《“三維球”的使用》案例

《“三維球”的使用》教學(xué)案例【教學(xué)內(nèi)容】科教版高一新教材第三章第一節(jié)“三維球”的使用（高一年級第一學(xué)期）Ⅰ、教案一、【教學(xué)任務(wù)】“三維球”是上海市二期課改科教版高一新教材第三章第一節(jié)CAXA軟件有關(guān)常識性的內(nèi)容，在學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容之前，學(xué)生已了解了圖素、零件的簡單制作方法等基礎(chǔ)知識。在零件制作和裝配中，要使圖素相對于其他圖素準(zhǔn)確定位，“三維球”是理想的工具。學(xué)會“三維球”工具的使用，對于零件制作和裝配是非常重要的。教材編寫從問題入手，讓學(xué)生學(xué)習(xí)“三維球”的操作知識，通過習(xí)題練習(xí)進(jìn)行操作，學(xué)會用“三維球”工具制作與裝配零件。為了完成教材規(guī)定的這一教學(xué)任務(wù)，本節(jié)課的授課過程將采用學(xué)生自學(xué)，教師指導(dǎo)，綜合練習(xí)的教學(xué)形式進(jìn)行。二、【教學(xué)目標(biāo)】1知識與技能·知道“三維球”上各手柄的作用。·學(xué)會用“三維球”使圖素移動、旋轉(zhuǎn)、定位操作。2過程與方法在自主學(xué)習(xí)的過程中，培養(yǎng)從多渠道獲取知識的能力，提高自己獨(dú)立思考、分析和解決問題的能力。3情感，態(tài)度和價(jià)值觀培養(yǎng)認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)合作交流，勇于探索的精神。三、【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】【教學(xué)重點(diǎn)】學(xué)會用“三維球”使圖素移動、旋轉(zhuǎn)、定位操作?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】“三維球”與圖素間的調(diào)整。四、【器材與資源】【學(xué)習(xí)器材】每人一臺電腦，安裝CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件，教師電腦，投影儀。【學(xué)習(xí)資源】CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)教材，“三維球”資料。五、【教學(xué)過程】教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖情景引入電腦示范操作：回顧上節(jié)課中圖素和零件的簡單制作方法。提出問題：零件的制作和定位如何操作？（如下圖１、２）１２在設(shè)計(jì)環(huán)境中取出“三維球”，簡單介紹“三維球”能使圖素定向、定位的作用。（下圖）板書：三維球的使用觀察教師的操作。對上節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)。對提問內(nèi)容進(jìn)行思考，意識到以往所學(xué)知識，無法完成這個(gè)零件的裝配定位。通過教師引導(dǎo)，查找教材、計(jì)算機(jī)中“軟件幫助”欄目等，知道用“三維球”工具對圖素、零件進(jìn)行裝配十分方便?！?fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容，可以吸引學(xué)生注意力，激發(fā)興趣，并為后面的案例分析做鋪墊。·創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境，采用提出問題的方法來切入新課的內(nèi)容，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)新內(nèi)容的強(qiáng)烈愿望。新課教學(xué)觀察思考：“三維球”的球體各手柄的位置，有何作用、如何操作。問題1：如何使兩圖素作相對移動。（下圖１、２）１２在學(xué)生中巡回指導(dǎo)。板書：一、三維球的移動控制1一維直線運(yùn)動——定向手柄示范：對學(xué)生遇到的問題做解答。對“三維球”（外側(cè)）定向手柄使用中易犯的錯(cuò)誤和難點(diǎn)作解答。查找資料：教材、“軟件幫助”、參考資料等。自學(xué)有關(guān)“三維球”知識。首先了解“三維球”外側(cè)手柄的作用、操作方法。并用電腦實(shí)踐，嘗試完成“三維球”外側(cè)手柄的操作，完成問題同桌學(xué)生之間進(jìn)行交流，互相幫助。提出操作中遇到的問題。對本次學(xué)習(xí)過程、結(jié)果作自查、互評?！そo學(xué)生創(chuàng)造出自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析的能力。鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)會自我學(xué)習(xí)，善于思考解決問題?！づ囵B(yǎng)學(xué)生的合作意識及主動探究的能力?！ぜ皶r(shí)對學(xué)習(xí)情況作評定，有利于正確操作，改進(jìn)錯(cuò)誤。練習(xí)與討論１問題2：如何使兩圖素間作帶角度的定位。（下圖１、２）１２參與學(xué)生的交流，并給予學(xué)生一些提示及參考意見。板書：２、三維旋轉(zhuǎn)運(yùn)動——定位手柄示范：教師回答學(xué)生的問題。對“三維球”（內(nèi)側(cè)）定位手柄使用中易犯的錯(cuò)誤和難點(diǎn)作解答。學(xué)習(xí)“三維球”內(nèi)側(cè)手柄的作用、操作方法。并用電腦實(shí)踐，嘗試完成三維球內(nèi)側(cè)手柄的操作，完成問題２。遇到困難求助鄰座同學(xué)。互動交流。通過教師正確的指導(dǎo)，學(xué)會正確的操作方法。對本次學(xué)習(xí)過程、結(jié)果作自查、互評。·通過學(xué)生自學(xué)→互相交流→學(xué)生提問→教師解答問題的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，使學(xué)生對知識技能的掌握更鞏固?！W(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時(shí)，體驗(yàn)互幫互學(xué)的學(xué)習(xí)過程?！静僮饕e一反三，在反復(fù)練習(xí)中體會“三維球”內(nèi)側(cè)手柄的功能練習(xí)與討論２問題３：如何使不同方位的兩圖素定位。（下圖１、２）１２板書：二、三維球的定位控制１、到點(diǎn)。2、到中心點(diǎn)。3、點(diǎn)到點(diǎn)。4、與邊平行。5、與面垂直。6、與軸平行。示范：針對學(xué)生提問，解釋相關(guān)操作的區(qū)別。查找重定位操作對象上的“三維球”內(nèi)容，進(jìn)行問題３的操作。能力強(qiáng)的學(xué)生在嘗試各種定位操作（1、到點(diǎn)2、到中心點(diǎn)3、點(diǎn)到點(diǎn)4、與邊平行5、與面垂直6、與軸平行）。學(xué)生互動交流。對本次學(xué)習(xí)過程、結(jié)果作自查、互評。認(rèn)識“三維球”的幾種定位控制使用的方法。·通過一種方法的了解，可以貫通其他各操作?！げ粩嘣u價(jià)自己的學(xué)習(xí)行為（詢問同學(xué)、求助軟件幫助、觀察教師示范），也是一種學(xué)習(xí)能力。練習(xí)與討論３問題4：如何使圖素與三維球重定位。（下圖）示范：教師解答操作的要領(lǐng)。板書：三、重定位操作對象上的三維球思考問題４進(jìn)行圖素與三維球的重定位練習(xí)。主動尋求教師的幫助。學(xué)生互動交流。對本次學(xué)習(xí)過程、結(jié)果作自查、互評。知道操作的要點(diǎn)是：1三維球與圖素脫離。2三維球自我調(diào)整定位。3恢復(fù)三維球與圖素結(jié)合?！とS球于與圖素的位置不理想，需要作調(diào)整后才能進(jìn)行以后的操作。·學(xué)生在學(xué)會定向、定位操作內(nèi)容的基礎(chǔ)上，才能運(yùn)用此項(xiàng)操作。·鞏固知識總結(jié)與交流對于以上學(xué)習(xí)內(nèi)容做總結(jié)。給出綜合練習(xí)：制作零件（下圖）裝配零件（下圖１、２）１２教師巡回指導(dǎo)，讓設(shè)計(jì)優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)行作品交流。提出有一定難度零件裝配題，（下圖１、２）給學(xué)生課后思考。１２學(xué)習(xí)回顧綜合練習(xí)對于教師提供的制作習(xí)題進(jìn)行分析，選擇適應(yīng)自己能夠完成的練習(xí)題進(jìn)行電腦設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中遇到困難，再詢問鄰座同學(xué)，或者直接求助教師。對設(shè)計(jì)作品進(jìn)行位置和方向的變動，修改其中的長、寬、高尺寸。觀察其他學(xué)生設(shè)計(jì)的作品，能分析它們的優(yōu)點(diǎn)和不足。贊揚(yáng)同學(xué)的作品，并發(fā)表評價(jià)意見。對教師的課后思考題記錄下來，并思考它們的設(shè)計(jì)方法?！そ涣饕彩且环N評價(jià)，讓學(xué)生體驗(yàn)合作探究的喜悅。布置一些拓展性思考題，可以促進(jìn)知識的擴(kuò)展與延伸，使課堂學(xué)習(xí)延伸到課外。六、【背景資料】（一）CAD常識：CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的簡稱，caxa、autocad、MicroStation等等都是CAD軟件。CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造)技術(shù)產(chǎn)生于本世紀(jì)50年代后期發(fā)達(dá)國家的航空和軍事工業(yè)中，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速成長起來。CAD是一個(gè)包括范圍很廣的概念，概括來說，CAD的設(shè)計(jì)對象有兩大類，一類是機(jī)械、電氣、電子、輕工和紡織產(chǎn)品；另一類是工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品，即工程建筑，國外簡稱AEC(Architecture、Engineering和Construction)。而如今，CAD技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)延伸到藝術(shù)、電影、動畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)及社會效益，有著廣泛的應(yīng)用前景。在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用最早，也最為廣泛。采用CAD技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可以使設(shè)計(jì)人員“甩掉圖板”，更新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動化，降低產(chǎn)品的成本，藝術(shù)、電影、動畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)及社會效益，有著廣泛的應(yīng)用前景。目前，我國從國外引進(jìn)的CAD軟件有好幾十種。國內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu)、高校和軟件公司立足于國內(nèi)，也開發(fā)出了自己的CAD軟件，如北航海爾軟件有限公司通過國際合作開發(fā)出“CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)”的CAD軟件等，我國的CAD技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。（二）CAXA軟件介紹CAXA是北京北航海爾軟件有限公司的品牌產(chǎn)品。它依托大學(xué)的科研力量，融入國外公司的最新成果，將先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品同中國制造業(yè)的具體需要相結(jié)合，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件產(chǎn)品。CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)是其CAD中的三維設(shè)計(jì)軟件，并率先提出了“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”的新設(shè)計(jì)理念，被業(yè)界譽(yù)為“近15年來CAD技術(shù)的唯一突破”。使設(shè)計(jì)變得像搭積木一樣快捷簡單，能最大限度地拓展學(xué)生的思維。其主要特點(diǎn)有：1具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)的特征。2軟件的高積成度3具有可視化設(shè)計(jì)和精確設(shè)計(jì)。（三）CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)的教學(xué)運(yùn)用在CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，零件制作是基礎(chǔ)性的知識和技能，零件制作的許多部分都涉及到零件的定位。CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)提供了大量的定位工具，如：無約束裝配、約束裝配、智能尺寸、背景柵格等等，但這些定位工具都有自己的局限性，它們都沒有三維球工具的功能強(qiáng)大和廣泛。三維球不僅是一個(gè)功能強(qiáng)大的三維定位工具，在裝配設(shè)計(jì)中同樣扮演著重要的角色，還在零件設(shè)計(jì)過程中有著其他不同凡響的作用，如：可用三維球拷貝和粘貼圖素、零件、群組、裝配、附著點(diǎn)，還可以沿這些項(xiàng)目的三個(gè)坐標(biāo)軸中的任何一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)它們。三維球操作內(nèi)容非常重要，會否使用三維球，會直接影響到今后的設(shè)計(jì)。Ⅱ、教案設(shè)計(jì)說明CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)是高一年級勞技教學(xué)的新編內(nèi)容，三維球的使用是進(jìn)行CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要技能，教學(xué)上可以采用多種方法進(jìn)行，為了落實(shí)勞技學(xué)科的知識、能力、情感三維教學(xué)目標(biāo)，我在要求學(xué)生學(xué)會三維球操作技能知識的同時(shí)，把教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和自學(xué)習(xí)慣上，培養(yǎng)學(xué)生合作交流，勇于探索的精神。為此，我采取了以下的教學(xué)對策：教師提出問題——學(xué)生查找方法——學(xué)生學(xué)習(xí)工具的使用——學(xué)生用索所學(xué)工具解決問題?？梢钥闯鼋處熢诮虒W(xué)過程中起到了指導(dǎo)、組織學(xué)生學(xué)習(xí)的作用，這樣的教案設(shè)計(jì)給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)主動探究，積極進(jìn)取，自主學(xué)習(xí)的良好教學(xué)氛圍，也使教學(xué)活動更加豐富多彩，讓課堂教學(xué)充滿生命的活力。教案的設(shè)計(jì)要求教師為學(xué)生搭建一個(gè)良好的學(xué)習(xí)平臺，課前教師要花較多的精力做教學(xué)準(zhǔn)備，要精心制作教學(xué)課件，為學(xué)生循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)提供層次不同的問題，并對學(xué)習(xí)能力困難學(xué)生提供資料及幫助，在教案實(shí)施過程中要多鼓勵(lì)學(xué)生間的交流、討論，教師也應(yīng)具備較強(qiáng)的控制學(xué)生的能力，要注意個(gè)環(huán)節(jié)的連接，適時(shí)調(diào)整各環(huán)節(jié)的時(shí)間。要及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的問題，做示范、指導(dǎo)、總結(jié)。Ⅲ、教學(xué)反思本教案是勞技二期課改新教材實(shí)施的一次嘗試，對教學(xué)方法做了些探索，取得了一些成果，但還感到有很多不足之處，有待今后改進(jìn)。課題引入中從提問到啟發(fā)、落實(shí)學(xué)習(xí)過程，教師講解時(shí)間過長，反客為主，對以學(xué)生為主體性的教學(xué)方