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    第7课 构建三维实体模型 教案(2课时)
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    2021学年第7课 构建三维实体模型教案

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    这是一份2021学年第7课 构建三维实体模型教案,共5页。教案主要包含了导人新课,认识3D打印,3D打印的发展历史与应用领域,实践创新,归纳小结,归纳总结等内容,欢迎下载使用。

    本课有两个主题,第一个主题主要阐述3D打印的概念、技术原理、工作过程、发展历史及应用领域等理论知识;第二个主题主要介绍常的三维建模软件,及运用3DOne建模软件制作挂坠实体模型。
    教材从3D打印技术制作的沙发茶几作品图导人本课主题,实物图能够带给学生直观强烈的视觉感受,激发学生的学习兴趣,从而过渡到理论知识的学习。通过介绍3D打印的概念、技术原理、工作过程,引导学生形成系统化的理论基础。通过介绍其发展历史及应用领域,有利于学生从发展的角度认识3D打印的意义,使学生感受到3D打印为创意设计的实现提供无限的可能性。
    教材以“福”字挂坠为例带领学生设计建模。挂坠的操作步骤和方法较为简单,能让学生实现创意设计多样化。再通过切片处理、打印的学习,让学生深刻体会逐层堆积的3D打印方式,引导学生建立二维、三维空间的转化思想。
    教学对象分析
    学生在小学阶段已经学习应用3DOne软件进行三趣味设计,掌握了一定的建模基础知识和操作技能,并能根据具体应用完成简单的三维模型制作。考虑到教学实际情况,所选案例自成体系,具有相对独立性,其操作步骤简单懂,即使小学阶段没接触过三维设计,也可以获得成功的体验。
    本课结合初中阶段学生的认知规律,从打印理论和作品设计制作两个方面展开教学任务,对小学已有知识进行扩展延伸。三维打印的理论知识对于初中学生而言较为陌生,借助视频有利于学生理解。在作品的设计打印过程中,学生能够感受到做出实物的喜悦。
    教学目标
    1.了解3D打印的概念和发展历史。
    2.了解3D打印的应用领域。
    3.认识常见三维建模软件。
    4.掌握构建三维实体模型的基本操作。
    教学重点和难点
    1.教学重点。
    (1)3D打印的概念、流程。
    (2)3DOne软件的操作界面。
    (3)三维建模的基本操作。
    2.教学难点。
    (1)草图绘制工具。
    (2)切片处理与打印。
    教学方法
    1.讲授法:讲解3D打印的概念、原理、发展历史及应用领域等系统化的知识,让学生形成一个完整的认识。
    2.讲解演示法:采用边讲解边演示的方法,形象直观地讲解知识技能,有利于学生视不易注意到的细节。
    3.任务驱动法:以教材活动为任务,引导学生自主完成任务和参与讲解,牢固掌握相应的知识技能。
    4.小组探究法:小组合作、交流、探究,完成三维实体模型的打印。
    5.展示评价法:展示和评价学生作品。
    教学准备
    1.教学环境。
    计算机网络教室,互联网环境,转播控制系统及3DOne软件等。
    2.资源准备
    本课所用的课例资源及相关图片、文字资料、资源包。
    第15课时
    教学过程
    一、导人新课(5分钟)
    1.展示3D打印的沙发茶几图片。
    2.引言:同学们,图片中的沙发茶几不同于平常见到的沙发茶几,它们是通过3D打印机,运用3D打印技术一体制作而成。3D打印已经悄然改变着我们的生活,只要你有灵感,都可以利用3D打印技术使之成真。那么,什么是3D打印技术,这节课就让我们一起来探究和学习吧。
    3.展示课题:构建三维实体。
    二、认识3D打印(12分钟)
    1.引导学生自主阅读教材第86页,想一想,说一说:什么是3D打印?
    2.请学生代表发言,进行全班交流,教师倾听学生发言并适当总结。
    3.展示课件并引导学生认识3D打印。
    (1)播放3D打印视频,讲解:3D是三维、立体的意思,3D打印机与普通打印机的工作原理基本相同,普通的打印机是将油墨打印到纸上,打印出的物体是平面的,3D打印机则是将打印材料逐层堆积从而实现实体成型,打印出立体物体,就像薄薄的纸层层堆叠起来形成具有厚度的立体方块。
    (2)介绍3D打印的材料种类,可以是金属、陶瓷、塑料、砂等等。
    (3)播放3D打印三种成型技术的视频,介绍3D打印的成型技术种类:
    ①FDM:将打印材料加热后一条条地挤出,整齐排列成一个平面,逐层增加堆叠到物体完成为止。
    ②SLA:打印材料一般是液体光敏树脂,经过光照以后发生固化反应,并凝固成成品。
    ③LS:粉末打印材料通过激光照射,逐层融化,或者通过特定的粘合剂,对粉末进行粘合,并完成最终成品。
    (4)展示常见3D打印机的外观结构图片,介绍常见3D打印机的工作过程。
    三、3D打印的发展历史与应用领域(8分钟)
    1.引导学生自主阅读教材第87~88页的3D打印的发展历史与应用领域相关内容。2.引导学生一起总结出3D打印的发展时间线和应用领域。
    (1)发展时间线:
    ①19世纪末,产生了3D打印核心制造思想。
    ②上世纪80年代,3D打印已有雏形——“快速成型”技术。
    ③1995年,麻省理工最早创造“三维打印”一词,两位毕业生更新了喷墨打印机方案。
    ④1999年,中国开始起步研究打印技术。
    ⑤2012年,中国宣称是世界上唯一掌握大型结构关键件激光成型技术的国家。
    (2)应用领域
    3D打印在医疗行业可以用于打印骨骼、假肢、牙齿,甚至细胞;在珠宝首饰行业可用于定制个性化首饰;在建筑行业可以用于建筑模型设计;在食品行业可打印出各种甜品、糕点等。
    3D打印渗到人们衣食住行各个领域中,如医疗、服装、首饰、航天航空、建筑、食品、文化创意行业等,应用范围之广令人惊叹。
    四、实践创新(15分钟)
    1.思考3D打印技术还可以做什么,了解3D打印的珠宝、家居和汽车是采用什么材料打印的
    引导学生发挥创意想象3D打印技术的其他用途,通过访问互联网的方式收集资料,并与同学互动交流。
    2.教师根据学生的回答情况进行归纳小结,对学生的创意想法给予鼓励性评价。
    五、归纳小结(5分钟)
    师生共同小结本课的主要学习内容:
    (1)3D打印的概念、工作过程。
    (2)3D打印100多年的发展历史。
    (3)3D打印技术应用领域
    第16课时
    教学过程
    一、导入新课(5分钟)
    1.展示3D打印的“福”字挂坠实物,引导学生观察,感受3D打印的魅力。
    2.导入新课:这节课我们将利用3D建模软件来构建三维立体模型。
    二、知识讲解(8分钟)
    1.引导学生阅读教材第89~90页,从中了解利用3D打印技术制作三维实体模型的流程和常用软件。
    2.请学生代表总结发言,进行全班交流。教师倾听学生发言并适当点评补充
    3.展示课件并讲解:
    (1)制作一个完整的3D模型的流程
    ①构思,3D建模
    ②切片(利用3D建模软件)和3D打印(打印材料,打印设置);
    ③成型(去除支架,加工打磨)。
    (2)常用软件
    ①工业产品设计使用的三维建模软件有 SOLIDWORKS、UG、Pre等。
    ②游戏动画设计使用的三维建模软件有Maya、3 ds Max、 ZBrush等。
    ③专门面向青少年的三维设计软件:3DOne,也就是我们将要学习的建模软件。它的界面由主菜单、命令工具栏、视图导航、平面网格、标题栏、资源库、浮动工具栏等组成
    三、示范操作(5分钟)
    1.引导学生分析“福”字挂坠的构造:
    主体是圆环,圆环中心镶嵌“福”字,圆环顶部有圆形挂坠扣。这些部件都可以通过绘制图案后“拉伸”得到。
    2.讲解并示范挂坠中“福”字部分的操作:
    ①打开3DOne软件,选择“上视图”单击命令工具栏上的“草图绘制”中的“文字”,输入“福”字,设置字体样式;单击“原点”文本框,调整文字的合适位置;单击“原点”文本框中的“”,完成文字绘制;单击网格平面顶部的“√”退出草图编辑模式。
    ②单击“特征造型”中的“拉伸”工具,拉伸高度设为10mm。
    四、任务驱动:构建三维实体模型(15分钟)
    1.布置任务:根据教师演示的操作步骤,并参考教材第91~94页,制作“福字挂坠宾合裂个
    2.教师巡视,根据情况给学生适当的帮助与指导。
    3.强调:作品完成后保存文件。
    请学生代表演示并讲解操作过程,通过转播系统的“学生演示”功能对学生演示屏幕进行转播,组织其他学生观察学生代表的操作。
    教师倾听学生代表的讲解,注意适当点评操作步骤及讲解。
    4.全班投票选出一个代表作品,进行切片处理与打印。观察3D打印机的工作过程。
    五、实践创新(10分钟)
    发挥创意进行创作,如制作姓氏牌等具有特色的创新作品。
    六、归纳总结(2分钟)
    根据本课学习情况,完成教材第96页的活动评价。
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