中小学教育资源及组卷应用平台 《拯救丹顶鹤———走进3D打印世界》教学设计 一、学习目标 1.知识与技能目标 (1)理解3D打印的原理; (2)了解3D打印机的构造,以及与普通打印机的异同; (3)知道3D打印技术的运用; (4)认识3D软件的操作界面; (5)掌握切换视图的两种方法和鼠标在3D软件中的应用。 2.过程与方法目标 (1)在分析真实案例的过程中,理解3D打印的原理,提升问题解决能力; (2)通过自主搜索资料,了解3D打印技术的应用,增加信息意识。 3.情感态度与价值观目标 通过理解3D打印原理、认识3D软件,感受3D打印技术为生活带来的便利,增强学习3D软件的兴趣。 二、教学重点 理解3D打印的原理 三、教学难点 掌握切换视图的两种方法和鼠标在3D软件中的应用 四、教学方式 1.录播:学生观看微课进行自主学习,在电脑上进行实操,然后老师集中线上答疑讲解。 2.直播:教师网络直播,根据教学流程进行网络直播教学,使用PPT、微课资源或线上操作讲解实施教学。 五、教师准备 教材、微课、PPT、学习评价表、导学单 六、学生准备 教材、导学单、学习评价表、电脑 七、课时安排 1课时 八、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 丹顶鹤是世界濒危物种,我国一级保护动物,丹顶鹤“立立”因在动物园里“打架”,导致上喙几乎完全断裂,无法自主进食,危及生命,你有没有什么办法救救“立立”呢? 提出解决方法:利用3D打印技术为丹顶鹤制作假喙 思考片刻 从救助丹顶鹤的真实情境出发,引出本课主题,激发学习兴趣 阐明目标 展示本节课的学习目标: (1)理解3D打印的原理; (2)了解3D打印机的构造,以及与普通打印机的异同; (3)知道3D打印技术的运用; (4)认识3D软件的操作界面; (5)掌握切换视图的两种方法和鼠标在3D软件中的应用。 了解学习目标 使学生明确本节课的学习目的 问题解决 主问题:如何用3D打印技术为丹顶鹤制作假喙呢? 拆解问题: 【问题1】通过3D打印技术是可以打印出任何形状的物体,但是我们打印的假喙需要多大?什么样子?是不是适合丹顶鹤立立呢? 师:我们可以通过测量立立的下喙,推算出立立所需要的假喙的大小,结合数据就可以在电脑软件中构建假喙的数字模型。这就是3D建模,在工业领域有很多3D建模软件,比如SolidWorks、Pro/E、UG等等。中小学生在学习过程中最常用的3D建模软件是123D design、3D one等。 【问题2】在为立立的假喙建好模型之后呢,我们就要思考用什么材料制作假喙了? 师:金属、塑料、陶瓷、砂等可粘合材料都可以作为3D打印的材料,但我们需要结合实际需求选择材料。首先,丹顶鹤的鸟喙非常长,但质量却非常轻。因为丹顶鹤的鸟喙呈中空结构,这使得它的鸟喙质量较轻,在飞行时不至于头重脚轻。其次,而且丹顶鹤喜欢在淡水中捕鱼,还要要求材料不能生锈;最后,丹顶鹤的生存时间较长,要满足长期使用的功能。 那么你认为选择什么材料制作假喙比较合适呢? 师:在多种需求的限制下,制作团队使用了PEEK材料打印出假喙。PEEK材料是一种具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料,用这种材料打印出的假喙重量只有5.9克,符合丹顶鹤原有鸟喙的重量。不仅如此,PEEK材料制作的假喙还非常耐磨损,能够满足日常生活使用30年。 【问题3】那当我们构建好模型、准备好材料之后,怎么把假喙打印出来呢? 师:这时我们需要用到3D打印机! 我们先看看3D打印机的构成:操作界面、热床、喷头、材料。 3D打印机吗?与普通打印机有什么区别? 3D打印机和普通打印机的工作原理基本相同,先设计再打印。 普通打印机是将油墨打印到纸上,打印出的物体是平面的。 3D打印机是通过喷头将打印材料溶解,然后在热床上一层层叠加,最后经空气冷却后形 ... ...
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