关注
0
粉丝
1
帖子
GADZAD
03月30日

逆行天使,“疫”呼百应 ——盒子剧场设计与制作

【【【内容有大量修改,请以文档为准】】】

一、基本信息

课程名称:

逆行天使,“疫”呼百应 ——盒子剧场设计与制作

设计教师:

深圳市水田小学 罗鑫强
深圳市坪山外国语学校 张凯敏
深圳市桂园小学 李谷

授课年级:

五年级至初中学生。

课时安排:

5课时,每课时90分钟。

涉及器材:

掌控板2.0*1、掌控板1.4*1、掌控宝*1、盘古斧扩展板*1、 MP3模块*1、电机*5、高亮LED灯带*100cm、全彩LED*1、触控板*2、L298N驱动模块*3、IO HUB 6in1*1、彩色无纺布若干、胶合板若干、 PLA耗材若干、杜邦线若干、彩笔一套、热熔胶若干

涉及工具:

激光切割机、3D打印机、热熔胶枪

涉及软件:

mPython、LaserMaker、Autodesk Fusion 360、Simplify3D、Inkscape

文件清单:

激光切割图纸.zip、3D模型汇总.zip、教学设计.pdf、程序代码(遥控端).zip、程序代码(执行端).zip、【有大量更新,请以附件为准】

二、作品内容

  • 项目背景

因为新型冠状病毒的肆虐,全国人民正直面一场严峻的战役。这场战役没有硝烟弥漫,却需要前赴后继;没有枪林弹雨,却需要无所畏惧。

这期间,涌现了太多的逆行天使,也发生了太多的感人故事。为了严格防控疫情,我们的医护人员、人民警察、社区志愿者、基层教师、环卫工人、快递小哥都在尽自己的努力和职责,奋战在抗疫一线······虽身处不同岗位,却共同构筑起了抵御疫情的坚固防线。

作为一名义务教育阶段的学生,我们不能上一线为天使们排忧解难,但是我们可以为他们加油鼓劲。请你选择一位“逆行天使”用“盒子剧场”的方式,记录他/她的感人故事吧!

  • 项目任务

利用所给材料制作一个尺寸长、宽、高均不超过300mm的“逆行天使”抗疫故事,剧情演绎在一分钟内的盒子剧场。

  • 项目过程

设计过程有各种各样的类型,但是大多数都包含同样的基本步骤,如图一所示,本项目将指导学生遵循结构合理的设计过程,它为形成的最佳解决方案提供了框架结构,遵循设计过程的行动本身帮助学生建立了解决问题的能力和逻辑。

这个过程的本质是迭代性的,教师需要指导学生在这些步骤中循环的推敲,在明确最后设计方案之前,需要在不同步骤之间转换。


图一 工程设计过程

①、明确问题和制约因素。从任务解析中学生需要提炼任务的三个信息:

(1)舞台剧本的编写—— 时长一分钟;剧本的主角是谁?有多少个人物?故事线是什么?采用的叙事顺序是什么?

(2)舞台盒子以及人物的外形、尺寸设计——在规定尺寸内,舞台的样式有哪些?人物的外形设计尺寸是多少?舞台与人物比例控制在什么尺寸视觉效果最好?

(3)机械部件的分配使用。机动零件有限,根据故事情节哪些人物是静止的,哪些人物是动态的?舞台效果的运作是否需要用到传动器械?

②、调查研究。搜索相关资源,“逆行天使”的故事都有哪些典型事迹?关于舞台的设计和造型都有哪些可借鉴和参考?人物形象设计上都有哪些方法?

③、提出方案。经过前期的一番调查与研究,学生搜集到大量解决“舞台盒子”的方法,这个环节将让学生以小组为单位进行“头脑风暴”,将这些信息融合在一起,并从中加入更多创新性的设计。

④、选择方案。根据“头脑风暴”的讨论结果,完成表一。


⑤、制作原型。小组按照设计的方案进行盒子剧场的创作,同时参考inkscape常用操作提示、mpython编程锦囊,利用lasermaker完成盒子剧场的人物创作和舞台外形制作。

⑥、测评与优化。对比lasermaker“一键成盒”和inkscape绘制的盒子在木板铆合准确度方面的差距,外形设计上雕刻与切割的比例,及时调整方案,再一次进行原型的设计和制作。

⑦、交流与反思。完成项目后填写表二presentation list,并以小组形式展示。


表二 presentation list

  • 课时安排


  • 反思与评价

帮助学生理解和掌握解决问题的方法,培养学生良好的合作能力,提高社会实践技能。本项目设置的任务允许有多种可行性和创造性的解决方案,同时在解决问题的过程中,引导学生认识到错误本身是学习中非常有价值的部分。

张凯敏老师:

帮助学生理解和掌握解决问题的方法,培养学生良好的合作能力,提高社会实践技能。本项目设置的任务允许有多种可行性和创造性的解决方案,同时在解决问题的过程中,引导学生认识到错误本身是学习中非常有价值的部分。

学生在参与“疫呼百应”的项目过程中,从讨论、设计、开发、制作、研究,每一个环节都能看到他们的进步,教师作为项目的指导者,并不是说告诉完成学生这个项目的所有答案,而是引导学生一步步去靠近答案。

完成这样一个STREAM&PBL项目,需要准备很多、具备很多超出已有的学科知识,培训学生应用Inkscape软件、Arduino编程、激光切割机、3D打印机······同时,我们希望给学生传达一个概念,做项目的目的,是为了应用所学的知识去解决生活中的真实问题,并不是做完了项目,这个知识就再用不上了。

同时,让学生在做项目的过程中学会质疑,敢于推翻原有的设计和拥有不怕从头再来的勇气,严谨地做科学、做学问,这是我们做项目最需要传达给学生的一种学问态度。

罗鑫强老师:

1、 编程

要在学生刚开始接触编程的时候就养成先设计程序的功能框架,然后再进行代码实现的良好习惯。设计代码框架应该使用学生最熟悉的纸笔,辅以程序流程图或者思维导图来完成。随后思考相应功能需要使用到那些硬件,有什么功能实现起来有困难需要舍弃或者用相似方案替代的。最后才是程序的编写。在程序编写好每一个功能后都应该进行测试和保存,不要等到程序全部编写完毕后再进行测试,这样会增加DEBUG的难度。在调参阶段要合理运用纸笔记录需要调整的参数值,尽量在短时间内完成调参。调参阶段能在编程方面进行调整的就不要区调整硬件,以免带来更多的不确定性。

2、 3D建模、打印

3D建模应该和编程一样先明确模型的功能,再对模型进行初步构思,最后一步才是动手建模,在使用Fusion360 进行建模的时候,要提醒学生尺寸以测量结果为准,不要主观臆测。建模时应该要考虑到打印机可打印尺寸的大小,尽量将每个零件尺寸控制在合理范围,避免需要切割打印的情况发生。切片时要留意打印需要的时间和材料克数,如果时间太长可以尝试增加层厚。如果克数明显高于打印机剩余材料克数则应该及时换料,尽量避免出发断料报警然后再换料的情况发生,以免两卷材料之间的差异导致收缩率不一。

李谷老师:

①、 剧本编写

学生在编写剧本时容易天马行空,需要及时提醒他们剧本的最终是要实现的。在编写剧本时就需要考虑使用什么工艺来制造道具、使用什么方法来实现功能。这里还需要不断提醒学生及时运用工具将想法固化下来,以免过后遗忘。

②、 材料整理

中小学生难免有丢三落四的情况发生,特别是多人合作人物容易出现“三个和尚没水喝”的情况——你不管我不管最终材料没人管,用的时候要什么没什么。因此从项目一开始就要给他们准备好一个收纳筐,用来收纳项目中使用的物品。同时还要指定一人负责小组内所有物品、材料的而归纳整理。

  • 设计与改善设计

本项目基于STREAM&PBL 任务设计理念展开,鼓励学生通过尽可能真实的实践去探索和解决问题。

通过学科交叉渗透让学生在合作探究中提升能力。在教学实施过程中,学生在探究过程中打破学科界限,充分运用所学知识,体验成功的乐趣,同时为进一步提升奠定坚实的基础。

由于本项目所涉及到的操作软件较多和编程难度较大,教师在内容设计方面需要有更强的指向性,让学生明白需要解决的问题是什么、路径有哪些,给学生指明方向,并加以引导,同时可汇编操作手册和编程指南,提高学生自学能力。

  • 要素对接

STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)英文首字母的缩写,但STEM教学并不是简单的四门学科的线性叠加,它更注重把不同领域的学科知识和技能以解决真实问题中高效整合、运用和迁移,在此基础上,本项目进行了扩展,加了“A”艺术(Art)、“R”读写(Reading)。


  • 总体教学目标

1、掌握掌控板编程以及多种传感器、执行器的使用

2、掌握激光切割、3D建模技术

3、掌握剧本编写的基本技巧以及作品外形的艺术设计技巧

4、体验小组合作的过程以及成功带来的乐趣

5、感受在PBL模式下多种知识、综合性技术融合运用带来的

  • 课堂教学

第一课时

本课时教学目标

学生通过视频了解为了战胜新型冠状病毒肺炎,警察、医生、护士等一线人员做出的牺牲和贡献。
学生清楚本课程的具体项目任务
学生能够团队合作完成剧本构思与编写

本课时涉及材料

A4纸、签字笔

本课时涉及软件

Xmind思维导图软件

本课时学习材料

1、战役短片《繁星》(视频来源:B站UP主Howie-,已授权)
2、《七十七》(视频来源:人民日报)

课程导入

播放战役视频《繁星》
微课抗击新冠肺炎,各行各业都付出了很多,作为学生的我们能够做些什么?

新授指导

教师活动:
1、明确本课程的总体任务:利用所给材料制作一个尺寸长、宽、高均不超过300mm的“逆行天使”抗疫故事,剧情演绎在一分钟内的盒子剧场。
2、在学生进行剧本创作时提供指导意见

学生活动:
1、完成分组以及组内分工
2、完成剧本构思、用思维导图明确盒子剧场出场人物、剧场布置等各项具体指标

课程评估

活动前:
就学生对“抗击新冠肺炎中哪些人做出了杰出贡献?”,“作为一个学生,我们能为这些英雄们做些什么?”等问题做问卷调查

活动中:
在学生进行剧本构思、剧场设置的过程中,教师不断巡视并记录学生参与热情、团队协作情况、任务完成进度进行量化评分

活动后:
1、对学生所创作的盒子剧场核心思想是否正面进行评价
2、对学生所创作的盒子剧场进行剧情合理性评价
3、对学生所创作的盒子剧场是否有易于工程建造的设计进行评价
4、对学生所创作的盒子剧场是否有故事性、美观程度进行评价

第二课时

本课时教学目标

学生能够利用3d建模技术完成人物、舞台以及其他机构的数字化设计及搭建

本课时涉及材料

PLA耗材

本课时涉及工具

3D打印机

本课时涉及软件

Autodesk Fusion 360 3D建模软件、Simplify3D 模型切片软件

本课时学习材料

Fusion360 基础操作指导(见附件)

教学导入

相信在第一课时同学们都设计了各种有趣的、有特色的人物、场景对不对?怎么样把他们变成可以拿在手上、放在剧场里的实物呢?接下来的两节课老师会教大家两种方法:3D打印和激光切割。这节课我们先学习怎么样用3D技术来打印你设计的人物和场景。

新授指导

教师活动:
1、讲解Fusion 360操作方法
2、个别指导建模时有疑问的学生
3、对学生设计的模型进行可打印性评估并给出指导意见

学生活动:
1、学习Fusion 360软件的基本操作
2、团队协作建立各自所需人物、场景的3D模型
3、使用3D打印机开始打印设计好的模型

课程评估

活动前:
对学生了解3D建模技术的了解情况进行口头问答评估

活动中:
学生在设计模型时,教师对学生建模技术的掌握情况、建模热情以及在遇到问题时学生的处置方式、教师给出建议后的模型改进进行巡视观察

活动后:
1、学生小组内对打印出来的模型的组内学生评估以及改进方案
2、小组之间互相总结在3D建模中自己总结的小知识小技巧或者遇到的问题解决方法分享

第三课时【详见文档】

本课时教学目标

激光切割

本课时涉及材料


本课时涉及软件


本课时涉及工具


本课时学习材料


第四课时【详见文档】

本课时教学目标

完成盒子剧场程序编写

本课时涉及材料

掌控板以及相关外设

本课时涉及软件

mPython

本课时涉及工具

PC、数据线

本课时学习材料

mPython编程锦囊

第五课时【详见文档】

本课时教学目标


本课时涉及材料


本课时涉及软件


本课时涉及工具


本课时学习材料


教师作品演示:


附件:












2

点赞

272 次阅读3 条评论1 条回复2 人赞1 人订阅
3条评论