數(shù)、不圍觀打印時(shí)的噴頭；0204教學(xué)過程：從“創(chuàng)意萌芽”到“實(shí)物成型”的全流程實(shí)踐1情境導(dǎo)入：用“問題”點(diǎn)燃興趣（10分鐘）實(shí)物展示：手持一個(gè)用3D打印制作的“會(huì)翻跟頭的小熊”（內(nèi)置小鋼珠，傾斜時(shí)可滾動(dòng)），現(xiàn)場(chǎng)演示：“這是上周五年級(jí)同學(xué)設(shè)計(jì)的玩具，你們猜猜它是怎么做出來的？”學(xué)生猜想：鼓勵(lì)提問（“是用模具倒出來的嗎？”“零件是怎么粘在一起的？”），順勢(shì)引出3D打印技術(shù)，播放1分鐘動(dòng)畫《3D打印的秘密》（展示“從電腦模型到逐層打印”的過程）；目標(biāo)明確：提出任務(wù)：“今天我們要做設(shè)計(jì)師！每個(gè)人需要設(shè)計(jì)一個(gè)‘能玩、好玩、有意義’的小玩具，用3D打印機(jī)把它‘變’出來！”1情境導(dǎo)入：用“問題”點(diǎn)燃興趣（10分鐘）4.2知識(shí)建構(gòu)：從“原理”到“操作”的階梯式學(xué)習(xí)（20分鐘）原理講解（5分鐘）：用“疊紙塔”類比3D打印——“如果我們要做一個(gè)紙塔，傳統(tǒng)方法是先做一個(gè)大紙筒，而3D打印就像把紙剪成一個(gè)個(gè)圓形紙片，從下往上疊起來，最后變成紙塔。每一層紙片的形狀，由電腦里的模型決定。”結(jié)合實(shí)物（打印中的模型）指認(rèn)“噴頭”“平臺(tái)”“耗材”，強(qiáng)調(diào)“分層”是關(guān)鍵；軟件操作（15分鐘）：基礎(chǔ)工具：演示Tinkercad的“立方體”“圓柱體”“球體”工具，講解“移動(dòng)”“旋轉(zhuǎn)”“縮放”的操作（如“按住鼠標(biāo)右鍵旋轉(zhuǎn)視角，滾輪縮放”）；組合與修改：通過“設(shè)計(jì)小房子”案例示范“合并”（將屋頂與房體合并）、“切割”（在墻面切出門窗）；1情境導(dǎo)入：用“問題”點(diǎn)燃興趣（10分鐘）參數(shù)設(shè)置：重點(diǎn)講解“尺寸”（輸入數(shù)值精確控制大?。?、“填充率”（20%適合玩具，既輕便又有強(qiáng)度）、“層厚”（0.2mm是平衡速度與精度的選擇）。4.3設(shè)計(jì)實(shí)踐：從“草圖”到“數(shù)字模型”的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化（60分鐘）1情境導(dǎo)入：用“問題”點(diǎn)燃興趣（10分鐘）需求分析（10分鐘）發(fā)放“設(shè)計(jì)需求表”，引導(dǎo)學(xué)生思考：“你的玩具是給誰玩的？（弟弟/自己/班級(jí)）它有什么功能？（能裝東西/會(huì)動(dòng)/有聲音）需要哪些部件？（如“小卡車需要車身、輪子、貨箱”）”小組討論后，每組推選1個(gè)最有創(chuàng)意的設(shè)計(jì)方向（如“能收納橡皮擦的章魚玩具”“會(huì)亮燈的生日帽玩具”）。步驟2：草圖設(shè)計(jì)（15分鐘）要求繪制“三視圖”（正視圖、側(cè)視圖、俯視圖），標(biāo)注關(guān)鍵尺寸（如“章魚觸須長(zhǎng)5cm”“收納倉直徑3cm”）。教師巡回指導(dǎo)，提醒：“草圖不需要畫得漂亮，但要讓別人看懂你的設(shè)計(jì)——比如‘觸須要能彎曲’，可以用虛線標(biāo)出活動(dòng)關(guān)節(jié)的位置?！?情境導(dǎo)入：用“問題”點(diǎn)燃興趣（10分鐘）需求分析（10分鐘）步驟3：數(shù)字建模（35分鐘）學(xué)生根據(jù)草圖在電腦上建模，教師重點(diǎn)關(guān)注：模型比例：避免“頭重腳輕”（如“小熊的頭太大，站立時(shí)會(huì)倒”），可引導(dǎo)用“鏡像工具”對(duì)稱設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)合理性：檢查“活動(dòng)部件是否有足夠空間”（如“輪子與車身之間要留1mm縫隙，否則轉(zhuǎn)不動(dòng)”）；打印可行性：提醒“懸空部分需要加支撐”（如“章魚觸須的尖端如果懸空超過45，打印機(jī)無法直接打印，需要在軟件中勾選‘生成支撐’”）。1情境導(dǎo)入：用“問題”點(diǎn)燃興趣（10分鐘）需求分析（10分鐘）4.4打印驗(yàn)證：從“數(shù)字”到“實(shí)體”的關(guān)鍵轉(zhuǎn)化（40分鐘）參數(shù)設(shè)置：學(xué)生將模型導(dǎo)出為STL格式，用切片軟件（如Cura）設(shè)置層厚、填充率、支撐等參數(shù)。教師強(qiáng)調(diào)：“填充率太低會(huì)導(dǎo)致模型脆弱，太高會(huì)浪費(fèi)材料——給弟弟妹妹的玩具建議填充率25%，自己玩的可以20%?！眴?dòng)打?。好拷M派1名學(xué)生操作打印機(jī)（插入SD卡、選擇文件、啟動(dòng)打?。?，其他組員記錄“開始時(shí)間”“耗材用量”（通過軟件預(yù)估）；觀察與記錄：打印過程中，學(xué)生輪流觀察噴頭運(yùn)動(dòng)軌跡，填寫“打印觀察表”（如“第10層開始打印觸須，噴頭在支撐位置多走了一圈”），教師引導(dǎo)思考：“為什么支撐部分的線條更稀疏？”（為了易拆除）5優(yōu)化迭代：在“問題”中提升設(shè)計(jì)（30分鐘）模型拆解：打印完成后，用鏟刀小心取下模型（需等待10分鐘冷卻），拆除支撐（用手輕掰，避免暴力拉扯導(dǎo)致模型斷裂）；測(cè)試評(píng)價(jià)：功能測(cè)試：“小卡車能滾動(dòng)嗎？”“收納倉能裝下3塊橡皮擦嗎？”外觀評(píng)價(jià)：“顏色搭配協(xié)調(diào)嗎？”“邊緣有毛刺嗎？”（可用砂紙打磨處理）；改進(jìn)方案：針對(duì)問題提出優(yōu)化（如“小卡車的輪子太小，滾動(dòng)不順暢——增大輪子直徑2mm”“章魚觸須支撐太多難拆——調(diào)整角度至40減少支撐”），鼓勵(lì)學(xué)生課后重新建模打印。6展示分享：讓“創(chuàng)造”被看見（20分鐘）小組路演：每組用2分鐘介紹“設(shè)計(jì)理念—遇到的問題—解決方法—最終成果”，重點(diǎn)分享“最滿意的一個(gè)細(xì)節(jié)”（如“我們?cè)谛⌒苁掷锛恿艘粋€(gè)小籃子，能放貼紙”）；多元評(píng)價(jià)：發(fā)放“評(píng)價(jià)量表”（如表2），從“創(chuàng)意性”“功能性”“技術(shù)掌握”“合作表現(xiàn)”四個(gè)維度自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)；延伸討論：提問：“如果用3D打印做一個(gè)幫助盲人的玩具，你會(huì)怎么設(shè)計(jì)？”埋下“技術(shù)向善”的種子。表2：3D打印小玩具評(píng)價(jià)量表（部分）|評(píng)價(jià)維度|評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)|自評(píng)（★）|互評(píng)（★）|師評(píng)（★）||---------|---------|---------|---------|---------|6展示分享：讓“創(chuàng)造”被看見（20分鐘）STEP1STEP2STEP3|創(chuàng)意性|設(shè)計(jì)獨(dú)特，有個(gè)人風(fēng)格（如結(jié)合動(dòng)畫角色、融入生活需求）|1-5|1-5|1-5||功能性|能實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)功能（如“可開合”“能站立”），無明顯結(jié)構(gòu)缺陷|1-5|1-5|1-5||技術(shù)掌握|熟練使用建模軟件，參數(shù)設(shè)置合理（如層厚、填充率）|1-5|1-5|1-5|05教學(xué)評(píng)價(jià)與反思：以“成長(zhǎng)”為核心的持續(xù)改進(jìn)1教學(xué)效果的多元評(píng)價(jià)顯性成果：學(xué)生完成1個(gè)可使用的3D打印小玩具，提交設(shè)計(jì)草圖、數(shù)字模型文件、打印記錄單；隱性發(fā)展：通過課堂觀察（如“學(xué)生主動(dòng)討論‘如何減少耗材’”）、訪談（“我現(xiàn)在知道為什么模型太大打印會(huì)失敗了”），發(fā)現(xiàn)學(xué)生已初步建立“設(shè)計(jì)—驗(yàn)證—優(yōu)化”的工程思維。2教學(xué)反思與改進(jìn)方向成功經(jīng)驗(yàn)：“需求分析”環(huán)節(jié)通過“玩具使用者”的設(shè)定（如“給弟弟的安全玩具”），有效引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注用戶需求，避免設(shè)計(jì)流于“好看但不好玩”；待改進(jìn)點(diǎn)：部分學(xué)生因軟件操作不熟練（如“不會(huì)調(diào)整模型角度”）影響建模進(jìn)度，后續(xù)可增加“課前微課”（5分鐘短視頻講解常用工具）；延伸建議：可與科學(xué)課結(jié)合，探究“不同耗材（PLA、PETG）的物理特性”；與美術(shù)課結(jié)合，設(shè)計(jì)“傳統(tǒng)節(jié)日主題玩具”（如端午節(jié)龍舟、中秋節(jié)玉兔），深化跨學(xué)科融合。結(jié)語：3D打印，為童