《第一节 使用三维打印实现三维形体》名师教案.docxVIP

学而优教有方

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第一节使用三维打印实现三维形体

一、教材分析

（一）内容分析

本节介绍了三维打印、三维打印的常用材料及三维打印的应用领域等知识性内容，在此基础上着重介绍了将三维模型打印为实体的一般流程。本节内容较为充实，教师可根据学生的接受程度，安排学生自主学习和教师讲解相结合，合理规划课堂时间。

（二）教学目标

（1）通过教师讲解、演示操作，掌握使用三维打印实现三维形体的一般流程。

（2）通过自主探究、对比分析，理解三维打印的打印方式及不同打印材料之间的区别。

（3）结合实际生活及教材内容，了解三维打印技术在工业、医疗、建筑等领域的应用。

（三）教学重点和难点

1.教学重点

使用三维打印实现三维形体的一般流程。

2.教学难点

三维打印的打印方式及不同打印材料之间的区别。

二、学情分析

经过前面三章内容的学习，学生们对二维设计、三维建模已经有了比较深入的理解。本节内容是在之前学习的基础上，了解什么是三维打印及三维打印技术的应用等，掌握将三维模型打印为三维形体的一般流程，学生学习的兴趣会比较浓厚，而且内容也比较容易理解和掌握，教师在授课过程中需要加以合理的引导。

三、教学建议

（一）课前准备

设备：准备一个制作好的三维模型作品以及切片软件，如果条件允许可准备并调试好一台三维打印机，如果条件不允许可准备一个介绍三维打印机的视频资料。

学生：提前对本节中三维打印的有关知识进行预习。

教师：准备一些利用三维打印制作的作品图片或视频资料，帮助学生了解三维打印的广泛应用。

（二）过程设计

1.提出问题，引入新课

前面的课程中，学生通过三维设计软件，创作了许多物品的三维模型，例如挂饰、笔筒、花瓶等，那么如何将这些模型制作为实物呢？这就需要利用本节要学习的三维打印的有关知识。

2.三维打印的含义及基本原理

在实体零件的传统制造过程中，通常都是利用减材的方式进行制造，例如雕刻工艺，是将一整块材料中不需要的部分一点点去掉，最终形成所需要的造型。与这种工艺相反，三维打印技术利用的是增材技术，提前建立好所需要物品的三维模型，从无到有地将模型生成实体。在传统制造技术中，“浇铸成型”技术其实与三维打印相似，教师可以给学生介绍一下“浇铸成型”的基本原理，然后可让学生类比理解三维打印的含义及原理，并借助三维打印机工作过程的动画或视频讲解的方式加深理解。

3.三维打印的常用材料及应用领域

在理解了三维打印机的工作过程之后，学生会对三维打印机所用到的原材料产生一定的好奇，但绝大多数学生对这些原材料很陌生。在结合教材对该部分内容介绍的基础上，教师可引导学生上网有哪些信誉好的足球投注网站，自主探究，了解常见的三维打印机所用到的原材料有哪些，不同类型的原材料各有哪些特点。同时，对于一些用于特殊用途的三维打印机，例如建筑类三维打印机、工业级别三维打印机，其所用到的原材料还有可能是金属、水泥、沙子等，此处可为学生呈现建筑三维打印机建造房子的案例。

随着三维打印技术的不断发展，其所应用的领域也越来越广泛，教师可引导学生进行小组协作探讨，总结得出目前三维打印在不同领域应用的案例。

4.三维模型打印的一般流程

三维模型打印的一般流程是本节的重点，三维模型的打印一般需要经历导入模型、分层切片、打印成型、打磨完善等四个环节。学生对该部分内容相对比较陌生，教师可先进行演示操作，再让学生自主实践练习。

（1）导入模型。教师可用三维建模软件打开提前准备好的三维模型作品，演示如何将三维作品保存为STL格式的模型文件。之后，需要将STL格式的模型文件导入到切片软件中，这里需要给学生介绍一下什么是切片软件。简单来讲，切片软件就是把一个完整的三维模型，按照厚度设置分成很多层，这是三维文件到三维打印中间的一个预处理阶段。

常见的通用切片软件有Cura、s3d、RepetierHost、Makerware、Flashprint等，不同切片软件所支持的三维打印机种类也不同。其中，s3d支持所有的打印机，Cura适用于所有使用G代码的打印机。教师可以挑选一款常用的切片软件进行演示，对其他切片软件简要介绍即可。

（2）分层切片。在切片软件中，可以设置的打印参数有很多，例如打印层高、打印速度等，教师可引导学生动手实践，探索切片软件的使用方法。

（3）打印成型。打印成型是将三维模型打印为三维实体的可见过程，使用“G代码”命令执行打印过程的三维打印机能够依次读取其中的命令，打印机依据命令逐层进行打印。

需要注意的是，打印之前要进行调平处理，让打印机工作面保持水平状态，此外，还可以提前在切片软件中设置打印底座，保证打印工作面水平。此部分内容可以通过播放三维打印机打印过程的相关视频资料帮助学生直观感受。

（4）打磨完善。三维实体打印完成之后，其表面会