初中信息技术青岛版第五册第三单元 畅游3D世界第13课 实体变形巧做环保箱教案及反思

环节名称

活动设计（任务、步骤、要求、成果）

第一环节

生活发现

 

一、生活情境

1.大家都知道垃圾分类吗？垃圾分类有什么优点？

2.常见垃圾是怎样分类的？

3.你平时能主动做到垃圾分类吗？

垃圾分类是对垃圾收集处置传统方式的改革，是对垃圾进行有效处置的一种科学管理方法。人们面对日益增长的垃圾产量和环境状况恶化的局面，通过垃圾分类管理，最大限度地实现垃圾资源利用，减少垃圾处置量，改善生存环境质量。可回收垃圾主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类；不可回收垃圾包括厨余垃圾和其它垃圾等。

很多同学反映家里和社区里都没有分类的垃圾箱，那这节课我们就帮忙来设计一个吧。

二、问题提出

1.讨论问题

（1）分类垃圾箱主要用到什么实体？

（2）需要对实体做什么样的操作？

2.生成问题

“同学们的问题很多，咱们一起分析，哪些问题对于制作分类垃圾箱有用？”

评价哪些小组讨论的问题有下面几个，并给予表扬。

（1）垃圾箱的内筒怎么产生，需要用一个小一点的六面体做减运算吗？(不好移动定位)

（2）垃圾箱上的标志做起来比较难？

（3）垃圾箱边缘太厚容易挂住垃圾，但是太锋利又容易伤人怎么办？

三、我的设想

1. 选取1-2个小组，汇报本小组对以上几个问题的解决方案。
2. 教师由学生提出的方案总结引导进入本课新知识。

第二环节

庖丁解牛
 

一、探究实体另类变形：抽壳和浮雕

刚才，大家分析出了要做抽壳、浮雕等等，下面咱们一起来学习这些操作技巧。

1. 抽壳命令：抽壳命令分为向外抽壳和向内抽壳。

在抽壳命令对话框中厚度设为正值，表示向外偏移,当前实体的外表面抽壳后变成实体的内表面；厚度负值，表示向内偏移，当前实体的外表面在抽壳后仍然为实体外表面。

尝试使用“圆柱体”和“抽壳”命令实现杯子主体造型，如右图。

2. 浮雕命令：对于一些难以利用“草图绘制”或者“基本实体变形”等方法创建的复杂造型，如右图为北京2022冬奥会纪念币的图案造型,你可以试试创作一个吗？
3. 刚刚学习的抽壳、浮雕，我们下面创作分类垃圾箱时马上就会用到，大家讨论一下，还会用到哪些技能呢？

一、制作分类垃圾箱主体

圾箱主体部分可以使用六面体抽壳的方法来制作箱体，另一个箱体可以通过“镜像”来制作。

步骤：

1. 创作一个长20、宽20、高40的六面体，对顶面进行抽壳，厚度-0.5，开放面选上方。
2. 选择开口处边缘外侧边线，利用圆角命令，设置宽度为0.2的圆角，点击左上角对话框中边的输入框，然后点击选择开口处另外三条外侧线，完成全部设置。

选择开口处边缘内侧边线，利用倒角命令，设置宽度为0.3的倒角，点击对话框中的边的输入框，然后点击选择开口处另外三条内侧线，完成全部设置,如右图：(引导学生思考宽度为什么设0.3，可以更大一些吗？)

3. 
   
   制作一个六面体，一个面的中心点和箱体右侧面中心点对齐。然后调整为长12、宽3、高40，如下图：
4. 选择新六面体的上表面，点击“DE面偏移”，使高度增加6，如右图：

5. 
   拖动复选框，选中两个实体，利用镜像命令，方式选平面，选择箱体的左侧面，创作出箱体镜像，组成完整的分类垃圾箱体，如下图：

6. 点击左侧工具栏中的“特殊功能—浮雕”，选择“不可回收”标志的图片；“面”选择左侧箱体的前面； “最大偏移”为-1，若为正值会陷入箱体内；“宽度”为15(需要小于所选面的宽度，否则显示不完整)；原点选择箱体前面的中心点(会自动吸附)；“分辨率”设为0.02(最低0.015)。

7. 利用同样的方法，在右侧箱体上做“可回收”标志的浮雕图，完成后效果如右图：

二、制作分类垃圾箱的顶盖

分类垃圾箱的顶盖部分分为拱形造型和横版造型，可以分别制作完成。

步骤：

1. 制作一长46、宽20、高3的六面体，放于垃圾箱体的两个支架上。
2. 制作一长46、底面半径10的圆柱体，并旋转至水平；然后制作一长50、宽20、高3的六面体，动态移动使其和圆柱体重叠，如右图：
3. 利用“实体分割”命令将顶端造型分割出来，“基体”为“圆柱体”，“分割”为“六面体”，分割后，圆柱体会被分割为3层。
4. 选取最上面一层弓形实体的下底，利用吸附功能，吸附到垃圾箱的顶面，使其成为垃圾箱顶盖。

引导学生思考，用上节课学习的布尔运算可以实现吗？如何做？

三、制作分类垃圾箱的底部支架

分类垃圾箱的底座很简单，可用一个六面体和带斜面的六面体组合完成。

步骤：

1. 在分类垃圾箱主体底面中心对齐创建一个长40、宽16，高2的六面体。
2. 复制上一步的六面体到旁边，然后利用“特殊功能—椎削”将4个侧面做成斜面：基准面即不变的面选上底；椎削因子即对立面和基准面的比例，可为正或负值，用来决定椎削的方向，设为1.2；椎型筒调节的高度设为-2，用来决定四周斜面的角度。如下左图：
3. 
   这项操作还可以用“特征造型—拔模”功能来实现：方向设为向上，用来确定不变的基准面为顶面；角度设为-50，用来决定四个斜面的角度。如上右图：(教师提示：拔模还可以针对一个侧面或者一条棱线，学生尝试。)

引导学生思考，还可以怎样实现四周的斜面？学生分组讨论，教师总结(倒角、拉伸都可以)。

4. 利用吸附功能，将产生的六面体顶面吸附到垃圾箱底面。动态移动垃圾箱整体放于平面上，最终效果如下左图，可鼓励学生自主选择着色。

第三环节

学以致用
 

一、创意研究

1. 垃圾分类是当前最需要人们关注的环境问题之一，各个国家对本地垃圾的资源利用和处理方式不同，对垃圾的分类情况也不相同。如德国一般分为纸、玻璃、金属和塑料等；澳大利亚一般分为可堆肥垃圾、可回收垃圾、不可回收垃圾；日本一般分为塑料瓶类、可回收塑料、其他塑料、资源垃圾、大型垃圾、可燃垃圾、不可燃垃圾、有害垃圾等。根据垃圾分类的不同，分类垃圾箱也有很多样式，请参照下图尝试使用3D One软件自己设计一个既美观又实用的分类垃圾箱。
   
   
2. 灵活使用布尔运算，尤其是减运算，可以做出分类垃圾箱需要的框架；
3. 弧形边缘可使用圆角功能，或者“特殊功能—圆柱弯折”来实现。
4. 箱体利用抽壳功能来完成，有的箱体没有开放口，或者开放口的形状不是整个面。这时可以利用“抽壳”命令，不选“开放面”来掏空箱体。如下图所示，六面体在线框模式下可以看到内部已被掏空，而表面没有开口。

二、合作交流

    小组讨论，制定方案，并制作。

三、快乐分享

    根据制定方案进行设计制作，完成后进行展示评价。

第四环节

收获展望

一、我的收获

通过本节课的学习，你有哪些收获？和大家一起分享一下吧！

（会对实体进行抽壳、分割、椎削、拔模、圆角、倒角等操作；会利用图片创作浮雕；对于3D设计中的操作会灵活使用多种不同方法来完成。）

二、拓展延伸

    通过对分类垃圾箱的制作，你还认识了哪些3D One常用组件和它们的作用？你还有哪些新奇的想法想要实现？