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中央電教館第十八屆全國中小學(xué)電腦制作比賽，增設(shè)了以3D One為載體的3D創(chuàng)意設(shè)計項目，為青少年創(chuàng)客教育、中小學(xué)創(chuàng)客空間開拓了更多實踐類型，2017年1月5號又進(jìn)行了全國性的系統(tǒng)培訓(xùn)。這個事件很多老師親身參與了。

其實，我更愿意把這個時間節(jié)點提前，提前到十七屆全國電腦比賽規(guī)則發(fā)布的時刻。上屆比賽中已經(jīng)有創(chuàng)客設(shè)計比賽了，但是比較遺憾的比賽參賽工具不包括中望的3D One軟件，很多老師對這個問題提出異議。經(jīng)過中望公司一年默默的運作，今年比賽中增設(shè)了以3D One為載體的比賽。我覺得中望公司是一個肯聽取建議，且踏實肯干的公司，感謝中望公司對教育事業(yè)的默默付出。

在電教館的全國培訓(xùn)中，本校的智能馬蹄燈很榮幸的作為比賽項目的demo在培訓(xùn)中進(jìn)行了展示。

我先自我評價一下這個demo作品。這個作品是一個結(jié)合arduino智能硬件的微創(chuàng)新的作品，符合“改造我的世界”的主題。主要特色是對中國古典物件的繼承與發(fā)展。作者的創(chuàng)作思想是：傳統(tǒng)馬提燈依靠煤油的燃燒進(jìn)行照明，因為使用簡單，照明時間長曾經(jīng)被廣泛的使用，因為照明技術(shù)的的不斷進(jìn)步，使用直接燃燒燃料照明的馬提燈逐漸退出了大家的生活，然而馬提燈的外觀形式有著獨特的古樸美，受到眾多收藏愛好者的喜愛?，F(xiàn)在，我們運用3D設(shè)計、3D打印、Arduino編程、光敏電阻等技術(shù)、材料，對馬燈進(jìn)行現(xiàn)代化改造，在保留馬提燈古樸外形和照明功能的前提下，改變了馬提燈的照明光源和控制方式，希望能有更多的人能夠欣賞到馬提燈的美。

總結(jié)下制作符合本屆比賽的作品的主旨：1、從實際生活中發(fā)現(xiàn)問題并給出解決方案 2、小而精，勿大而空。  3、正能量，讓世界更美好。

智能馬提燈，是在我的見證下一步步由學(xué)生設(shè)計完成的。下面我從作品設(shè)計打印和智能硬件兩個方面分享一下自己的新的體會。

我個人認(rèn)為，一個精準(zhǔn)的設(shè)計是一個良好作品的開始。在3D設(shè)計教學(xué)開始階段，就對學(xué)生強化尺寸的概念，比如3D One軟件計量單位為毫秒-(mm)。從一個設(shè)計的3D作品，到一個成功打印的實體，尺寸是能成功打印的關(guān)鍵。舉幾個例子，比如打印文字時字號小于8號字的很多時候會出現(xiàn)筆畫缺失的情況。要制作一個能夠旋轉(zhuǎn)的鑰匙扣，鑰匙扣的部件一定保證兩個部件既能活動，有得留有空隙。馬提燈這個作品，燈體的兩個柱子設(shè)計的時候不能太細(xì)，否則打印完成的作品及其容易斷裂。像這種孤立的豎直部件，至少要保證截面積大于10*10mm的截面，才能保證作品強度。

當(dāng)自己設(shè)計的作品為多個部件組合體的時候，設(shè)計也是有技巧的。比如這個馬提燈是由主體A，燈罩B，能夠活動的上蓋C和底座四部分組成的。作品設(shè)計階段必須考慮打印完成的作品如何才能緊密的結(jié)合在一起。為保證B能夠放入主體A中，在設(shè)計作品的時候?qū)設(shè)計為卡口結(jié)構(gòu)，可以上下活動與鎖定。同理大家完成作品的時候還可以使用比較古典的榫卯結(jié)構(gòu)、或者比較現(xiàn)代的螺絲釘連接各個部件等等。

 另外，當(dāng)大家設(shè)計包含電路，甚至智能硬件的時候，設(shè)計的首要任務(wù)：確定自己需要何種電子元件、精確測量電子元件尺寸，先在模型中預(yù)留元件空間，在具體設(shè)計模型圖示。否則及其容易造成模型打印完成，但電子元件安裝不進(jìn)去的尷尬局面。

智能開源硬件方面，我比較推崇Arduino。是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺。包含硬件（各種型號的Arduino板）和軟件（Arduino IDE)。Arduino能通過各種各樣的傳感器來感知環(huán)境，通過控制燈光、馬達(dá)和其他的裝置來反饋、影響環(huán)境。板子上的微控制器可以通過Arduino的編程語言來編寫程序，編譯成二進(jìn)制文件，燒錄進(jìn)微控制器。

初學(xué)者使用這套硬件會遇到兩個大問題：第一電路集成度不夠需要使用者必須有較高的電路知識儲備。第二，面向代碼的編程環(huán)境，對學(xué)生來說也比較困難，學(xué)生需要先學(xué)習(xí)c編程。對與第一個問題，我選擇了繞過去，放棄零散的電子元件和面包板，采購了傳感器擴(kuò)展板和封裝好的傳感器模塊。第二個問題，我采用先易后難的解決思路在arduino IDE的基礎(chǔ)上引入了圖形化的ardublock、mixly環(huán)境，先用圖形化的編程實現(xiàn)簡單的編程，引起學(xué)生的興趣，在一步步晉級修改代碼，實現(xiàn)最終的代碼編程。

另外arduino平臺，現(xiàn)在處在一個百花齊放，魚目混雜各種授權(quán)和非授權(quán)廠商一起制作的局面，大家購買芯片的時候盡量選擇質(zhì)量有保證的品牌。一方面保證芯片的穩(wěn)定性。另外遇到問題，可以方便向廠商進(jìn)行技術(shù)咨詢。

以上就是輔導(dǎo)學(xué)生參加這次比賽及為了準(zhǔn)備這次比賽，遇到的一些問題的個人解決思路，有不妥之處請多批評指正。

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