3D打印创新设计实例教程教案5.docx
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3D打印创新设计实例教程教案5
教案
课题
名称
任务六衣夹设计
课型
理实一体化
课时
6
授课班级
授课时间
内容摘要
1.设计方面的基本知识。
2.绘图软件使用的基本知识。
3.常用制品材料的基本知识。
4.3D打印机操作的基本知识。
教学目标
知识目标
1.掌握工业产品造型知识；
2.熟练掌握公差与配合相关知识；
3.掌握拉伸和组合编辑命令使用；
4.掌握安全操作与劳动保护知识；
5.掌握增材制造相关知识；
6.掌握数字化设计基础知识。
能力目标
1.具有3DOnePlus软件设计三维数字模型的能力；
2.具有将数字模型的不同格式进行相互转换能力；
3.能够掌握衣夹设计基本过程；
4.具有收集分析产品资料能力；
5.具有对模型进行基本的后处理能力；
6.具有剥离分层叠加型模型的包覆物质能力。
重点难点
教学重点：
衣夹的设计思路和绘制过程
教学难点：
3D打印机的操作
教学准备
硬件资源：
序号
名称
规格
数量
1
FDM式3D打印机一台
255mm*205mm*205mm
1
2
电脑一台
1
3
3D打印ABS蓝色耗材
若干
软件资源：
3Doneplus2.2、参考教材、电子课件、电子教案
教学方法
1．采用讲授法、案例教学法、情景教学法、讨论法、任务驱动式教学法；
2．学生通过衣夹的设计和制作，掌握3D打印基础操作知识，提高产品设计思维，提高学生的学习兴趣与信心；
3．整个教学环节按照“资讯-计划-决策-实施-检查-评估”6步法来组织教学，学生在老师的指导下进行指定方案、实施方案、最终评估。
教与学互动设计
教学
环节
教学内容及过程
教师活动
学生活动
项目
引入
引入：
小明妈妈的衣夹在使用过程中，不小心被风刮走了，小明妈妈很着急，小明想帮妈妈做一个衣夹，作为小明的同学，你能够帮助他设计一个衣夹吗？
提问：
教师提问：
那么你能想到的鲁班锁都有哪几种类型呢？
学生回答问题，针对学生的回答，给予积极性和开拓思维充分的肯定。
由于学生对市面上已有的手机支架有基本的了解，开始本节课的主要内容。
（可以让学生查找相关种类）
总结：
教师做总结性发言，开始介绍本次课程的主要内容。
积极发言，相互讨论，不懂时可以查找相关资料。
认真听讲。
项目
分析
一、项目分析
鲁班锁的设计分为两个阶段，设计绘制并最终使用3D打印机加工成形。
本载体难度适中,适合练习学习
引导学生进行项目分析。
认真思考，对系统进行分析。
新课
讲授
新课
讲授
新课
讲授
教师对项目实施内容进行解读，必要时可以进行示范。
在解读项目实施内容的过程中，结合PPT，对本项目所涉及到的知识进行讲解。
一、典型工作环节1设计分析
1．搜集资讯
（1）衣夹设计思路？
（2）设计衣夹需要自己具备什么样的能力？
（3）设计衣夹应当遵循的原则？
2．制定计划
思考一下：
你设计合页的思路和呈现方式？
3．做出决策
根据资讯和计划做出决策采用何种打印材料以及衣夹的设计样式，包括应考虑实用性为主，连接部分应当为过渡配合，衣架运动顺畅，大小合适，符合用户使用习惯。
4．付诸实施
根据相关决策要求，各位同学手绘出草图，确定衣夹的大致形状、尺寸以及装配方式。
5．进行检查
根据计划和决策要求，确定检查内容、检查工具和方法。
6．评价绩效
（1）完成情况
（2）根据决策要求评价自己的工作
（3）下次此环节怎样可以做得更好？
（4）从这个环节中您学到了什么？
（5）环节成果展示——衣夹设计思路和草绘图纸展示
二、典型工作环节2设计前准备
1．搜集资讯
（1）3D打印机调平的主要方法？
（2）3D打印机基本组成结构？
（3）熔融沉积快速成型技术打印精度是多少？
2．制定计划
根据衣夹设计大小来确定3D打印机的成型方式、打印机的基本参数、3D设计所需要的软件以及电脑参数选择。
3.做出决策
确定采用何种3D打印机以及设计软件
4.付诸实施
准备电脑、设计软件、3D打印机一台以及耗材若干。
5.进行检查
根据计划和决策要求，确定检查内容、检查工具和方法。
6.评价绩效
（1）完成情况
（2）根据决策要求评价自己的工作
（3）下次此环节怎样可以做得更好？
（4）从这个环节中您学到了什么？
（5）工作成果展示—3D打印机基本组成结构讲解展示？
三、典型工作环节3实施计划
1．搜集资讯
（1）3DOnePlus2.2软件中测量距离命令的用法？
（2）3DOnePlus2.2软件平面草图编辑中偏移命令的用法？
（3）3DOnePlus2.2软件中草图绘制中多线段命令操作方法？
2．制定计划
制定如何将草绘图纸通过三维软件绘制出来并利用3D打印机进行物理打印,主要思路为选择软件中绘图命令，根据手绘图纸内容利用软件绘制命令绘制出三维图形，导出STL文件，进行切片处理后导入3D打印机进行打印。
3.做出决策
最终决策为首先将草图中各特征部分进行划分，确定绘图命令，之后按照草绘图纸进行绘制三维绘制，导出STL文件，最后进行3D打印。
4.付诸实施
根据相关决策要求，首先熟悉软件操作命令，之后开始按照手绘图纸进行三维绘制
5.进行检查
根据计划和决策要求，确定检查内容、检查工具和方法。
6.评价绩效
（1）完成情况
（2）根据评价大纲要求评价自己的工作
（3）下次此环节怎样可以做得更好？
（4）从这个环节中您学到了什么？
（5）环节成果展示—软件中衣夹建模步骤展示
四、典型工作环节4进行装配
1．搜集资讯
（1）搜集软件中装配相关命令，熟悉各命令操作方法？
（2）3D打印件装配件过渡配合间隙值？
2．制定计划
确定装配原则，制定实物装配顺序。
3.做出决策
最终决策采用装配以衣夹1为第一装配件，其他部件与其进行装配，在装配过程中保证配合位置之间的连接间隙和运动顺畅性。
4.付诸实施
根据相关决策要求，同学们自行进行装配。
5.进行检查
根据计划和决策要求，确定检查内容、标注、工具和方法。
6.评价绩效
（1）完成情况
（2）根据评价大纲要求评价自己的工作
（3）下次此环节怎样可以做得更好？
（4）从这个环节中您学到了什么？
（5）环节成果展示——衣夹装配过程展示？
五、典型工作环节5展示成果
1．搜集资讯
（1）如何展示衣架设计全过程？
（2）如何展示软件绘图中难点问题？
（3）如何组织自己展示内容？
（4）如何进行自我评估?
2．制定计划
确定展示自己成果的方式，利用什么方式进行展示？
3.做出决策
最终决策采用演讲方式进行展示，通过制作渲染图和设计过程视频资料进行展示，利用ppt这种多媒体形式进行辅助展示。
4.付诸实施
根据相关决策要求，制作渲染图、设计过程视频资料和展示ppt。
5.进行检查
根据计划和决策要求，确定检查内容、标注、工具和方法。
6.评价绩效
（1）完成情况
（2）根据评价大纲要求评价自己的工作
（3）下次此环节怎样可以做得更好？
（4）从这个环节中您学到了什么？
（5）环节成果展示——衣夹设计全过程展示。
7.总体评价
评价项目分为：
任务描述（20）、任务前期准备（30）、任务实施过程及展示（50）、任务反思、项目综合评价
引导学生收集信息。
结合实物工具，对相关部位的功能进行知识点讲解
结合实物工具，对相关部位的功能进行知识点讲解
结合实物工具，对相关部位的功能进行知识点讲解
积极主动收集及思考。
认真听讲，学习软件操作
认真听讲，观察实物外形
认真听讲，观察实物外形
认真听讲，观察实物外形
认真听讲，积极思考
拓展训练
公交车上安全锤丢失，公交车公司求助学校帮忙设计有一个新的安全锤，您能够帮学校完成这个设计吗？
课后
小结
一、知识总结
1.收集分析产品资料能力的基本知识
2.绘图软件3Doneplus2.2的基本操作知识
3.3D打印机操作的基本知识
4.安全操作与劳动保护知识
二、师生互动
教师：
同学们，本次课中你们学到了什么？
在过程中遇到了哪些问题？
是怎么解决的？
学生发言时，教师实时的进行引导和总结。
教师：
你认为最难以解决的问题是什么？
学生发言时，教师提醒解决问题的“关键”在哪儿。
教师：
本次实训时，你在小组当中完成了哪些工作？
小组中谁给你的帮助是最大的？
学生发言时，教师鼓励学生继续在相互协作中取长补短。
教师：
你想对老师说点什么？
有什么意见和建议？
学生发言时，教师及时记录，以便改进。
师生互动，学生应积极发言，善于总结问题。
布置
作业
1．完成实训任务书；
2．完成实训拓展项目；
3．完成课后习题；
4．进行下次课前预习；
5．查找资料，完成下次课程的理实一体化学习知识。
教学
后记
教师对备课、教学方法、教学手段、教学过程、教学效果等的体会与反思。
教案
课题
名称
任务五鲁班锁设计
课型
理实一体化
课时
8
授课班级
授课时间
内容摘要
1.设计方面的基本知识。
2.绘图软件使用的基本知识。
3.常用制品材料的基本知识。
4.3D打印机操作的基本知识。
教学目标
知识目标
1.了解鲁班锁六根结构和绘制过程；
2.掌握直线、矩形等草图命令使用；
3.掌握拉伸和组合编辑命令使用；
4.掌握安全操作与劳动保护知识；
5.掌握产品成形工艺性分析知识；
6.熟练掌握3D打印成型知识
7.熟练掌握3D打印成型设备装调知识
8.熟练掌握产品造型与数字化设计方面的知识
能力目标
1.能够将生活中常见的鲁班锁绘制为三维模型；
2.能够熟练操作草图、拉伸、装配和组合编辑命令；
3.能够掌握鲁班锁设计基本过程；
4.具有在设计定位基础上，用手工绘图表达设计创意能力；
5.具有将数字模型的不同格式进行相互转换能力；
6.具有操作快速成型设备配套软件对模型进行预处理能力。
重点难点
教学重点：
鲁班锁的设计思路和绘制过程
教学难点：
3D打印机的操作
教学准备
硬件资源：
序号
名称
规格
数量
1
FDM式3D打印机一台
255mm*205mm*205mm
1
2
电脑一台
1
3
3D打印ABS蓝色耗材
若干
软件资源：
3Doneplus2.2、参考教材、电子课件、电子教案
教学方法
1．采用讲授法、案例教学法、情景教学法、讨论法、任务驱动式教学法；
2．学生通过鲁班锁的设计和制作，掌握3D打印基础操作知识，提高产品设计思维，提高学生的学习兴趣与信心；
3．整个教学环节按照“资讯-计划-决策-实施-检查-评估”6步法来组织教学，学生在老师的指导下进行指定方案、实施方案、最终评估。
教与学互动设计
教学
环节
教学内容及过程
教师活动
学生活动
项目
引入
引入：
鲁班锁，起源于古代中国建筑中首创的榫卯结构，这种三维拼插器具内部的凹凸部分（即榫卯结构）啮合是十分巧妙的，其中以最常见的六根鲁班锁最为著名，你能够根据六根鲁班锁结构设计出鲁班锁吗？
提问：
教师提问：
那么你能想到的鲁班锁都有哪几种类型呢？
学生回答问题，针对学生的回答，给予积极性和开拓思维充分的肯定。
由于学生对市面上已有的手机支架有基本的了解，开始本节课的主要内容。
（可以让学生查找相关种类）
总结：
教师做总结性发言，开始介绍本次课程的主要内容。
积极发言，相互讨论，不懂时可以查找相关资料。
认真听讲。
项目
分析
一、项目分析
鲁班锁的设计分为两个阶段，设计绘制并最终使用3D打印机加工成形。
本载体难度适中,适合练习学习
引导学生进行项目分析。
认真思考，对系统进行分析。
新课
讲授
新课
讲授
新课
讲授
教师对项目实施内容进行解读，必要时可以进行示范。
在解读项目实施内容的过程中，结合PPT，对本项目所涉及到的知识进行讲解。
一、典型工作环节1设计分析
1．搜集资讯
（1）鲁班锁设计思路？
（2）设计鲁班锁需要自己具备什么样的能力？
（3）六根鲁班锁拆装的步骤？
2．制定计划
思考一下：
你设计鲁班锁的思路和呈现方式？
7．做出决策
根据资讯和计划做出决策采用何种打印材料以及鲁班锁的设计样式，包括应考虑各部分形状和尺寸，配合面之间为过渡配合，主要要求为能够顺利拼装和拆卸。
8．付诸实施
根据相关决策要求，各位同学手绘出草图，确定鲁班锁的大致形状、尺寸以及装配角度。
9．进行检查
根据计划和决策要求，确定检查内容、检查工具和方法。
10．评价绩效
（1）完成情况
（6）根据决策要求评价自己的工作
（7）下次此环节怎样可以做得更好？
（8）从这个环节中您学到了什么？
（9）环节成果展示——鲁班锁草绘图纸展示
二、典型工作环节2设计前准备
1．搜集资讯
（1）影响3D打印质量主要因素有哪些？
（2）3Doneplus软件界面排布方式？
（3）三维粉末粘接（3DP）原理是什么？
2．制定计划
根据鲁班锁设计大小来确定3D打印机的成型方式、打印机的基本参数、3D设计所需要的软件以及电脑参数选择。
3.做出决策
确定采用何种3D打印机以及设计软件
4.付诸实施
准备电脑、设计软件、3D打印机一台以及耗材若干。
5.进行检查
根据计划和决策要求，确定检查内容、检查工具和方法。
6.评价绩效
（1）完成情况
（2）根据决策要求评价自己的工作
（3）下次此环节怎样可以做得更好？
（4）从这个环节中您学到了什么？
（5）工作成果展示—三维粉末粘接（3DP）原理讲解展示？
三、典型工作环节3实施计划
1．搜集资讯
（1）3DOnePlus2.2软件中材质渲染命令的用法？
（2）3DOnePlus2.2软件草图编辑中修剪命令的用法？
（3）3DOnePlus2.2软件中草图编辑中延伸命令操作方法？
2．制定计划
制定如何将草绘图纸通过三维软件绘制出来并利用3D打印机进行物理打印,主要思路为选择软件中绘图命令，根据手绘图纸内容利用软件绘制命令绘制出三维图形，导出STL文件，进行切片处理后导入3D打印机进行打印。
3.做出决策
最终决策为首先将草图中结构进行划分，确定绘图命令，之后按照草绘图纸进行绘制三维绘制，导出STL文件，最后进行3D打印。
4.付诸实施
根据相关决策要求，首先熟悉软件操作命令，之后开始按照手绘图纸进行三维绘制
5.进行检查
根据计划和决策要求，确定检查内容、检查工具和方法。
6.评价绩效
（1）完成情况
（2）根据评价大纲要求评价自己的工作
（3）下次此环节怎样可以做得更好？
（4）从这个环节中您学到了什么？
（5）环节成果展示—软件中鲁班锁建模和装配步骤展示
四、典型工作环节4进行装配
1．搜集资讯
（1）搜集鲁班锁装配视频，了解鲁班锁装配方法？
（2）鲁班锁装配过程中主要困难点？
2．制定计划
确定装配原则，制定实物装配顺序。
3.做出决策
最终决策采用装配以鲁班锁1为第一装配件，其他部件与其进行装配，在装配过程中保证配合位置之间的连接间隙和运动顺畅性。
4.付诸实施
根据相关决策要求，同学们自行进行装配。
5.进行检查
根据计划和决策要求，确定检查内容、标注、工具和方法。
6.评价绩效
（1）完成情况
（2）根据评价大纲要求评价自己的工作
（3）下次此环节怎样可以做得更好？
（4）从这个环节中您学到了什么？
（5）环节成果展示——鲁班锁实物装配过程展示？
五、典型工作环节5展示成果
1．搜集资讯
（1）如何展示鲁班锁设计全过程？
（2）如何展示软件绘图中难点问题？
（3）如何组织自己展示内容？
（4）如何进行自我评估?
2．制定计划
确定展示自己成果的方式，利用什么方式进行展示？
3.做出决策
最终决策采用演讲方式进行展示，通过制作渲染图和设计过程视频资料进行展示，利用ppt这种多媒体形式进行辅助展示。
4.付诸实施
根据相关决策要求，制作渲染图、设计过程视频资料和展示ppt。
5.进行检查
根据计划和决策要求，确定检查内容、标注、工具和方法。
6.评价绩效
（1）完成情况
（2）根据评价大纲要求评价自己的工作
（3）下次此环节怎样可以做得更好？
（4）从这个环节中您学到了什么？
（5）环节成果展示——鲁班锁设计全过程展示。
7.总体评价
评价项目分为：
任务描述（20）、任务前期准备（30）、任务实施过程及展示（50）、任务反思、项目综合评价
引导学生收集信息。
结合实物工具，对相关部位的功能进行知识点讲解
结合实物工具，对相关部位的功能进行知识点讲解
结合实物工具，对相关部位的功能进行知识点讲解
积极主动收集及思考。
认真听讲，学习软件操作
认真听讲，观察实物外形
认真听讲，观察实物外形
认真听讲，观察实物外形
认真听讲，积极思考
拓展训练
民间按照鲁班锁中榫卯结构逐渐触类旁通，又在标准鲁班锁的基础上派生出了许多其他难度的鲁班锁，种类复杂多变，请同学们选择一种结构，利用三维软件绘制并打印出来。
课后
小结
一、知识总结
1.收集分析产品资料能力的基本知识
2.绘图软件3Doneplus2.2的基本操作知识
3.3D打印机操作的基本知识
4.安全操作与劳动保护知识
二、师生互动
教师：
同学们，本次课中你们学到了什么？
在过程中遇到了哪些问题？
是怎么解决的？
学生发言时，教师实时的进行引导和总结。
教师：
你认为最难以解决的问题是什么？
学生发言时，教师提醒解决问题的“关键”在哪儿。
教师：
本次实训时，你在小组当中完成了哪些工作？
小组中谁给你的帮助是最大的？
学生发言时，教师鼓励学生继续在相互协作中取长补短。
教师：
你想对老师说点什么？
有什么意见和建议？
学生发言时，教师及时记录，以便改进。
师生互动，学生应积极发言，善于总结问题。
布置
作业
1．完成实训任务书；
2．完成实训拓展项目；
3．完成课后习题；
4．进行下次课前预习；
5．查找资料，完成下次课程的理实一体化学习知识。
教学
后记
教师对备课、教学方法、教学手段、教学过程、教学效果等的体会与反思。
升级会员 