一、教學(xué)背景與課程定位演講人教學(xué)背景與課程定位01教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)分析02教學(xué)過程設(shè)計(jì)（45分鐘）04拓展延伸與課后任務(wù)05教學(xué)準(zhǔn)備與資源設(shè)計(jì)03課程總結(jié)與教育價(jià)值重申06目錄2025小學(xué)3D打印生活小物件設(shè)計(jì)課件01教學(xué)背景與課程定位教學(xué)背景與課程定位作為一名深耕中小學(xué)信息技術(shù)與創(chuàng)新教育領(lǐng)域12年的教師，我始終相信：技術(shù)教育的終極目標(biāo)不是工具的熟練操作，而是讓學(xué)生學(xué)會(huì)用技術(shù)解決真實(shí)問題。2025年，隨著3D打印技術(shù)在教育領(lǐng)域的普及度進(jìn)一步提升，其"所見即所得""設(shè)計(jì)即制造"的特性，恰好契合了小學(xué)階段"做中學(xué)""用中學(xué)"的認(rèn)知規(guī)律。本課程以"生活小物件設(shè)計(jì)"為載體，正是希望將3D打印從"炫酷的新技術(shù)"轉(zhuǎn)化為"解決生活問題的實(shí)用工具"，讓學(xué)生在"發(fā)現(xiàn)問題—設(shè)計(jì)方案—制造驗(yàn)證"的完整閉環(huán)中，感受技術(shù)與生活的緊密聯(lián)結(jié)。據(jù)2024年《中國中小學(xué)3D打印教育發(fā)展報(bào)告》顯示，83%的小學(xué)生能說出3D打印的基本原理，但僅17%能自主完成功能性小物件設(shè)計(jì)。這一數(shù)據(jù)折射出當(dāng)前教學(xué)中"重操作、輕設(shè)計(jì)"的普遍問題。因此，本課程特別強(qiáng)調(diào)"生活需求導(dǎo)向"，將3D建模軟件（如Tinkercad）的使用技巧融入真實(shí)問題解決過程，既避免工具教學(xué)的枯燥，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與工程意識(shí)。02教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)分析三維教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)：理解3D打印"分層疊加"的基本原理；掌握Tinkercad軟件中基礎(chǔ)幾何體的組合、變形、布爾運(yùn)算等操作；能分析生活小物件的功能需求（如尺寸、承重、人機(jī)交互）。2能力目標(biāo)：通過"觀察-分析-草圖-建模-調(diào)試"的設(shè)計(jì)流程，提升問題分析能力與跨學(xué)科應(yīng)用能力（融合數(shù)學(xué)測量、美術(shù)審美、物理力學(xué)）；能團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成從需求到實(shí)物的完整設(shè)計(jì)周期。3情感目標(biāo)：激發(fā)對"用技術(shù)改善生活"的興趣與責(zé)任感；在反復(fù)調(diào)試中培養(yǎng)"精益求精"的工程思維；感受"自己設(shè)計(jì)的物件被家人使用"的成就感。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：建立"需求分析→功能設(shè)計(jì)→建模實(shí)現(xiàn)"的設(shè)計(jì)邏輯；掌握Tinkercad中解決實(shí)際問題的關(guān)鍵操作（如精準(zhǔn)測量、結(jié)構(gòu)加固）。難點(diǎn)：平衡設(shè)計(jì)的功能性與美觀性（如杯墊的防滑設(shè)計(jì)與圖案裝飾）；處理打印過程中"設(shè)計(jì)模型"與"實(shí)物效果"的差異（如懸空結(jié)構(gòu)的支撐添加）。03教學(xué)準(zhǔn)備與資源設(shè)計(jì)教師準(zhǔn)備硬件工具：桌面級(jí)FDM3D打印機(jī)（如創(chuàng)想三維CR-10）、校準(zhǔn)后的打印平臺(tái)、PLA耗材（選用學(xué)生熟悉的顏色，如淺藍(lán)、粉色）；01軟件資源：Tinkercad在線建模平臺(tái)（已注冊班級(jí)賬號(hào)）、自主開發(fā)的"生活小物件設(shè)計(jì)指南"微課（包含6個(gè)常見問題的解決演示，如杯蓋密封性測試）；02案例庫：收集近3年學(xué)生優(yōu)秀作品（如可調(diào)節(jié)筆架、防灑水杯提手、寵物食盆分隔板），并錄制1-2個(gè)"設(shè)計(jì)故事"視頻（展示從問題發(fā)現(xiàn)到最終成品的完整過程）；03教具材料：生活中常見的"問題小物件"實(shí)物（如易倒的馬克杯、易滑落的眼鏡盒），配套的"需求分析表"（含使用場景、痛點(diǎn)描述、改進(jìn)方向三部分）。04學(xué)生準(zhǔn)備課前任務(wù)：觀察家庭或教室中的1-2個(gè)"使用不便"的小物件（如鉛筆盒分區(qū)不合理、椅子縫隙易卡東西），用手機(jī)拍攝記錄并簡單描述痛點(diǎn)；分組安排：4-5人一組（兼顧動(dòng)手能力與思維特點(diǎn)，如每組有1名"觀察達(dá)人"、1名"軟件小能手"、1名"創(chuàng)意點(diǎn)子王"）；工具材料：A4素描紙、彩筆（用于繪制設(shè)計(jì)草圖）、直尺（測量現(xiàn)有物件尺寸）。04教學(xué)過程設(shè)計(jì)（45分鐘）情境導(dǎo)入：發(fā)現(xiàn)生活中的"小麻煩"（5分鐘）"同學(xué)們，上周我在辦公室遇到了一個(gè)煩惱——我的馬克杯總是因?yàn)楸谔w不嚴(yán)實(shí)，咖啡經(jīng)常灑在教案上。"（展示灑咖啡的照片）"其實(shí)，這樣的'小麻煩'在生活中很常見。現(xiàn)在請大家拿出課前記錄的'問題物件'，和小組同學(xué)分享：你遇到了什么麻煩？這個(gè)麻煩發(fā)生在什么場景下？"待學(xué)生分享后，教師用投影儀展示幾個(gè)典型案例（如"鉛筆盒太淺，鉛筆總掉出來""書包側(cè)袋太小，裝不下保溫杯"），引導(dǎo)總結(jié)："這些麻煩的背后，其實(shí)藏著我們改進(jìn)生活的機(jī)會(huì)。今天，我們就用3D打印技術(shù)，為這些'小麻煩'設(shè)計(jì)解決方案！"知識(shí)建構(gòu)：3D打印與設(shè)計(jì)的"底層邏輯"（8分鐘）原理速覽：通過動(dòng)態(tài)演示（3D打印過程動(dòng)畫）講解"分層切片-逐層疊加"的原理，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)與傳統(tǒng)制造的區(qū)別："傳統(tǒng)制造像雕刻，是做'減法'；3D打印像搭積木，是做'加法'，所以能做出更復(fù)雜的形狀！"軟件基礎(chǔ)：打開Tinkercad界面，演示"選擇幾何體-調(diào)整尺寸-組合/切割"的基本操作。特別提醒："這里的每個(gè)操作都要想清楚——這個(gè)部分在實(shí)物中起什么作用？比如做筆架的凹槽，寬度要?jiǎng)偤每ㄗ」P，太寬會(huì)晃，太窄插不進(jìn)。"（邊說邊演示用"卷尺工具"測量鉛筆直徑，調(diào)整凹槽寬度）設(shè)計(jì)原則：結(jié)合學(xué)生課前問題，總結(jié)"三看"原則——看使用場景（教室用的物件要耐摔，家用的可以更精致）、看用戶需求（給弟弟設(shè)計(jì)的玩具要圓潤無尖角）、看打印限制（超過45的懸空結(jié)構(gòu)需要加支撐，否則會(huì)塌陷）。設(shè)計(jì)實(shí)踐：從草圖到模型的"工程迭代"（20分鐘）1.需求分析：給問題"拍CT"（5分鐘）每組領(lǐng)取"需求分析表"，教師示范填寫："以'易倒的馬克杯'為例，使用場景是'辦公室桌面'，痛點(diǎn)是'杯底太輕，碰到就倒'，改進(jìn)方向可以是'加重杯底'或'增加防滑墊'。"學(xué)生分組討論，教師巡視指導(dǎo)，重點(diǎn)追問："這個(gè)痛點(diǎn)發(fā)生的頻率高嗎？如果改進(jìn)，最關(guān)鍵的功能是什么？"（如針對"鉛筆盒掉筆"，關(guān)鍵功能是"分區(qū)固定"而非"增加裝飾"）2.草圖設(shè)計(jì)：把想法"畫在紙上"（7分鐘）"現(xiàn)在要把改進(jìn)方向變成具體的設(shè)計(jì)！記住，草圖不是美術(shù)作業(yè)，要畫清楚關(guān)鍵結(jié)構(gòu)——比如杯底防滑墊的厚度、筆架凹槽的位置。"教師展示優(yōu)秀草圖案例（標(biāo)注尺寸的線框圖），強(qiáng)調(diào)："每個(gè)設(shè)計(jì)都要回答三個(gè)問題：這個(gè)部分有什么用？尺寸是多少？和其他部分怎么連接？"學(xué)生繪制草圖后，小組內(nèi)用"頭腦風(fēng)暴法"互評（"我覺得凹槽可以再寬2毫米，因?yàn)橛械墓P比較粗"），并修改2-3次。設(shè)計(jì)實(shí)踐：從草圖到模型的"工程迭代"（20分鐘）3.建模實(shí)現(xiàn)：讓設(shè)計(jì)"數(shù)字成型"（8分鐘）學(xué)生登錄Tinkercad，根據(jù)草圖開始建模。教師提供"操作錦囊"（如"復(fù)制粘貼幾何體時(shí)，按住Shift鍵可以等距排列""用'洞'工具切割時(shí)，要確保覆蓋整個(gè)需要去除的部分"），并重點(diǎn)指導(dǎo)兩組：一組是"為低年級(jí)弟弟設(shè)計(jì)的防摔水杯"（強(qiáng)調(diào)圓角處理），一組是"教室圖書角的書簽收納架"（強(qiáng)調(diào)承重結(jié)構(gòu)）。過程中，有學(xué)生問："我的筆架想做波浪形凹槽，怎么實(shí)現(xiàn)？"教師引導(dǎo)："可以用'圓柱體'和'長方體'做布爾差集，再調(diào)整曲線參數(shù)——就像用積木搭出波浪的形狀。"打印驗(yàn)證：從數(shù)字模型到實(shí)物的"驚喜時(shí)刻"（8分鐘）切片與打印：教師演示用Cura軟件切片（設(shè)置層厚0.2mm，填充率20%），特別說明："層厚越薄，表面越光滑，但打印時(shí)間越長；填充率越高，物件越結(jié)實(shí)，但耗材用得越多。我們這次做小物件，選中等參數(shù)就可以。"學(xué)生輪流操作"發(fā)送打印任務(wù)"，看著打印機(jī)開始逐層堆疊，有學(xué)生小聲說："哇，真的在長出來！"問題預(yù)判："打印過程中可能會(huì)遇到問題——比如模型翹邊，這是因?yàn)槠脚_(tái)溫度不夠；或者層間粘合不牢，可能是打印速度太快。不過別擔(dān)心，我們記錄下問題，下節(jié)課一起分析。"（展示上屆學(xué)生的"打印問題記錄表"，增強(qiáng)代入感）展示評價(jià)：讓設(shè)計(jì)"被看見"（4分鐘）打印完成后（因時(shí)間限制，可展示課前預(yù)打印的學(xué)生作品），開展"生活設(shè)計(jì)師發(fā)布會(huì)"：自評："我設(shè)計(jì)的筆架解決了'鉛筆亂滾'的問題，最滿意的是凹槽的弧度，剛好貼合鉛筆；不足的是底部太輕，放在桌上容易倒。"互評："我覺得可以在底部加一個(gè)配重倉，放些小石子增加重量。"師評："這個(gè)設(shè)計(jì)的'需求分析'非常到位，能從弟弟的使用習(xí)慣出發(fā)考慮圓角設(shè)計(jì)，這就是'用戶思維'！如果能再測量一下實(shí)際鉛筆的尺寸，凹槽寬度會(huì)更精準(zhǔn)。"05拓展延伸與課后任務(wù)拓展延伸與課后任務(wù)231家庭應(yīng)用：將設(shè)計(jì)的小物件帶回家，觀察家人使用1周，記錄"是否解決了原問題？有沒有新的痛點(diǎn)？"下節(jié)課用"設(shè)計(jì)迭代卡"記錄改進(jìn)方案；跨學(xué)科聯(lián)結(jié)：結(jié)合科學(xué)課"材料性質(zhì)"，嘗試用不同耗材（如柔性TPU）打印防滑墊，對比硬PLA的使用效果；社區(qū)服務(wù)：為學(xué)校保安室設(shè)計(jì)"鑰匙分類掛架"、為社區(qū)老年活動(dòng)中心設(shè)計(jì)"放大鏡固定架"，讓設(shè)計(jì)從"解決個(gè)人問題"走向"服務(wù)公共需求"。06課程總結(jié)與教育價(jià)值重申課程總結(jié)與教育價(jià)值重申本節(jié)課的核心，是讓學(xué)生真正理解：3D打印不是"炫技"的工具，而是"解決問題"的伙伴。當(dāng)學(xué)生看著自己設(shè)計(jì)的筆架穩(wěn)穩(wěn)卡住鉛筆，當(dāng)家長反饋"孩子做的杯墊再也沒讓水杯滑動(dòng)"，這些真實(shí)的使用場景，比任何技術(shù)參數(shù)都更能激發(fā)他們的創(chuàng)新動(dòng)力。教育的本質(zhì)，是點(diǎn)燃火種。3D打印生活小物件設(shè)計(jì)課程，正是要在孩子們心中種下"用技術(shù)改