伊柏權(quán) 李遵煉 季錚錚

不久前，科學老師布置了養(yǎng)殖蝸牛的家庭作業(yè)，發(fā)了一個塑料盒，但是學生在實踐的過程中發(fā)現(xiàn)很不方便，于是創(chuàng)客社團的指導(dǎo)教師開始引導(dǎo)學生能不能使用3D打印技術(shù)來制作一個蝸牛養(yǎng)殖的智能溫室。整體項目環(huán)節(jié)包括了解蝸牛的生活習性、食物喜好，蝸牛的生活環(huán)境，養(yǎng)殖的器具。并讓學生學習操作3D建模軟件，培養(yǎng)學生的思維能力和創(chuàng)意設(shè)計水平，將技術(shù)運用到學習生活實際中去，學以致用。

初期調(diào)研

蝸牛小屋設(shè)計的過程中，可以讓學生學會很好地飼養(yǎng)小動物，珍愛生命，體會對小動物的關(guān)愛。首先是項目調(diào)查，圖1為學生調(diào)查資料并整理筆記。

根據(jù)以下分類整理資料：①關(guān)于飼養(yǎng)的器具;②關(guān)于溫度;③關(guān)于濕度;④關(guān)于光照;⑤關(guān)于活動習慣;⑥關(guān)于環(huán)境衛(wèi)生清理;⑦關(guān)于食物。

接下來引導(dǎo)學生分析資料，在對蝸牛有一定了解的基礎(chǔ)上進行分析，同時，教師提問，小組討論，學生回答，進而給出可行性較高的思路或結(jié)論。

師：如何解決蝸牛的環(huán)境適宜溫度呢？

生：太熱了要降溫，太冷了要加溫，可以用編程模塊來達到這個目的。

師：關(guān)于環(huán)境衛(wèi)生清理這個問題怎么解決好呢？

生：清理的時候把蝸牛拿出來;設(shè)計備選房間，清理的時候就換房間。

……

接下來針對分析結(jié)果畫設(shè)計稿。紙稿要求：紙稿上標注有后期建模所要考慮的功能要點及注意點，以便建模時更加方便、明確，盡量避免頻繁的修改。通過小組討論，完善設(shè)計，取長補短，整合成一個設(shè)計稿。

設(shè)計建模

接下來需要完善設(shè)計稿，進行小組討論，確定設(shè)計稿。最終版紙稿要求：要有正視圖、側(cè)視圖、俯視圖（如果多層，需要多層的俯視圖），以及各環(huán)節(jié)的大小數(shù)據(jù)。并根據(jù)設(shè)計稿進行3D建模。一開始的模型由于沒有考慮到3D打印機尺寸等因素，所以需要適當調(diào)整（如圖2）。拆分后就完成了基礎(chǔ)的建模工作（如圖3）。

電子編程

實驗過程中學生采用了幾種不同顏色的LED來提供蝸牛小屋的光照，對溫濕度進行顯示，并且用一個電子風扇來進行濕度的調(diào)節(jié)（如圖4）。Mixly的原始程序如圖5所示。

程序使用了溫濕度傳感器作為輸入，將一個數(shù)碼管和三個LED以及一個風扇作為輸出。最終通過組裝和調(diào)試，蝸牛小屋作品就完成了（如圖6）。

這是一個比較大型的3D打印作品，伴隨著技術(shù)越來越成熟，3D打印機已經(jīng)可以作為一種值得信賴的加工設(shè)備制作一些大尺寸的生活用品了。

總結(jié)提升

為了讓其他學習者也能夠共享我們的勞動成果，我們制作了一個分享PPT，并根據(jù)這個PPT制作了演示視頻，方便其他人根據(jù)我們提供的工程文檔自己來制作蝸牛小屋。這個小屋只是完成了理論設(shè)計的需求，蝸牛住起來舒不舒服，還要看具體的實驗。我們之所以將制作過程的源文件分享出來，也是期望能夠在全國范圍內(nèi)尋找朋友一同改進。目前，可以在chuangkoo.com上下載這個項目的原始文件，期待通過創(chuàng)客社區(qū)的共同努力，這個開源項目可以越來越好，最終甚至可以幫助我們在外太空養(yǎng)蝸牛，開源分享，造物創(chuàng)新，讓小蝸牛走向大世界。