一、課程定位與教學目標：為何要教“組合與拆分”？演講人課程定位與教學目標：為何要教“組合與拆分”？01教學實施：從“興趣激發(fā)”到“深度探究”的遞進式流程02教學準備：從“工具”到“素材”的系統(tǒng)支撐03評價與反思：從“結(jié)果”到“過程”的多元反饋04目錄2025小學3D打印模型組合與拆分課件作為深耕小學科技教育領(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識世界、表達創(chuàng)意的工具。3D打印技術(shù)自進入校園以來，已從“新鮮事物”逐漸演變?yōu)椤俺Ｒ?guī)教學手段”，而其中“模型組合與拆分”這一核心操作，不僅是3D打印應用的基礎(chǔ)能力，更是培養(yǎng)學生空間思維、工程思維與創(chuàng)新意識的重要載體。今天，我將結(jié)合多年教學實踐與2025年最新教育理念，系統(tǒng)梳理小學階段3D打印模型組合與拆分的教學邏輯與實施路徑。01課程定位與教學目標：為何要教“組合與拆分”？1課程價值：連接“設(shè)計”與“制造”的橋梁3D打印的完整流程可概括為“設(shè)計-切片-打印-后處理”，而“組合與拆分”貫穿于設(shè)計與后處理的全環(huán)節(jié)。對小學生而言，直接設(shè)計復雜一體化模型難度較大，通過“拆分-設(shè)計零件-組合”的模塊化思維，既能降低學習門檻，又能強化對“結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性”的理解。例如，學生設(shè)計一個“會跑的機器人”時，需將其拆分為頭部、軀干、四肢等零件，分別設(shè)計后再組合，這一過程本質(zhì)上是在模擬真實工程中的“模塊化生產(chǎn)”思維。2學情分析：契合小學生的認知特點9-12歲學生的空間思維正從“直觀感知”向“抽象建構(gòu)”過渡（據(jù)皮亞杰認知發(fā)展理論），對“可拆解、可重組”的實物操作有天然興趣。我曾觀察到，當學生拿到一個3D打印的積木城堡時，85%的學生會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)。課程需順應這一特點，將“組合與拆分”轉(zhuǎn)化為可操作、可觀察、可反思的學習活動。3三維教學目標知識目標：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、布爾運算）”“拆分（分割、鏡像）”的操作邏輯。能力目標：能獨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（如處理零件錯位、支撐結(jié)構(gòu)沖突）。情感目標：通過合作完成組合拆分任務，體會“分工-協(xié)作-優(yōu)化”的工程思維樂趣；激發(fā)對3D打印技術(shù)的探索欲，感受“設(shè)計改變生活”的真實價值。02教學準備：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FDM3D打印機（推薦使用克里未知、創(chuàng)想三維等安全系數(shù)高的機型，噴頭溫度≤230℃）、帶觸控屏的教學電腦（便于學生直觀操作）、模型展示臺（可旋轉(zhuǎn)，輔助觀察結(jié)構(gòu)）。軟件：選擇界面簡潔、符合兒童認知的建模工具，如Tinkercad（自動生成支撐、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)問題打斷教學流程。2教學素材設(shè)計素材需遵循“從簡單到復雜、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）、動物簡筆畫模型（如兔子=球體+橢圓柱體+長耳朵），重點訓練“形狀匹配”。進階層：功能型模型（如可開合的盒子=盒體+盒蓋+轉(zhuǎn)軸）、機械結(jié)構(gòu)（如齒輪組=大齒輪+小齒輪+軸），重點訓練“運動關(guān)聯(lián)性”。挑戰(zhàn)層：跨學科模型（如結(jié)合科學課的“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+鏤空圖案層），重點訓練“綜合設(shè)計思維”。3安全與規(guī)則預演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”強化規(guī)范：2看：觀看《3D打印安全操作》動畫短片（重點演示“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），強化責任意識。4練：分組練習“正確使用鏟刀拆模型”（用廢舊模型模擬，教師逐個指導手勢）；3記：背誦“三不原則”——不擅自開啟打印機、不拉扯打印中的線材、不徒手接觸剛打印的模型；03教學實施：從“興趣激發(fā)”到“深度探究”的遞進式流程1情境導入：用“拆盲盒”喚醒探究欲（10分鐘）我通常會以“神秘模型盲盒”開啟課堂：提前用3D打印一個學生熟悉但拆分后“面貌一新”的模型（如拆分后的恐龍，零件包括帶尖刺的背甲、可活動的下頜），用不透明盒子裝好?；顒?：猜想與觀察：請學生輪流搖晃盲盒，猜測“里面可能是什么？”“拆開后可能有幾個零件？”；活動2：拆解與記錄：邀請2名學生上臺拆解，其他學生用“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：“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，就像餅干太酥時需要托盤托住。”由此引出拆分的核心原因：避免復雜支撐、降低打印失敗率、方便后期組裝調(diào)試。例如，一個帶長尾巴的恐龍若整體打印，尾巴處需大量支撐，拆分后單獨打印尾巴，可減少材料浪費。1情境導入：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“三步教學法”演示關(guān)鍵操作：拆分工具：選中模型→點擊“編輯形狀”→選擇“分割”→調(diào)整分割平面（用滑塊控制角度）→點擊“分割”，得到兩個獨立零件。組合工具：選中兩個零件→點擊“組群”（Group），系統(tǒng)自動檢查是否有重疊；若需精確對齊，可使用“移動”工具的坐標輸入（如將車輪的Z軸坐標設(shè)為車身高度的1/2）。易錯點提醒：拆分時避免“過度分割”（如將一個立方體拆成10個小塊，增加組裝難度）；組合時注意“父子關(guān)系”（主零件與輔助零件的層級，避免移動時錯位）。3.3實踐探究：“任務驅(qū)動+小組合作”的深度學習（40分鐘）1情境導入：用“拆盲盒”喚醒探究欲（10分鐘）3.1基礎(chǔ)任務：拆分與重組“經(jīng)典模型”提供3個預設(shè)模型（積木城堡、卡通水杯、機械手臂），要求小組完成：01第一步：分析模型：討論“這個模型為什么這樣設(shè)計？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，導出STL文件并打?。商崆按蛴『?，節(jié)省課堂時間）；03第三步：實物組裝：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情境導入：用“拆盲盒”喚醒探究欲（10分鐘）3.2進階任務：自主設(shè)計“功能型模型”在完成基礎(chǔ)任務后，提出開放性命題：“設(shè)計一個‘會動的模型’，需包含至少3個可拆分零件，且組裝后能實現(xiàn)簡單功能（如開門、旋轉(zhuǎn)）。”01設(shè)計引導：提供“功能-結(jié)構(gòu)對照表”（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人負責設(shè)計門板，1人設(shè)計合頁，1人總裝調(diào)試），強調(diào)“設(shè)計圖紙→軟件建模→打印→組裝→優(yōu)化”的完整流程；03典型案例：曾有學生設(shè)計“會下蛋的母雞”，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，既實現(xiàn)功能又提升趣味性。044拓展延伸：跨學科融合與創(chuàng)新遷移（15分鐘）4.1科學課聯(lián)動：用拆分模型理解“結(jié)構(gòu)與功能”例如，在學習“植物的根、莖、葉”時，打印一株拆分的植物模型（根、莖、葉獨立零件），學生通過組裝觀察：“根的須狀結(jié)構(gòu)如何幫助吸收水分？”“莖的管狀結(jié)構(gòu)如何運輸養(yǎng)分？”——將抽象的生物學知識轉(zhuǎn)化為可觸摸的結(jié)構(gòu)關(guān)系。4拓展延伸：跨學科融合與創(chuàng)新遷移（15分鐘）4.2社會課實踐：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），學生通過組裝討論：“為什么馬頭墻要設(shè)計成階梯狀？”“門窗上的鏤空花紋有什么寓意？”——在技術(shù)操作中滲透文化認同。04評價與反思：從“結(jié)果”到“過程”的多元反饋1多維評價體系學生自評：填寫“學習成長卡”（示例：“我學會了用分割工具拆分模型”“我在組裝時發(fā)現(xiàn)零件接口需要更緊密”）；小組互評：從“協(xié)作效率”（是否分工明確）、“創(chuàng)新點”（模型是否有獨特功能）、“問題解決”（是否嘗試優(yōu)化設(shè)計）三方面打分；教師評價：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)了細致的觀察能力”）。2教學反思與優(yōu)化方向通過10輪教學實踐，我總結(jié)出以下改進點：工具適配：低齡學生（3-4年級）更適合使用“3Done”的“一鍵拆分”功能，減少軟件操作障礙；高年級（5-6年級）可引入“Blender”的進階拆分工具，挑戰(zhàn)復雜模型。時間分配：打印環(huán)節(jié)耗時較長（簡單模型需30-60分鐘），可采用“課前預打印+課堂組裝”模式，確保實踐環(huán)節(jié)的連續(xù)性。思維提升：增加“逆向工程”任務（如提供一個完整打印模型，要求學生通過測量、繪制草圖后再拆分），強化“從實物到數(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教學反思與優(yōu)化方向回顧整個教學流程，“組合與拆分”絕不僅僅是