柳雪翠
山东省乳山市畅园学校 山东省 乳山市 264500
中国是最早发明纸的国家，在我国，纸艺文化有着悠久的历史和传承。纸艺课是中小学生综合实践活动课程中最受欢迎的课程之一，传统的纸艺课程以剪纸、折纸、衍纸画等课程为主，不仅可以让学生感受传统纸艺文化的魅力，还可以培养学生的审美情趣，设计能力以及动手能力。纸艺讲究心灵手巧，颇让一些手拙的同学苦恼，荀子的《劝学》中有言，君子生非异也，善假于物也，在数字化时代，手巧不足，技术来补，从手工到数字手工，只要善于运用数字化的工具进行设计和加工，手拙的同学也能做出漂亮的纸艺作品。
2018年，北京景山学校的吴俊杰老师组织熟悉的教师朋友组建了开源课程团队——“吴俊杰和他的朋友们”，致力于开发一系列低成本甚至零成本的创客教育普惠课程，随后，吴俊杰老师和张妍老师开发出了首批课程中的《3D纸模型》课程，该课程根据教育部《中小学综合实践活动指导纲要》信息技术推荐活动二维和三维的任意变换编写，3D纸模型实际上就是一种立体（三维）与平面（二维）之间的相互转换，它体现的是立方体与表面的关系，3D纸模型课程是实现STEAM教育理念的很好的载体，也给学生展现一种低成本的“创意物化”的方式。
本文中的案例，用一节课来展示和体验3D纸模型的设计与制作流程，不仅可以用作社团活动指导课3D纸模型课程的一个体验课，也可以作为张妍老师即将开发出来的3D纸模型提高组——建筑主题课程的一节引导课，针对有一定计算机操作基础的学生初步体验3D纸模型的制作过程，感受3D纸模型的魅力。
一、教学内容分析
本节课改编自《3D纸模型》课程中的第十七课——开心农场，制作一个3D小屋模型，学生将在本节课中体验到从3D模型的建模到纸艺大师展开模型，再到亲手粘贴纸模型的过程，体验这个过程中二维到三维再到二维再到三维的变化，也可以通过画笔亲手装饰自己制作的小屋。
二、学习者分析
本节课的授课对象为五年级的学生，学生在五年级的数学学习中已经开始初步接触立体几何的内容，开始学习长方体与正方体的展开图等知识，并且有一定的动手能力，3D纸模型课程可以给他们一种别样的实现创意的方式。
三、教学目标
1.知识与技能目标
了解3Done是一种3D建模软件，了解3Done的一些简单的操作，知道需要导出stl格式的文件；
了解纸艺大师（Pepakura Designer）是一种可以把3D模型展开成二维图纸的软件，了解纸艺大师中的展开操作，知道纸艺大师展开出的图纸可以进行简单的调整，方便的裁剪和制作；
认识折线和剪切线，认识粘贴面（襟翼），通过划痕、裁剪、弯折、粘贴、上色制作一个3D纸模型。
2.过程与方法目标
通过纸艺大师展开3D模型并制作一个3D纸模型体验二维和三维的相互转换，初步培养学生的空间想象能力，培养学生的动手操作能力。
3.情感态度与价值观目通过制作3D纸模型标
通过学习感受用3D纸模型进行创意物化的乐趣，养成积极参与、乐于动手、认真专注的工匠精神，通过装扮小屋，培养学生的审美情趣。
四、教学重点
1.对折线和剪切线的处理；
2.在弯折的过程中初步形成小屋的轮廓；
3.粘贴纸模型。
五、教学难点
1.在弯折的过程中初步形成小屋的轮廓；
2.粘贴制作3D纸模型。
六、教学准备
1.耗材准备
A4卡纸（160g）打印每人1张，回形针每人1个，速干白乳胶1瓶（120ml），剪刀每人1把，尺子每人1把，彩笔每人1套。
2.必备软件
3Done、纸艺大师
七、内容框架
八、教学过程
1.课前准备
教师检查学生到位情况；分发耗材；提醒学生检查耗材。
2.引入
教师播放课前视频
师：刚才同学们观看了老师播放的视频，视频中的作品，老师带来了3件，（教师展示纸模）下面请几位同学摸一摸，它们都是什么材质的？
学生触摸作品，并回答。
师：这些作品都是老师制作的3D纸模型，同学们想不想制作一个3D纸模型呢？同学们，制作这样一个纸模不仅需要高超的技巧，也需要很长的时间，而我们现在还是零基础，所以，我们还是从最简单的小屋做起，逐渐熟悉制作纸模的流程和技巧，相信通过一段时间的学习，同学们也能制作出漂亮的纸模。
3.3D纸模型制作简介
教师播放课件；
师：在制作我们的小屋之前，老师先来介绍一下3D纸模型，3D纸模型属于数字手工的范畴，所以它的制作不仅需要一双巧手，也需要数字化的设计，它不仅可以将我们在电脑上的3D创意设计变为实物，也可以作为开源硬件作品的外壳。下面由老师来介绍一下3D纸模型的制作流程。
4.建立小屋3D模型（教师演示）
师：首先，我们来建立小屋的3D模型，软件用到3Done，3Done是国内首款青少年三维创意设计软件，其智能简易的3D设计功能，能轻松将我们的创意变为现实，由于老师并不知道大家之前有没有用过3Done，下面就由老师来给大家演示建立小屋的3D模型。
教师演示操作过程，学生观看。
操作步骤：
（1）打开3Done；
（2）单击多面骰子的上面；
（3）找到草图绘制中的多段线工具，单击，绘制小屋的侧面轮廓；
（4）单击小屋侧面轮廓，拉伸，形成小屋的实体；
（5）保存；
（6）导出stl格式的文件。
5.展开3D模型（教师演示）
师：现在，小屋的3D模型有了，我们如何将它由虚拟的模型变为现实的模型呢？下面老师给大家介绍一个非常实用的工具——纸艺大师，它是一款能够将3D模型展开成二维图纸的软件，而且操作非常简单；
教师演示制作小屋的二维图纸，学生观看。
操作步骤：
（1）打开纸艺大师；
（2）导入小屋stl文件；
（3）展开，形成小屋的二维图纸；4.对图纸进行简单的调整；（我们为什么要将图纸进行调整呢？这是因为大多数情况下，纸艺大师展开的图纸并不完美，有时为了方便我们后续的制作，需要将一些面进行一些简单的拆分和重组，比如，将被割裂的表面重新组合，同一条边上的粘贴面组合到一起。）
（4）导出小屋pdf格式的小屋图纸。
师：我们已经完成了小屋的图纸，接下来，只需要将图纸打印出来就就是同学们手中的图纸了，实际上，我们市面上卖的很多3D纸模型的图纸都是用纸艺大师展开的，通过我们的学习，在以后，我们也可以做出自己独有的图纸。
6.制作小屋3D纸模型（学生操作）
师：请同学们拿出我们课前分发的图纸，感受一下纸的材质，与我们常用的纸一样么？
学生触摸感受卡纸并回答。
师：对的，不一样，这是一张卡纸，它比我们常用的纸要硬要厚，更结实，更适合我们制作纸模型，我们现在用的卡纸是120g卡纸，而我们常用来打印的A4纸是70g，纸的g数表示1平方米纸的重量，所以，g数越大的纸张越厚，
接下来就可以开始我们3D小屋的制作了，下面请同学们拿出手中的任务单；
制作过程总共分为五步，划痕、裁剪、折叠、粘贴、上色；
（1）划痕
请同学们拿出图纸，我们看一下，图纸上有几种线？
首先，我们对虚线进行处理，同学们拿出我们课前发放的曲别针，用尺子比着，在所有虚线出划出一条痕迹，注意不要划破；
（2）裁剪
接下来我们对实线进行处理，在我们的图纸中，实线叫做剪切线，顾名思义，它是用来裁剪的，同学们拿出剪刀，开始沿着实线剪切吧；
（3）弯折
同学们，我们刚才对虚线和实线进行了处理，我们知道实线是剪切线，那虚线是什么呢？
是折线，就是弯折的意思，现在同学们拿出裁剪后的图纸，让有虚线的一面面向自己，然后沿着虚线向下弯折大概90°，注意：弯折后，虚线是凸在外面的。
弯折好的同学们有没有发现，不知不觉间，小屋的3D轮廓已经形成了呢？
注意，要把粘贴面放在小屋表面的下面，这样不影响美观。
（4）粘贴
现在同学们就可以进行粘贴了，将白乳胶捏出少许在我们剪下来的白纸上，用曲别针蘸取少量白乳胶均匀涂抹的粘贴面上，一定不要涂太多，然后，将粘贴面与相邻表面粘合，可以用手在粘贴的地方捏一下，粘贴更牢固。
（5）上色
完成小屋制作的同学现在可以对小屋进行装饰了，可以画出小屋的门窗，可以画一些图案装饰，给小屋增加一下色彩。
6.任务评价
教师组织学生展示制作的3D小屋纸模型，并作出评价，完成小屋的评比，选出本节课最优秀的小建筑师。
7.课堂总结
（1）学生对本节课所学的内容进行总结；
（2）教师展示本节课的内容框架，教师对本节课学生的表现进行总结；
师：同学们，3D纸模型是将我们的创意设计变为现实的一种非常好的方式，仅仅用我们常见的材料就可以将我们的3D创意实物化，就像老师手中的这个小方盒子，简单，有趣，实用；大家都知道，我国是基建狂魔，在巨大的成就的背后，是许多设计师的才华和汗水，随着技术的快速发展，在越来越智能化的未来，或许，在座的同学们就会有人成为未来智能城市的设计师。
九、总结
本节课为威海市第八届中小学生科技节的公开课，受课节时长限制，本节课将建模和展开的过程改为教师演示，粘贴3D纸模型的过程以学生体验为主，通过一节课的时间，让学生了解设计制作3D纸模的整个过程。3D纸模型课程设计的初心不仅在于向学生展示二维与三维的转换，培养学生的空间想象能力，动手操作能力，细心耐心以及审美情趣，更重要是，它向学生传达了一种转换的思维方式和数字化思维，让学生在解决问题中学会如何扬长避短，如何通过数字化的工具解决问题。