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《仿生设计制作与优化》教学设计
课题 《仿生设计制作与优化》 单元 第一单元 学科 劳动 年级 九年级
教材分析 本课在之前课堂讲解仿生设计的基础上，引导学生进行实践，通过三维建模技术实现设计案例的模型表现。课堂内容讲解了3D建模操作的具体过程和注意事项，引导学生学习简单的基本操作，能够将设计好的仿生案例制作优化出来。
学习目标 1、劳动观念：能正确理解劳动对于个人生活、家庭幸福、社会进步、国家富强和人类发展的意义，懂得劳动创造人、劳动创造财富、劳动创造美好生活的道理。2、劳动能力：掌握仿生设计制作和优化的具体步骤，简单的掌握3D建模。3、劳动习惯和品质：培养关注生活中仿生设计的习惯，养成善于观察的品质 。4、劳动精神：在劳动中不断追求创新，开拓自己的思维，树立奋斗、创新的劳动精神。
重点 掌握三维建模的基本操作步骤和技巧。
难点 将设计案例通过建模实现并完成适当的优化。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1、创设情境，揭示课题：一件优秀的仿生设计作品，通常能捕捉到模仿对象的一些独有特点，令人眼前一亮或会心一笑。在作品制作与优化过程中，需要努力表现出这些特点。仿生设计的实践过程中，三维建模是比较好的表现方式。按照设计图完成三维建模后，可以通过3D打印机打印出模型。作品制作完成后，还可以根据作品实物总结问题，优化改进设计，从而实现创意迭代。拓展延伸：简单了解3D建模视频播放师：今天老师与你们一起了解仿生设计如何制作和优化的过程。2、板书课题：《仿生设计制作与优化》 了解设计案例的实现可以通过三维建模完成。观看视频简单了解三维建模引出课题 通过观看视频的同时讲解案例实现可以通过三维建模完成，引发学生的思考，激发学生的学习兴趣；同时引出课题和讲解的内容。
讲授新课 仿生设计工具和操作步骤。1、选择建模工具。（1）在线三维建模：TinkercadA（2）三维建模软件：3D One、Solidworks等等。2、Tinkercad常用建模技巧：（1）精确控制尺寸：选中对象，点击控制20.00点后，可以输人精确的尺寸。在建模过程中应时刻检查模型的长、宽、高是否符合设计需求 （2）建模时，选中多个对象后，可以使用快速对齐功能，快速调整对象位置。（3）布尔运算：实心体与空心体的组合操作，可用“减法运算”实现“挖空”。（4）二维转三维：Tinkercad在线建模提供的“涂”功能可以快速将手绘平面图形转化为立体图形。拓展延伸：常用建模技巧1、能够用几何约束的，尽量不用尺寸关系。2、草图尽量简单，可以被多次引用也不见得是坏事。3、草图时尽量引用坐标轴和坐标面作参考。4、做特征时，能做拉伸完成的就不要采用放样。5、能够在零件环境形成的特征，就要避免在草图形成。二、具体案例劳动实践教师：根据前期设计，开始模型制作吧！我们来看看慧慧的仿生鸡爪造型玩具制作：从不同方面进行详细的讲解。模型设计：在三维建模软件中（以Tinkercad为例）完成造型的初步构造。制作把手：从基本形状库中拖出圆柱到舞台，将高度设为50厘米，圆柱直径设置为4毫米。教师提示：制作模型的时候，应尽量按照设计图去实现。特别要注意模型尺寸哦！制作鸡爪：从基本形状库中拖出圆球到舞台，并将长宽高分别修改为25毫米、5毫米、5毫米。通过与透明长方体组合的方式，完成一个脚趾的设计，再通过复制、旋转，完成鸡爪设计。将把手与鸡爪进行组合，根据需要调整把手的角度。使用“涂”工具绘制“鸡爪”的指尖，将指尖与“鸡爪”组合，使鸡爪造型更加形象。模型打印：导出的模型文件，需要先经过切片处理。然后就可以用3D打印机打印了。 教师：有同学对这个方案的设计提出了优化的建议： 提个建议，我觉得可以在鸡爪上设计凹槽，更容易挖动沙子。劳动评价：师：请同学们给自己本节课的表现打个分吧！评价内容达成情况经历从设计图到成品的全过程，体会设计的价值能根据设计图完成三维建模设计能使用3D打印机完成模型制作能够主动找出问题并进行优化改进劳动反思：1.在三维建模过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决问题的？（对工具熟悉度不高；观看教学视频，熟练软件、提高技术。）2.最后完成的模型作品与你最初的设计意图是否一致？出现了哪些误差？试着总结误差出现的原因。（零部件设计不太一致，尺寸有误差；在数据转换过程中造成误差）拓展延伸：3D建模制作小闹钟播放视频简单了解三维建模制作一件实物的过程 简单了解三维建模需要使用到的工具观察图片了解每个步骤的技巧阅读拓展资料思考仿生鸡爪造型玩具的制作。阅读详细的操作步骤思考优化的方面学生进行自我评价学生反思提出的问题，总结课堂。观看视频了解简单事物的制作过程。 通过简单介绍让学生先了解三维建模用到的工具。通过图片展示引导学生简单了解在实际建模操作过程中可以应用的建模技巧，通过图片搭配形象的了解。通过常用建模技巧的拓展资料引导学生阅读了解，在实操过程中避免出错也提高效率。通过详细的介绍具体鸡爪造型玩具的制作过程引导学生深刻的了解三维建模的步骤。通过自我评价引导学生总结这堂课的所得所感，正视自己的优缺点，在之后的课程中加以改正。通过反思活动引导学生回顾总结课堂所学的内容，巩固的同时也让学生认识到自己的不足，及时查漏补缺。通过拓展资料了解一个事物三维建模的完整制作过程。
课堂练习 选择一件仿生设计作品，与同学们分享它的优点以及你的改进建议等。如：仿照蝙蝠设计的雷达。优点：全天候、全天时能探测远距离目标，具有一定的穿透能力，不受雾、云和雨的阻挡。改进意见：雷达的天线结构可以进一步优化，可以尝试控制改变探测方向。 学生思考交流，完成课堂练习 引导学生总结课堂知识，发挥创新思维。
课堂小结 本节课我们了解仿生设计的制作和优化，简单学习了3D建模技术，尝试通过3D打印技术将我们的设计作品展示出来，总结反思三维建模的设计过程。 总结 对本节课内容进行总结概括。
板书 仿生设计制作与优化建模工具建模技巧模型设计 模型打印
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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