《3D打印创新设计实例教程》【教案】学习领域八投石车设计

深圳市沙井职业高级中学ShenzhenShajingoccupationseniorhighschool深圳市沙井职业高级中学ShenzhenShajingoccupationseniorhighschool教案课题名称任务八投石车设计课型理实一体化课时10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.了解投石车设计思路和绘制过程；2.熟练掌握3DOne等软件基本知识和常用命令的使用知识；3.熟练掌握产品造型与数字化设计方面的知识；4.熟练掌握3D打印成型设备装调知识；5.熟练掌握公差与配合相关知识；6.掌握安全操作与劳动保护知识。能力目标1.能够将投石车绘制为三维模型；2.能够熟练操作草图、拉伸、装配和组合编辑命令；3.能够掌握投石车设计基本过程；4.能够掌握装配过程中配合的种类5.具有在设计定位基础上，用手工绘图表达设计创意能力6.具有对设计产品的质量进行监控能力7.具有根据成型材料特性的不同判断出不同模型最适宜的成型方式能力重点难点教学重点：投石车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1FDM式3D打印机一台255mm*205mm*205mm12电脑一台133D打印ABS蓝色耗材若干软件资源：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：投石车是利用杠杆原理抛射石弹的大型人力远射兵器，它的出现，是技术的进步，也是战争需要，主要用来攻城和野外作战。同学们可以查阅相关资料完成投石车设计吗？提问：教师提问：那么你能想到的投石车都有哪几种类型呢？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、项目分析秦弓弩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）投石车的设计思路？（2）设计投石车需要自己具备什么样的能力？（3）投石车原理是什么？2．制定计划思考一下：你设计投石车的思路和呈现方式？做出决策根据古代战场投石车复原图为设计依据，进行投石车设计，主要要求能够满足使用功能，连接部分运动顺畅，大小合适。付诸实施根据相关决策要求，各位同学手绘出草图，确定投石车的大致形状、尺寸以及装配方式。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。评价绩效（1）完成情况根据决策要求评价自己的工作下次此环节怎样可以做得更好？从这个环节中您学到了什么？环节成果展示——投石车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打印机选用原则是什么？（2）3Doneplus软件优点有哪些？（3）ug软件主要功能有哪些？2．制定计划根据投石车设计大小来确定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—3Doneplus软件优点讲解展示？三、典型工作环节3实施计划1．搜集资讯（1）3DOnePlus2.2软件中主菜单命令有哪些，并说明其作用？（2）3DOnePlus2.2软件平面草图绘制中预制文字命令的用法？（3）3DOnePlus2.2软件中特殊功能中圆柱折弯命令操作方法？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手绘图纸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，首先将手绘图纸中各特征部分进行划分，确定绘图指令，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—软件中投石车建模步骤展示四、典型工作环节4进行装配1．搜集资讯（1）了解软件中装配相关命令，了解过盈连接的装配方式？（2）机械装配原则有什么？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车身为第一装配件，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—投石车装配过程展示？五、典型工作环节5展示成果1．搜集资讯（1）如何展示投石车设计全过程？（2）如何展示投石车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、装配动画、用户使用情况说明书和展示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——投石车设计全过程展示。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，积极思考拓展训练投石车形式多样，主要的有扭力式和配重式，我们的案例是扭力式投石车，配重式投石车射程很远，有记载在耶路撒冷围城战中这种投石机把25KG的石块打出了近400米，请同学们查阅相关资料设计一个配重式投石车。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