一、課程定位與教學(xué)目標(biāo)：為何要教“組合與拆分”？演講人課程定位與教學(xué)目標(biāo)：為何要教“組合與拆分”？01教學(xué)實(shí)施：從“興趣激發(fā)”到“深度探究”的遞進(jìn)式流程02教學(xué)準(zhǔn)備：從“工具”到“素材”的系統(tǒng)支撐03評(píng)價(jià)與反思：從“結(jié)果”到“過程”的多元反饋04目錄2025小學(xué)3D打印模型組合與拆分課件作為深耕小學(xué)科技教育領(lǐng)域十二年的一線教師，我始終相信：技術(shù)的溫度，在于它能否真正成為孩子認(rèn)識(shí)世界、表達(dá)創(chuàng)意的工具。3D打印技術(shù)自進(jìn)入校園以來，已從“新鮮事物”逐漸演變?yōu)椤俺Ｒ?guī)教學(xué)手段”，而其中“模型組合與拆分”這一核心操作，不僅是3D打印應(yīng)用的基礎(chǔ)能力，更是培養(yǎng)學(xué)生空間思維、工程思維與創(chuàng)新意識(shí)的重要載體。今天，我將結(jié)合多年教學(xué)實(shí)踐與2025年最新教育理念，系統(tǒng)梳理小學(xué)階段3D打印模型組合與拆分的教學(xué)邏輯與實(shí)施路徑。01課程定位與教學(xué)目標(biāo)：為何要教“組合與拆分”？1課程價(jià)值：連接“設(shè)計(jì)”與“制造”的橋梁3D打印的完整流程可概括為“設(shè)計(jì)-切片-打印-后處理”，而“組合與拆分”貫穿于設(shè)計(jì)與后處理的全環(huán)節(jié)。對(duì)小學(xué)生而言，直接設(shè)計(jì)復(fù)雜一體化模型難度較大，通過“拆分-設(shè)計(jì)零件-組合”的模塊化思維，既能降低學(xué)習(xí)門檻，又能強(qiáng)化對(duì)“結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性”的理解。例如，學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)“會(huì)跑的機(jī)器人”時(shí)，需將其拆分為頭部、軀干、四肢等零件，分別設(shè)計(jì)后再組合，這一過程本質(zhì)上是在模擬真實(shí)工程中的“模塊化生產(chǎn)”思維。2學(xué)情分析：契合小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)9-12歲學(xué)生的空間思維正從“直觀感知”向“抽象建構(gòu)”過渡（據(jù)皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論），對(duì)“可拆解、可重組”的實(shí)物操作有天然興趣。我曾觀察到，當(dāng)學(xué)生拿到一個(gè)3D打印的積木城堡時(shí)，85%的學(xué)生會(huì)先拆解再嘗試重新組合，這種“破壞-重建”的行為正是探索結(jié)構(gòu)關(guān)系的本能表現(xiàn)。課程需順應(yīng)這一特點(diǎn)，將“組合與拆分”轉(zhuǎn)化為可操作、可觀察、可反思的學(xué)習(xí)活動(dòng)。3三維教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：理解3D打印模型組合與拆分的核心原則（如結(jié)構(gòu)匹配、受力均衡、打印可行性）；掌握基礎(chǔ)建模軟件中“組合（群組、布爾運(yùn)算）”“拆分（分割、鏡像）”的操作邏輯。能力目標(biāo)：能獨(dú)立完成簡單模型的拆分（如將小熊拆分為頭、身、四肢）與組合（如將車輪、車身、方向盤組裝為小車）；在操作中提升空間想象力、問題解決能力（如處理零件錯(cuò)位、支撐結(jié)構(gòu)沖突）。情感目標(biāo)：通過合作完成組合拆分任務(wù)，體會(huì)“分工-協(xié)作-優(yōu)化”的工程思維樂趣；激發(fā)對(duì)3D打印技術(shù)的探索欲，感受“設(shè)計(jì)改變生活”的真實(shí)價(jià)值。02教學(xué)準(zhǔn)備：從“工具”到“素材”的系統(tǒng)支撐1硬件與軟件配置硬件：需配備桌面級(jí)FDM3D打印機(jī)（推薦使用克里未知、創(chuàng)想三維等安全系數(shù)高的機(jī)型，噴頭溫度≤230℃）、帶觸控屏的教學(xué)電腦（便于學(xué)生直觀操作）、模型展示臺(tái)（可旋轉(zhuǎn)，輔助觀察結(jié)構(gòu)）。軟件：選擇界面簡潔、符合兒童認(rèn)知的建模工具，如Tinkercad（自動(dòng)生成支撐、拖拽式操作）、3Done（內(nèi)置國產(chǎn)模型庫，支持中文提示）。需提前調(diào)試軟件，確保“組合”（Group）與“拆分”（Split）功能正常，避免因技術(shù)問題打斷教學(xué)流程。2教學(xué)素材設(shè)計(jì)素材需遵循“從簡單到復(fù)雜、從具象到抽象”的梯度：基礎(chǔ)層：幾何形體組合（如圓柱+立方體=杯子）、動(dòng)物簡筆畫模型（如兔子=球體+橢圓柱體+長耳朵），重點(diǎn)訓(xùn)練“形狀匹配”。進(jìn)階層：功能型模型（如可開合的盒子=盒體+盒蓋+轉(zhuǎn)軸）、機(jī)械結(jié)構(gòu)（如齒輪組=大齒輪+小齒輪+軸），重點(diǎn)訓(xùn)練“運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)性”。挑戰(zhàn)層：跨學(xué)科模型（如結(jié)合科學(xué)課的“太陽系模型”=太陽+八大行星+軌道支架；結(jié)合美術(shù)課的“立體剪紙燈”=外框+鏤空?qǐng)D案層），重點(diǎn)訓(xùn)練“綜合設(shè)計(jì)思維”。3安全與規(guī)則預(yù)演13D打印涉及高溫噴頭、尖銳工具（如拆模型的鏟刀），需在課程開始前通過“安全四步法”強(qiáng)化規(guī)范：2看：觀看《3D打印安全操作》動(dòng)畫短片（重點(diǎn)演示“不觸碰噴頭”“輕拿輕放模型”）；5簽：簽署《3D打印安全承諾書》（簡化版，用圖畫+簡短文字），強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)。4練：分組練習(xí)“正確使用鏟刀拆模型”（用廢舊模型模擬，教師逐個(gè)指導(dǎo)手勢(shì)）；3記：背誦“三不原則”——不擅自開啟打印機(jī)、不拉扯打印中的線材、不徒手接觸剛打印的模型；03教學(xué)實(shí)施：從“興趣激發(fā)”到“深度探究”的遞進(jìn)式流程1情境導(dǎo)入：用“拆盲盒”喚醒探究欲（10分鐘）我通常會(huì)以“神秘模型盲盒”開啟課堂：提前用3D打印一個(gè)學(xué)生熟悉但拆分后“面貌一新”的模型（如拆分后的恐龍，零件包括帶尖刺的背甲、可活動(dòng)的下頜），用不透明盒子裝好?；顒?dòng)1：猜想與觀察：請(qǐng)學(xué)生輪流搖晃盲盒，猜測(cè)“里面可能是什么？”“拆開后可能有幾個(gè)零件？”；活動(dòng)2：拆解與記錄：邀請(qǐng)2名學(xué)生上臺(tái)拆解，其他學(xué)生用“觀察記錄表”（含“零件數(shù)量”“形狀特征”“連接方式”三欄）記錄；追問引導(dǎo)：“為什么背甲和身體之間有小凸起？”“下頜的小孔是做什么用的？”——自然引出“組合與拆分需考慮結(jié)構(gòu)匹配”的核心問題。3.2新知建構(gòu)：從“原理”到“操作”的具象化解析（20分鐘）1情境導(dǎo)入：用“拆盲盒”喚醒探究欲（10分鐘）2.13D打印的“分層”特性與模型拆分的底層邏輯用“疊餅干”類比3D打印原理：“打印機(jī)就像做千層餅干的師傅，一層一層堆疊材料，最后形成立體模型。如果模型太高或有懸空部分（如恐龍的尾巴），就需要‘支撐’來幫忙，就像餅干太酥時(shí)需要托盤托住。”由此引出拆分的核心原因：避免復(fù)雜支撐、降低打印失敗率、方便后期組裝調(diào)試。例如，一個(gè)帶長尾巴的恐龍若整體打印，尾巴處需大量支撐，拆分后單獨(dú)打印尾巴，可減少材料浪費(fèi)。1情境導(dǎo)入：用“拆盲盒”喚醒探究欲（10分鐘）2.2軟件操作：“組合”與“拆分”的工具使用以Tinkercad為例，通過“三步教學(xué)法”演示關(guān)鍵操作：拆分工具：選中模型→點(diǎn)擊“編輯形狀”→選擇“分割”→調(diào)整分割平面（用滑塊控制角度）→點(diǎn)擊“分割”，得到兩個(gè)獨(dú)立零件。組合工具：選中兩個(gè)零件→點(diǎn)擊“組群”（Group），系統(tǒng)自動(dòng)檢查是否有重疊；若需精確對(duì)齊，可使用“移動(dòng)”工具的坐標(biāo)輸入（如將車輪的Z軸坐標(biāo)設(shè)為車身高度的1/2）。易錯(cuò)點(diǎn)提醒：拆分時(shí)避免“過度分割”（如將一個(gè)立方體拆成10個(gè)小塊，增加組裝難度）；組合時(shí)注意“父子關(guān)系”（主零件與輔助零件的層級(jí)，避免移動(dòng)時(shí)錯(cuò)位）。3.3實(shí)踐探究：“任務(wù)驅(qū)動(dòng)+小組合作”的深度學(xué)習(xí)（40分鐘）1情境導(dǎo)入：用“拆盲盒”喚醒探究欲（10分鐘）3.1基礎(chǔ)任務(wù)：拆分與重組“經(jīng)典模型”提供3個(gè)預(yù)設(shè)模型（積木城堡、卡通水杯、機(jī)械手臂），要求小組完成：01第一步：分析模型：討論“這個(gè)模型為什么這樣設(shè)計(jì)？拆分后可能有哪些零件？”（如城堡的塔樓與底座需拆分，因塔樓較高易傾斜）；02第二步：軟件操作：在電腦上用拆分工具分解模型，導(dǎo)出STL文件并打?。商崆按蛴『?，節(jié)省課堂時(shí)間）；03第三步：實(shí)物組裝：用打印好的零件重新組合，記錄遇到的問題（如“塔樓和底座的接口太松，容易倒”）→討論解決方案（如“在接口處增加凸起和凹槽”）。041情境導(dǎo)入：用“拆盲盒”喚醒探究欲（10分鐘）3.2進(jìn)階任務(wù)：自主設(shè)計(jì)“功能型模型”在完成基礎(chǔ)任務(wù)后，提出開放性命題：“設(shè)計(jì)一個(gè)‘會(huì)動(dòng)的模型’，需包含至少3個(gè)可拆分零件，且組裝后能實(shí)現(xiàn)簡單功能（如開門、旋轉(zhuǎn)）。”01設(shè)計(jì)引導(dǎo)：提供“功能-結(jié)構(gòu)對(duì)照表”（如“開門”需要“門板+合頁+門框”，“旋轉(zhuǎn)”需要“轉(zhuǎn)盤+轉(zhuǎn)軸+底座”）；02協(xié)作要求：小組內(nèi)分工（1人負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)門板，1人設(shè)計(jì)合頁，1人總裝調(diào)試），強(qiáng)調(diào)“設(shè)計(jì)圖紙→軟件建模→打印→組裝→優(yōu)化”的完整流程；03典型案例：曾有學(xué)生設(shè)計(jì)“會(huì)下蛋的母雞”，將雞身拆分為上半部分（帶開口）和下半部分（可放置“蛋”的凹槽），通過磁鐵連接，既實(shí)現(xiàn)功能又提升趣味性。044拓展延伸：跨學(xué)科融合與創(chuàng)新遷移（15分鐘）4.1科學(xué)課聯(lián)動(dòng)：用拆分模型理解“結(jié)構(gòu)與功能”例如，在學(xué)習(xí)“植物的根、莖、葉”時(shí)，打印一株拆分的植物模型（根、莖、葉獨(dú)立零件），學(xué)生通過組裝觀察：“根的須狀結(jié)構(gòu)如何幫助吸收水分？”“莖的管狀結(jié)構(gòu)如何運(yùn)輸養(yǎng)分？”——將抽象的生物學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為可觸摸的結(jié)構(gòu)關(guān)系。4拓展延伸：跨學(xué)科融合與創(chuàng)新遷移（15分鐘）4.2社會(huì)課實(shí)踐：用組合模型還原“傳統(tǒng)工藝”結(jié)合“家鄉(xiāng)文化”主題，打印拆分的傳統(tǒng)建筑模型（如徽派民居的馬頭墻、飛檐、門窗），學(xué)生通過組裝討論：“為什么馬頭墻要設(shè)計(jì)成階梯狀？”“門窗上的鏤空花紋有什么寓意？”——在技術(shù)操作中滲透文化認(rèn)同。04評(píng)價(jià)與反思：從“結(jié)果”到“過程”的多元反饋1多維評(píng)價(jià)體系學(xué)生自評(píng)：填寫“學(xué)習(xí)成長卡”（示例：“我學(xué)會(huì)了用分割工具拆分模型”“我在組裝時(shí)發(fā)現(xiàn)零件接口需要更緊密”）；小組互評(píng)：從“協(xié)作效率”（是否分工明確）、“創(chuàng)新點(diǎn)”（模型是否有獨(dú)特功能）、“問題解決”（是否嘗試優(yōu)化設(shè)計(jì)）三方面打分；教師評(píng)價(jià)：關(guān)注“操作規(guī)范性”（如是否正確使用軟件工具）、“思維深度”（能否解釋拆分的原因）、“情感態(tài)度”（是否積極參與討論），用描述性語言反饋（如“你能發(fā)現(xiàn)齒輪齒數(shù)與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，體現(xiàn)了細(xì)致的觀察能力”）。2教學(xué)反思與優(yōu)化方向通過10輪教學(xué)實(shí)踐，我總結(jié)出以下改進(jìn)點(diǎn)：工具適配：低齡學(xué)生（3-4年級(jí)）更適合使用“3Done”的“一鍵拆分”功能，減少軟件操作障礙；高年級(jí)（5-6年級(jí)）可引入“Blender”的進(jìn)階拆分工具，挑戰(zhàn)復(fù)雜模型。時(shí)間分配：打印環(huán)節(jié)耗時(shí)較長（簡單模型需30-60分鐘），可采用“課前預(yù)打印+課堂組裝”模式，確保實(shí)踐環(huán)節(jié)的連續(xù)性。思維提升：增加“逆向工程”任務(wù)（如提供一個(gè)完整打印模型，要求學(xué)生通過測(cè)量、繪制草圖后再拆分），強(qiáng)化“從實(shí)物到數(shù)字模型”的轉(zhuǎn)化能力。結(jié)語：讓組合與拆分成為“創(chuàng)意生長”的土壤2教學(xué)反思與優(yōu)化方向回顧整個(gè)教學(xué)流程，“組合與拆分”絕不僅僅是