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“3D打印”教案

   发布时间:2019-03-21

《初识3D打印》教学方案

单元

第一单元

单元课时

2

主题

初识3D打印

总课时

16


背景分析

学生经过初中三年和高一计算机课程的学习,初步了解和掌握计算机操作的基本技能,对新事物的好奇心比较强烈,因此课程一开始从学生感到神秘的地方什么是3D打印开始,来开启学习3D打印的大门。

学习目标

1. 了解3D打印的发展,知道3D打印的原理;

2. 能举例说出2-3个常用的3D建模软件;

3. 知道3D打印的学习方式以及常用的学习资源;

评价设计

(1) 学生自评:学生自我对照参加本课程以来的变化,自己对自己评价。(20分)

(2) 教师评价:学生出勤情况15%;实践的态度20%,小组活动成果展示50%;个人活动中的表现15%。(60分)

(3) 学生互评:学生根据被评价者参与实践学习以来能力的变化,给予认为合适的评价。(20分)

学与教活动设计

教学过程:

教学环节一:(课堂导入)

3D打印目前还是一个新事物,或许有的同学听说3D打印的一些知识,也或许有的同学还没有接触过3D打印,从今天这节课开始我们将一起走近3D打印的世界(观看电影《十二生肖》3D打印的片段)。

观看3D打印物体的视频

教师提问:你能大概说出3D打印的原理吗?

教学环节二:(讲述3D打印工作原理)

3d打印的原理,3d是ThreeThre-dimensional的缩写就是三维图形。

一维就是直线,比如时间、数轴;

二维就是平面,如汉字、平面直角坐标系;

三维,就是立体,比如玩具模型、空间坐标系

在平面的基础上依次堆叠,就形成了三维的物体。

教学环节三:(3D打印与传统打印的区别)

3d打印机与传统打印机的区别在于打印原材料的不同,3d打印机使用的原材料有ABS树脂PLA(再生塑料聚乳酸)PLA是使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制作。PLA具有良好的生物可将性,最终生成二氧化碳和水是公认的环境友好材料。当然,金属、普通塑料、食物、水泥等都可以作为打印材料。

在打印中将其原料加热变成液体,挤出,在空气中迅速冷却,又变成固体。现实生活中就有3d打印,比如在生日蛋糕上用巧克力写字。

教学环节四(3D打印机到底有什么用)

生活中用到的物品来源:手工制作(字、画等);工业化生产

3d打印,非常适合个性化,总有一天你的衣食住行都是你打印出来的。

教学环节四(学习3D打印,需要用什么软件)

正如打字需要word,WPS一样,3D打印机打印作品也会要用到相关的软件创作作品,这个相关的软件就是三维绘图软件Pro/EG、solid works、3DMax、AutoCAD、Rhino、Maya等;著名的Autodesk公司,为了让普通人能快速掌握3D建模,开发了一款简易的3D软件,叫123D Design的安装软件界面的初始归纳总结3d打印离我们的生活越来越近,作为新时代的学生,多掌握一些科学技术,会更加有利于我们的学习与生活。

教学环节五:(小组活动)

1. 谈谈你认为你的生活中哪些东西可以用3D打印来实现?

2. 展示交流本节课你学会了哪些?

3. 你认为学习3D打印最关键的是什么?


备注



《123D Design建模一》教学方案

单元

第三单元

单元课时

4

主题

123D Design建模软件学习(1)

总课时

16


背景分析

经过前几节课程内容的学习,学生已经对3D打印有了一个整体的认识,已经确立下来自己要打印的内容和主体,已经绘制出相关的草图,学生迫切需要一款建模软件,将绘制的平面图形转换成3D模型并进行打印。

学习目标

1. 认识软件界面、菜单、视图等工具

2. 能够用调整视角工具、移动工具、缩放工具进行操作

3. 能够借助基本的几何体做出一个简单的3D模型

评价设计

(1) 学生自评:学生自我对照参加本课程以来的变化,自己对自己评价。(20分)

(2) 教师评价:学生出勤情况15%;实践的态度20%,小组活动成果展示50%;个人活动中的表现15%。(60分)

(3) 学生互评:学生根据被评价者参与实践学习以来能力的变化,给予认为合适的评价。(20分)

学与教活动设计

教学过程:环节一:(导入新课)

学生独立思考回忆一下问题:

1.3D打印的工作原理是什么?

2.3D打印都可以做什么?

环节二:(学习建模软件)

1. 教师引导学生学习软件操作

2. 学生边听讲边自己动手时间操作,在操作的过程中发现问题,交流问题,实在解决不了的由老师统一来讲解

3. 学生学习过规范的操作后再继续自己的操作

环节三:(学生交流展示)

1. 各小组根据刚才老师的讲解内容,初步建立简单的3D模型

2. 展示交流自己模型在建构的过程中遇到了哪些问题,遇到问题后是如何解决的?

3. 其他同学帮助提出一些建设性的意见,修改迭代。

环节四:(教师点评总结)

教师对本节课的知识点进行总结归纳,学生谈本节课的收获和反思。


备注



《123D Design建模二》教学方案

单元

第三单元

单元课时

4

主题

123D Design建模软件学习(2)

总课时

16


背景分析

经过前几节课程内容的学习,学生已经对3D打印有了一个整体的认识,已经掌握了建模软件的基本的操作如:移动物体、缩放物体等,但是对于建模中的放样、抽壳这些高级的操作还不了解。

学习目标

1. 能够将几何体进行拼接和组合、切割物体(抽壳)

2. 能够对物体的棱角进行倒圆角的操作

3. 能够把3D模型的轮廓隐藏边线并上色

评价设计

(1) 学生自评:学生自我对照参加本课程以来的变化,自己对自己评价。(20分)

(2) 教师评价:学生出勤情况15%;实践的态度20%,小组活动成果展示50%;个人活动中的表现15%。(60分)

(3) 学生互评:学生根据被评价者参与实践学习以来能力的变化,给予认为合适的评价。(20分)

学与教活动设计

教学过程:环节一:(导入新课)

学生独立完成一下操作:

1.绘制一个立方体,并将立方体放置在工作台的左上角

2.把该立方体放大为原先的2倍

3.将放大后的立方体按照逆时针方向旋转90°

环节二:(继续学习建模软件高级内容)

第一步:绘制出一个圆柱(作为杯子主体)

第二步:再放一个圆环(作为杯子的手柄)(同学也可以充分发挥自己的想象力)

第三步:把圆环通过旋转竖起来,往杯子上靠并镶入杯子上,调整手环至合适的位置与合适的大小

第四步:要想办法掏空圆柱,就是要挖掉中间的部分,这就要用到 Combine(联合)菜单:点菜单:Combine联合,下面有三个子菜单:Merge合并(两物体合并,相当于数学中的并集)Subtract去除,切割(用一个物体切割另一个物体)Intersect相交(留下两个物体的公共部分,相当于数学中的交集)我们做个小实验:分别放进一个正方体,一个球,把球放在正方体上面,分别使用三个工具:我们要用第二个子菜单:切割(用一个物体切割另一个物体)。点击切割,出现两个箭头:被切割物体显然是指杯子的圆柱部分,另一物体呢,就是指要切去的部分,我们还没准备好。点击杯子的圆柱体,Ctrl+C(复制), Ctrl+V(粘贴),复制了一个相同的圆柱体,两者重合在一起,拖动向上的箭头,把新的圆柱拉起一点,再选中新的圆柱,用缩放工具缩小一点:用来切割的物体有了,我们再点击菜单 Combine(联合),Subtract(切割):出现两个箭头:先点击待切割的大柱体(杯体),(软件会自动跳到第二个箭头)再点击用来切割的小柱体(注意次序!),再在空白处点击或回车,这个时候已经掏空了

第五步:删除多余的部分

第六步:点击菜单 Modify(修改)——Fillet(倒圆角,就是把边变圆),右边的 Chamfer(倒角,是直的),自学。点中你想修的边,还可以接着点中你想修的其它边,拖动白色箭头,也可以在下面对话框中输入圆角半径 0.5mm,在空白处点击或回车。轮廓线,可以隐藏,点右边视图工具显示选项的中间那个(只显示物体)

第七步:上色,点菜单最右边的 Meterial(材质),出现对话框,选择一种材质,再点杯子,杯子的材质就变了。如果颜色不喜欢,在右边色盘上再选,记得打勾(应用)。

环节三:(学生交流展示)

1. 各小组学生成员加上自己的创意和想法进行相关的制作,制作好的每个小组推选上两名代表进行给同学们展示交流。

2. 展示交流自己模型在建构的过程中遇到了哪些问题,遇到问题后是如何解决的?

3. 其他同学帮助提出一些建设性的意见,修改迭代。

环节四:(教师点评总结)

教师对本节课的知识点进行总结归纳,学生谈本节课的收获和反思。


备注



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