1、3D設計與打印課程方案一、背景與意義當今的教育思潮中，創新精神與實踐能力的培養問題日漸突出。歷史 表明,經濟強國的背后離不開教育的支持，所以我們應該著力研究成 功背后的因素，美國教育是各國研究的長期目標.STEM教育在美國作 為一門新興的課程，越來越受到政府的重視.而對中國而言，雖然STEM 是相對新鮮的詞匯，但是也得到大部分學者的認同.我們大興區注重 科技教育，新興的教育方式及時與課程銜接。作為一線教師，我們應積極培養學生的創新實踐能力，使學生在中小 學學習階段打好堅實的基礎。然而現今的創新教育培養，大多止步于 思維的培養，由于受到時間、場所等限制，而忽視了最能體現學生“創 新”素養的動手實

2、踐能力的培養，造成了 “手腦失衡”的現狀，對于 科技發明、創造更是有畏難情緒。3D設計與3D打印技術在近年來發展迅猛，國際上科學技術水平較 為先進的國家如美國、英國、曰木等，學生的技術課程中早已引入了“3D設計與打卬技術”，將學到的知識和己有的生活經驗相綜合應用 的教學內容；而在我國還處于起步與探索階段，包扌舌北京、上海、重 慶、杭州、南京、蘇州，山東等城市的一批中小學也在這一兩年做出 了嘗試。目前在機械、醫療、建筑、藝術、考古、軍事等領域得到了廣泛應用， 引發了全球又一次技術新浪潮。引入3D設計和3D打印機等設備，組 建3D打印工作室，能使學生更多的接觸、感知和體驗未來新興技術， 拓寬學生視

3、野，培養學生的創新意識和創新精神，不斷提升技術素養,.促進學生全而而富有個性的發展。3D創意設計實驗室培養的核心素養與能力批判性思維能力；創造性解決問題的能力；跨學科的學習能力；與人合作的能力；有效運用多種手段創造性表達和有效溝通的能力；領導力3D創意設計實驗室探索的主要學習方式探究式學習；基于項目的學習；基于游戲的學習；基于設計的學習3D創意設計實驗室學習區域中配備的主要設備和資源核心必備：3D設計軟件；3D打印機選擇配置：激光內雕機；立體雕刻機；激光雕刻機3D創意設計實驗室學習空間設計開放、組合、靈活、豐富資源支持其他：邊柜；電腦工作臺；加工臺；組合式桌椅；移動式工具柜；觸控液晶顯示器；學

4、生作品展示空間二、3D設計項目主要內容及預期成果1. 學校將圍繞3D打印工作室，開發結合當下最新的技術教育課程, 以專門定制的簡易3D設計軟件表達學生的創意想象。簡單的說，3D 設計可以使人們無限制的表達自己的設計想象，而3D打印則是將你 表達的設計想象虛擬模型打卬出真實形狀的物理模型實物。“3D打印” 是通過連續的物理層疊加，逐層增加材料生成三維實體的技術。在這 一過程中，孩子們的空間想象能力、創新思維能力及動手能力都將得 到鍛煉和提高。2. 學生利用每天三點半以后的時間自由選修三維設計活動課程或 勞動技術課程來學習，在活動課程中表現優秀的學生可以參與未來工 程師等科技競賽項目。工作室將向學

5、生全面開放，為學生科技類研 究型課題開展提供有力支持，教師可用3D打印技術，為3D課件設計、 自制教具等帶來極大便利。3. 對學生而言：3D設計以直觀高效的模型表達產品設計理念，更 能準確的表達學生創意，激發學生對科學的興趣，強化學生的手腦并 用。對老師學校而言：可以掌握先進的學科教育技術手段，開展各科技 活動、展示科技創新成果，充實校內外課程體系，提升學校的科技創 新教學實力。在stem教育中，科學、技術、工程、數學之間存在著一種相互支撐、 相互補充、共同發展的關系。3D打印作為最新的技術教育課程，教 師在考慮如何將STEM教育引入中小學科學課堂時，必須將它們看作 4種彩線，交織在一起，融合

6、在一起，才能織出絢麗的畫卷。三、3D打印實驗室建設基本原則1. 安全性原則。小學生對設備的操作能力比較弱，安全防范意識差, 本項目引進的三維打卬機，操作簡單、安全可靠、耗材無毒無害。2. 體驗式學習的原則，三維設計與三維打印是技能型能力，對小學階 段而言，重要的不是技能本身，而是了解先進的技術及方法，開闊視 野，促進智力發育；3. 以學生為主體。三維打印機工作室需以學生為主體，學生是開展 項目學習的主體，在教師的引導下自主選擇探究課題學習。4. 實踐性原則。遵循教學規律，引導探索、嘗試、創造。從課程學 習、社會現象、自然現象選擇具有一定的靈活性、開放性、趣味性、 主動性、綜合性的實驗，來構建實

7、驗室的課題內容，方便創設問題情 境。創造性原則。營造鼓勵學生創新的環境，課程項目設計應具有開放性,為學生創造性思維創設更多空間5. 創造性原則。營造鼓勵學生創新的環境，課程項目設計應具有開放 性，為學生創造性思維創設更多空間。在當前基礎教育課程改革浪潮中，改造傳統的技術教育，增設具有時代特征的技術類課程，己成為課程改革的主流取向。四、3D創意設計軟件簡介基于工業級3D設計軟件中望3D內核，專門為中小學生呈現設計創意 而開發，更簡單、更輕松、更清晰。大大提升了中小學生學習和運用 3D設計軟件進行創意表達的效率。從二維草圖或三維實體均可起步 開始3D創意設計，源于堅實的系統架構，使設計可以不斷深入

8、，并 與生產加工緊密結合，確保設計與現實接軌。讓學生在“學中做，做 中學”，便捷的3D打卬功能，利用3D打印機快速成型，更能輕松體 驗和分享成果。五、三維打卬課程建設內容而向四年級以上學生基于三維設計及三維打卬的課外活動或活例如 名學生一組進行教學及活動開展，以探究式的活動任5動小組，3名 或務設置、豐富的視聽資料為引導，采用三維設計基本概案例針對小學生三維設計課程的主要內容展開, 念和配套案例相結合的方式，旨在通過一系列的案例講解，將三維設 計3D的基本概念和軟件操作步驟融入其中，讓同學們可以直觀地了 解中望軟件功能，迅速掌握三維設計在課堂中的運用。課程中的案例經過精心篩選和編排，將三維的概

9、念設計和產品創新充分 結合，增加了課程的趣味性，擴展了設計思路，使同學們可以在學習三 維設計的過程中體會到創造的樂趣。實現學中做，做中學。下面是一個 體驗大綱：節校第1本課程展示三維打卬技術發展現狀三維設計與三維打印技術簡介，設計課程在全國教育或示范城市的應用現狀。3D與前景，打印機設備介紹及操作。3D課程目標介紹和模型文件格式保存和介紹，安排案3D節2、3課程目錄的介紹，及第。主要通過拉伸和拉伸切除的校本課程例，笛子（為一個裝配主體）安排時間為學生打卬作品功能實現講解各案例抽拉笛為一個裝配體，由抽拉桿、節第和笛子組成，4、5組件主要通過拉伸和拉伸校本課程切除的功能實現第5節校后續思考：我們可

10、以在笛子的基礎上改變笛子的長短，來得 本課到不同的聲音或開動腦筋自己設計一個屬于自己的樂器。安排時間為學生打印部分作品第7、8節案例講解吸附式花盆：主要通過拉伸功能實現校木課程節、10第9.現能轉過耍盆式掛講案例解鉤花主通旋功實校本課程12第11、案列講解杯托：主要通過放樣、掃掠和拉伸的功能實現。課節木校程14、第13：為一個裝配體，由盒蓋和盒體組案例抽拉盒（小馬迷宮） 課節校木最后由裝各組件主要通過拉伸和拉伸切除的功能實現成,。 程配功能實現展示相關的三維打印作品和同學探討對三維設計和三維打15次節第卬的理解及認識。校木課程六.3D打印機介紹1、桌面式3D打印機便攜式桌面3D打印設備，機身簡

11、潔、性能完備，可方便的直接打印 出各類模型實物，適用于多個行業領域，更為個人、家庭等用戶提供 高效解決方案，滿足不同人群的特殊需求。UP Plus 2是基于2010 年版UP Plus第一代產品，推出的新一代產品。產品提供了自動調整 打卬平臺的高度，自動調整打印平臺的水平等全新功能，為用戶提供 了更加方便的3D打印體驗。全中文操作界面，傻瓜式操作，支持一 鍵打卬。使用PLA高分子有機材料耗材，完全無毒無害噴嘴數量：單噴嘴直徑：0. 4mm成型尺寸：dia220*300最小層高：0. 1 mm定位精度：XYZ軸0.01 mm打印速度:120 mm/s空程速度：200 mm/s噴嘴溫度：最高250

12、度熱床溫度：最高120度耗材類型：PLA,ABS耗材直徑：1.75mm支持語言：英文配套軟件：CURASTL, OBJ 文件格式：mega 2560控制芯片：2.專業級桌面打印機252mm(W)x 199mm(L)x 150mm(H)成型大小：支撐：智能支撐生成0. 1-0. 40 mm成型層厚：成型材料：PLA系統運行環境：Win XP/Vista/7/8設備尺寸：寬528 x長441x高410mm；打卬前準備耗時：5分鐘鏈接方式：USB、網線、wifi產品主要技術參數數單單價）合計）名稱量位元（元（三維設計軟件）；1、一個機房（34節點以上、基于精確 尺寸建模的三維設計軟件，2打印及激光

13、切割文件格式數據輸支持3D出；軟件內 置邊學邊用功能，學生可在軟件內根據提 供的案例一步一步模仿操作自學軟件； AVI軟件內可進行裝配動畫編輯并輸岀3、 視頻；4、軟件內置一鍵3D打印功能，無 需中間3D打印；格式轉換直接、支持曲 面修復和縫合功能，提供自動5縫合、閉 合邊空隙、閉合縫隙、閉合邊、填充縫隙 等破面修補命令；、支持浮雕效果和變形功 能，可以讓圖6片變成生動的立體圖形。 通過圖片來映射出模型表面凹凸的建模效 果，是真正具有凹凸特征的造型屬性，不 是簡單的渲染效果。1套1200001200003D打253*199*150打印尺寸：2臺3000060000卬機1噴頭數量：PLA打卬材料

14、：USB連接支持： w辻i 和 MakerbotAPPstore,和用 ipad 直接 下載五代機器連接就可以直接操作，將手 畫的3D圖打卬出來變為,成型0.4mm噴嘴數量：單，噴嘴直徑：，0. 1 mm 尺寸：dia220*300,最小層高：， 打印速度：0.01 mm定位精度：XYZ軸， 噴嘴溫200 mm/sl20 mm/s,空程速度：120 度，熱床溫度：最高度：最高2501.75耗材直徑:耗材類型:PLA, ABS,度，mm,支持語言：英文，配套軟件：CURA2560OBJ,控制芯片：mega文件格式：STL,2臺600012000擬虛雕刻機（WxHxD） 26. 54 x 1.緊湊的力反饋工作空間24. 13 x 8. 89cm 0. 084mm 2.位置分辨率： 理論上的高低3.底座直徑（圓的基 礎）：13. 97cml7. 78cm:USB 2.0全速接口能力4.連接方式直鏈,4間在量大5.最力（中