运用3D打印技术解决“正投影与三视图”教学的困境

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3D打印技术中遇到的常见问题解析

3D打印技术中遇到的常见问题解析

3D打印技术中遇到的常见问题解析3D打印技术是一种创新的制造方法,它可以通过逐层堆叠材料,生成三维实物。

然而,在实践中,人们常常会面临一些常见问题,这些问题可能会导致打印失败或打印质量下降。

因此,在使用3D打印技术时,我们需要了解并解决这些问题。

本文将详细解析在3D打印技术中常见的问题以及解决方法。

1. 打印物变形在3D打印过程中,打印物的变形是一个常见的问题。

这主要是由于材料的热胀冷缩、内部应力以及打印参数设置不当等原因导致的。

解决这个问题的方法有:在打印过程中增加支撑结构以减轻内部应力,调整打印温度和速度,以及优化打印参数等。

2. 打印物表面质量差打印物表面质量差是另一个常见问题,它可能表现为层与层之间的不粘连、外观不平整等。

这通常是由于打印头与打印床之间的间隙不合适、打印温度过高或过低、打印床不平等等原因引起的。

解决这个问题的方法包括:调整底板温度,增加打印床的粘度,确保打印床平整,以及定期清洁打印头等。

3. 支撑结构难以去除为了支撑打印物形状,我们通常需要添加支撑结构。

然而,这些支撑结构可能会难以去除,导致表面损坏。

解决这个问题的方法包括:优化支撑结构的设计,选择易于去除的支撑材料,以及使用适当的工具和方法去除支撑结构等。

4. 打印材料选择困难有时候,在选择适合的打印材料时可能会遇到困难。

不同的材料具有不同的特性,例如强度、耐热性、可溶性等。

正确选择打印材料对于获得满意的打印结果至关重要。

为了解决这个问题,我们需要考虑打印物的使用环境和要求,研究不同材料的性能,并选择最合适的材料。

5. 打印速度慢有时候,3D打印过程可能会非常缓慢,这给项目的进展带来困扰。

通常情况下,打印速度受到打印机性能和设置的限制。

为了提高打印速度,我们可以选择更高速度的打印机,优化打印参数,或者在不影响质量的前提下调整层高和填充密度。

6. 模型精度问题模型精度是3D打印的核心要素之一。

有时候我们可能会遇到模型尺寸偏离设计要求的情况。

3D打印技术的使用中常见问题解析

3D打印技术的使用中常见问题解析

3D打印技术的使用中常见问题解析随着科技的日益发展,3D打印技术在各个领域中得到了广泛应用。

它为我们带来了许多便利和创新机会,但在使用过程中也存在一些常见问题。

本文将针对这些问题进行解析,帮助大家更好地理解和应对3D打印技术的使用中可能遇到的挑战。

一、模型设计问题1.模型结构不合理有时在设计3D打印模型时,会遇到模型结构不合理的情况。

这可能导致打印过程中出现支撑材料过多或者模型不稳定的问题。

解决这个问题的方法是优化模型结构,确保其能够在打印过程中保持稳定和平衡。

2.模型尺寸过大或过小在模型设计过程中,必须要考虑到打印机的打印能力和限制。

如果模型过大超出了打印机的打印范围,就无法进行打印。

相反,如果模型过小会导致打印精度降低或者出现不完整的情况。

因此,在设计模型之前要了解打印机的尺寸范围,并合理选择模型的尺寸。

二、材料选择问题1.材料的耐热性不足在使用3D打印技术时,要根据实际应用需求来选择合适的材料。

例如,如果需要打印出耐高温的零件,就要选择具有良好耐热性的材料。

否则,打印出的零件可能会在高温环境下变形或损坏。

2.材料的附着力不足在打印过程中,模型的附着力是非常重要的。

如果模型无法牢固地附着在打印平台上,就有可能导致施工失败。

解决这个问题的方法包括调整打印机的打印参数,例如温度、速度等,并使用特殊的材料或者额外的附着剂来增强模型与打印平台的附着力。

三、打印过程问题1.打印速度过快或过慢打印速度是影响3D打印质量和效率的重要因素之一。

如果打印速度过快,可能会导致打印过程中出现振动或失真的情况。

而如果打印速度过慢,可能会导致打印时间过长,效率低下。

因此,在打印过程中要根据具体的材料和模型选择合适的打印速度。

2.打印精度不够高3D打印技术的一个重要指标就是打印精度。

如果打印精度不够高,就会影响到打印出的零件的质量和精度。

出现这个问题的原因可能是打印机的调试不当,打印材料的质量不好,或者模型结构存在问题。

3D建模与打印技术在教育中的应用 - 教案

3D建模与打印技术在教育中的应用 - 教案

3D建模与打印技术在教育中的应用教案一、引言1.13D建模与打印技术的定义1.1.13D建模:利用软件创建三维物体的过程1.1.23D打印:将三维模型转化为实体物体的技术1.1.3教育应用:将3D建模与打印技术融入教学活动1.1.4目的:提高学生的创新能力、实践能力和科技素养1.23D建模与打印技术的发展背景1.2.1科技进步:计算机技术和材料科学的快速发展1.2.2教育需求:培养学生适应未来社会的技能和素养1.2.3国家政策:鼓励创新教育和科技教育的发展1.33D建模与打印技术在教育中的应用现状1.3.1国内外应用情况:全球范围内逐渐推广和应用1.3.2教育阶段:从小学到大学,不同阶段的应用案例1.3.3学科领域:跨越多个学科,如科学、数学、艺术等1.3.4教学效果:提高学生的学习兴趣、实践能力和创新能力二、知识点讲解2.13D建模的基本概念和原理2.1.1三维坐标系:理解三维空间中的位置和方向2.1.2几何建模:通过几何形状构建三维模型2.1.3曲面建模:通过曲面复杂的模型2.1.4参数化建模:通过参数调整模型形状和大小2.23D打印技术的原理和过程2.2.1打印材料:了解不同类型的3D打印材料2.2.2打印过程:从三维模型到实体物体的转化2.2.3打印技术:了解不同类型的3D打印技术2.2.4后处理:对打印出的物体进行加工和处理2.33D建模与打印技术在教育中的应用案例2.3.1科学实验:通过3D打印制作实验器材和模型2.3.2数学教学:利用3D建模和打印解决数学问题2.3.3艺术创作:通过3D建模和打印创作艺术品2.3.4工程设计:利用3D建模和打印设计产品原型三、教学内容3.13D建模与打印技术的教学目标3.1.1知识目标:掌握3D建模和打印的基本概念和原理3.1.2技能目标:学会使用3D建模和打印软件3.1.3思想目标:培养学生的创新思维和实践能力3.1.4情感目标:激发学生对科技和创新的兴趣和热情3.23D建模与打印技术的教学内容3.2.13D建模软件的使用:学习使用常见的3D建模软件3.2.23D打印机的操作:学习操作3D打印机并打印模型3.2.33D建模与打印的应用案例:分析不同领域的应用案例3.2.4创新项目设计:设计并实现一个创新项目3.33D建模与打印技术的教学方法3.3.1理论教学:讲解3D建模和打印的基本概念和原理3.3.2实践教学:动手操作3D建模软件和打印机3.3.3项目教学:通过项目设计培养学生的实践能力3.3.4合作学习:鼓励学生之间的交流和合作3D建模与打印技术在教育中的应用教案四、教学目标4.1知识与技能目标4.1.1了解3D建模与打印技术的发展历程和应用领域4.1.2掌握3D建模软件的基本操作和3D打印机的使用方法4.1.3能够独立完成简单的3D模型设计和打印4.1.4通过实际操作,理解3D建模与打印的原理和技术特点4.2过程与方法目标4.2.1培养学生的观察能力和创新思维能力4.2.2提高学生的动手能力和问题解决能力4.2.3通过小组合作,培养学生的沟通能力和团队协作能力4.2.4通过项目实践,提高学生的自主学习能力和实践操作能力4.3情感态度与价值观目标4.3.1增强学生对科学技术的兴趣和好奇心4.3.2培养学生的创新意识和实践精神4.3.3提高学生对未来科技发展的认识和适应能力4.3.4培养学生的环保意识和可持续发展观念五、教学难点与重点5.1教学难点5.1.13D建模软件的高级功能和使用技巧5.1.23D打印机的故障排除和材料选择5.1.33D模型设计的创新性和实用性5.1.43D建模与打印技术在跨学科应用中的融合5.2教学重点5.2.13D建模与打印的基本概念和原理5.2.23D建模软件的基本操作和3D打印机的使用方法5.2.33D模型设计的基本原则和技巧5.2.43D建模与打印技术在教育中的应用案例六、教具与学具准备6.1教具准备6.1.13D建模与打印技术的教学课件6.1.23D建模软件和3D打印机的操作手册6.1.33D打印机的维护和保养工具6.1.43D建模与打印技术的教学视频和案例库6.2学具准备6.2.1学生用计算机或平板电脑6.2.23D建模软件的安装包和许可证6.2.33D打印机的打印材料和备用配件6.2.4设计图纸、量尺和手工工具七、教学过程7.1课堂导入7.1.1通过展示3D打印的实物,引起学生的兴趣7.1.2讲解3D建模与打印技术的发展和应用7.1.3提出本节课的教学目标和内容7.1.4引导学生思考3D建模与打印技术在生活中的应用7.2知识讲解与实践操作7.2.1讲解3D建模与打印的基本概念和原理7.2.2演示3D建模软件和3D打印机的操作方法7.2.3学生分组进行3D建模和打印的实践操作7.2.4教师巡回指导,解答学生在操作中遇到的问题7.3项目设计与展示7.3.1学生分组讨论,确定3D建模与打印的项目主题7.3.2学生进行项目设计和模型制作7.3.3学生展示自己的项目成果,进行互相评价3D建模与打印技术在教育中的应用教案八、板书设计8.13D建模与打印技术的基本概念8.1.13D建模的定义和原理8.1.23D打印的定义和原理8.1.33D建模与打印技术的应用领域8.1.43D建模与打印技术的教学目标8.23D建模与打印技术的教学流程8.2.1课堂导入:引入3D建模与打印技术8.2.2知识讲解与实践操作:讲解基本概念和原理,演示操作方法8.2.3项目设计与展示:分组讨论,项目设计,成果展示8.33D建模与打印技术的教学资源8.3.1教学课件和视频8.3.23D建模软件和3D打印机8.3.3设计图纸和手工工具8.3.4教学案例库和项目库九、作业设计9.13D建模与打印技术的理论知识9.1.13D建模与打印的基本概念和原理9.1.23D建模软件和3D打印机的操作方法9.1.33D建模与打印技术的应用领域9.1.43D建模与打印技术的教学目标9.23D建模与打印技术的实践操作9.2.1使用3D建模软件设计简单的模型9.2.2使用3D打印机打印设计的模型9.2.3分析3D建模与打印技术在生活中的应用9.2.4设计一个创新的3D建模与打印项目9.33D建模与打印技术的拓展延伸9.3.1研究一个感兴趣的3D建模与打印技术领域9.3.2参观一家3D打印公司或实验室9.3.3参加一个3D建模与打印的竞赛或活动9.3.4设计一个与环保或可持续发展相关的3D建模与打印项目十、课后反思及拓展延伸10.1教学反思10.1.1分析学生在课堂上的参与度和学习效果10.1.2反思教学方法和教学内容的适用性10.1.4提出对教学方法和内容的改进建议10.2拓展延伸10.2.1引导学生参加3D建模与打印的竞赛或活动10.2.2鼓励学生进行跨学科的3D建模与打印项目10.2.3提供更多的3D建模与打印技术的教学资源10.2.4鼓励学生进行创新性的3D建模与打印项目设计重点关注环节的补充和说明:1.课堂导入:通过展示3D打印的实物,引起学生的兴趣,激发学生的学习动机。

3D打印机在教学中的作用

3D打印机在教学中的作用

3D打印机在教学中的作用
引言
3D打印技术作为一项创新的制造技术,已经逐渐在教育领域
中发挥重要的作用。

本文将探讨3D打印机在教学中的优势,并讨
论其潜在的应用领域。

优势一:激发学生的创造力和创新思维
通过使用3D打印机,学生可以将设计理念转化为真实的物体。

这种实践性的研究方法激发了学生的创造力和创新思维能力。

学生
可以通过设计和制造自己的模型,从而提高解决问题和创新的能力。

优势二:提供实践机会加深学生的理解
3D打印机可以帮助学生将抽象的理论知识转化为具体的物体。

例如,在工程学课程中,学生可以使用3D打印机来制造各种机械
零件,以更好地理解其功能和作用。

这种实践机会可以帮助学生更
深入地理解知识,并提高研究效果。

优势三:提供个性化研究体验
3D打印机可以根据学生的需求和兴趣制作定制化的教学工具。

教师可以根据学生的研究进度和兴趣设计和打印相关的教具和模型。

这种个性化的研究体验可以激发学生的研究兴趣,并提高他们的研
究积极性。

潜在应用领域
除了普通的科学和工程学科,3D打印机还可以在许多其他学
科中发挥作用。

例如,在生物学课程中,学生可以使用3D打印机
制作人体器官模型,以便更好地了解人体结构。

在地理学课程中,
学生可以使用3D打印机制作地图模型,以帮助他们更好地理解地
理信息。

结论
综上所述,3D打印机在教学中具有明显的优势,可以激发学
生的创造力、提供实践机会,并提供个性化的学习体验。

未来,我
们可以预期3D打印技术在教育领域中的应用将更加广泛。

三d打印技术论文

三d打印技术论文

三d打印技术论文3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命的重要标志”,下面小编给大家分享三d打印技术论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。

三d打印技术论文篇一3D打印技术摘要:3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。

本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析,对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。

关键词:3D打印;应用现状;教学领域1 引言3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命的重要标志”,以其“制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。

近年来,随着3D打印技术的逐步成熟、精确,打印材料种类的增加,打印价格的降低,3D打印得到了快速发展,应用领域不断增加,不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用,也逐渐进入了公众视野,走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所,在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用,作为教育工作者,本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上,重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。

2 3D打印概述2.1 3D打印原理3D打印(3D printing,又称三维打印),是利用设计好的3D模型,通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。

一般来说,通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2],其中3D虚拟模型,可以是利用扫描设备获取物品的三维数据,并以数字化方式生成三维模型,或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型,有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型,比如123D Catch[3]。

2.2 3D打印的优势与传统制造技术相比,3D打印不需事先制模,也不必铸造原型,大大缩短了产品的设计周期,减少了产品从研发到应用的时间,降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险,使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单,产品也更能凸显个性化。

3D打印技术在教育中的应用

3D打印技术在教育中的应用

3D打印技术在教育中的应用一、引言随着科技的不断发展,3D打印技术在教育中的应用也越来越广泛。

通过3D打印技术,学生们能够更加直观地理解各种概念,从而更加深入地学习知识。

本文将探讨3D打印技术在教育中的应用,包括其优点、挑战以及发展前景。

二、3D打印技术在教育中的应用1. 课堂教学3D打印技术在课堂教学中有很多应用。

例如,可以使用3D打印机来打印出特定的器物,以帮助学生更好地理解各种概念。

例如,在化学课上,学生们可以打印出分子模型以帮助他们更好地了解原子和分子之间的关系。

在历史课上,可以打印出古代建筑模型,以帮助学生更加了解各种文明。

另外,3D打印技术还可以用来制作课程材料。

例如,在生物课上,教师可以使用3D打印机来制作一些包括动物、植物、组织和器官的模型,以帮助学生更好地了解自然界的复杂性。

2. 科研实验3D打印技术也可以用于科研实验。

例如,在物理学和工程学方面,可以使用3D打印技术来打印出各种实验器材和机器部件,这有助于教师将各种概念更好地传授给学生。

同时,由于学生们可以亲手制作和定制各种实验器材,他们也能更好地理解实验的实质,增加探索性思维。

3. 创意设计3D打印技术还可以用于帮助学生进行创意设计,如建筑、工业设计等。

学生们可以使用3D打印机来制作出原型,从而更好地理解设计理念和建筑方案。

使用3D打印机打印出来的物品具有更高的精度和复现性,更能够反映出学生的创意设计原意。

三、3D打印技术在教育中的优点1. 增强学生的想象力和创造力。

3D打印技术使得学生可以将他们的想象快速付诸实践,他们可以通过CAD设计软件设计物品并快速制作出实物,这将有助于学生形成独到的想象力和开放性的创造力。

2. 增强学生的实践能力。

通过3D打印技术,学生不仅可以将知识融会贯通,更可以将理论知识转化为实际操作能力,使学生的实践能力得到增强。

此外,学生还可以通过3D打印技术完成一些小组或个人项目,这有助于培养学生的团队协作能力。

3D打印技术的挑战和发展解决思路

3D打印技术的挑战和发展解决思路

3D打印技术的挑战和发展解决思路引言随着科技的不断进步和创新,3D打印技术逐渐成为全球制造业中的重要一环。

然而,随之而来的是一系列的挑战,包括材料限制、效率低下以及知识产权问题等。

面对这些挑战,各方正在积极探索解决之道,并寻求发展和改进该技术。

本文将深入探讨目前3D打印技术所面临的挑战,并提出相应的解决思路。

1. 材料选择与性能限制1.1 塑料材料选择由于成本低廉和易于加工等优点,塑料是当前最主要且常用的3D打印材料。

然而,在强度、耐热性和耐化学腐蚀性等方面存在一定限制。

1.2 新型材料研发积极推动新型3D打印材料研发,如金属、陶瓷、生物可降解聚合物等。

这将扩大材料选择范围,并提供更广阔的应用领域。

1.3 复合材料的使用利用复合材料,将不同性能的材料结合在一起,可增强打印件的机械性能和耐久性。

通过混合金属和塑料等材料,可以提高产品质量和功能。

2. 打印速度与效率低下2.1 激光快速成型技术使用激光快速成型技术来替代传统熔化堆积制造工艺,可以大幅提高打印速度和效率。

2.2 并行打印技术通过引入并行打印技术,多台3D打印机同时工作,可以实现多任务并行执行,提高整体生产能力。

2.3 加热传导改善提高加热传导系数和加热效果,减少制品形变和内部应力,并有效缩短加热时间。

3. 知识产权问题与保护3.1 法律法规的完善当前针对3D打印技术的知识产权保护还不够健全。

相关政策应得到完善,以确保创新者能够获得相应的收益。

3.2 数字版权技术使用数字版权技术,对3D打印的数字模型进行加密保护,防止非法复制和盗用。

3.3 区块链技术应用利用区块链技术记录并追踪制造和交易过程中的信息,确保知识产权的安全性和可追溯性。

4. 设计能力与创新4.1 增强设计人才培养提供相关专业教育、培训和研发机构支持,培养更多有才华和创造力的设计人才。

4.2 跨学科合作与开放创新鼓励不同学科领域之间的合作与交流,推动创新理念和方法的跨界融合。

《三视图》教学反思

《三视图》教学反思

《三视图》教学反思1、本节内容的重要性:在过去的教学中,本节内容容易忽视,对于三视图形成过程美有说透,在接下来的教学中就容易被动,如点的可见性等学生就容易出错。

本节内容却是贯穿本课程的基础。

2、教学方法手段上,三视图的形成的敬爱学要重视过程的教学,要把三视图的形成过程一个个步骤展示给学生,一方面可以使用多媒体展示,但更要多画板画,从立体图样,投影,展开成三视图,一步步完成,有利于学生理解。

在教学过程中重视让学生发挥空间想象。

最后让学生心中有数。

3、本节的重点难点要强调,三视图中的方位关系的讲解中,特别注意讲清楚为什么在各视图中只能反映两个方位,另外一个方位上仕途是积聚的无法判断。

讲投影规律长对正,高平齐,宽相等中宽相等时难点,把这宽比喻为跑到很好,因为跑道在拐弯处宽度是不变的。

我在这点上还有待加强。

一、设计的初衷:1.课题:《技术与设计1》,三视图2.《通用技术课程标准》中对三视图内容的教学标准:能识读三视图,能绘制简单的三视图。

3.教学设计构思:借鉴研究性学习的方法,学习三视图的理论知识。

帮助学生自建三投影面体系,利用实验台上的物体模型,观察体验、研究讨论学习,培养学生的识图能力。

采用由简单物体三视图的画法入手,由简至繁,循序渐进,训练学生基本绘图能力。

采用自学辅导与教师讲授相结合;案例解说与实践练习相结合的教学方法。

4.学情分析:有关物体投影的知识,学生没有接触过,只有数学学科在高中二年级课程(立体几何)涉及到。

因而本节有关工业制图的知识,例如,物体投影的绘画方法,三视图的原理及画法,对于高中一年级学生而言在理解上会有一定的难度。

5.教材分析:本小节在“设计的表达与交流”章节中是比较重要的内容,三视图在工业设计中是最常见的技术语言。

根据课标要求,学生能够识读三视图,绘制简单的三视图。

本节教学内容实践性强,而且要求用图样准确表达设计意图,对学生的动手能力要求很高。

尤其是三视图等工业制图知识内容,非常抽象;学生缺乏相关的投影知识,因此理解会有难度。

3D打印的局限性及解决方法探讨

3D打印的局限性及解决方法探讨

3D打印的局限性及解决方法探讨近年来,3D打印技术的发展引起了广泛关注,被认为是一项具有革命性潜力的技术。

然而,就像任何新兴技术一样,3D打印也存在一些局限性。

本文将探讨3D打印的局限性,并提出一些解决方法。

首先,3D打印的材料选择有限。

目前可用于3D打印的材料主要包括塑料、金属和陶瓷等。

虽然这些材料可以满足许多应用的需求,但对于一些特殊领域,如生物医学和电子器件制造,需要更多种类的材料。

解决这个问题的方法之一是开发新的3D打印材料,例如生物可降解材料和导电材料,以满足不同行业的需求。

其次,3D打印的速度相对较慢。

3D打印一个复杂的物体可能需要几个小时甚至几天的时间。

这对于需要大量生产的行业来说是一个挑战,如汽车和航空航天领域。

为了提高3D打印的速度,一种解决方法是采用多头打印技术,即同时使用多个打印头进行打印。

另外,提高打印机的精度和稳定性也可以加快打印速度。

此外,3D打印的打印精度有限。

由于打印过程中的一些因素,如材料收缩和打印头的误差,3D打印出的物体往往存在一定的尺寸偏差和表面粗糙度。

对于一些需要高精度的应用,如微型零件和医疗器械,这是一个问题。

为了提高打印精度,可以采用先进的打印头技术和优化的打印参数。

此外,结合其他加工工艺,如CNC加工和表面处理,可以进一步提高打印物体的精度。

另一个局限性是3D打印的尺寸限制。

由于打印机的大小和打印床的限制,3D打印出的物体的尺寸通常有限制。

对于需要打印大型物体的行业,如建筑和船舶制造,这是一个挑战。

为了解决这个问题,可以采用分段打印的方法,即将大型物体分成若干个小部件进行打印,然后再进行组装。

此外,开发更大尺寸的3D打印机也是一个解决方法。

最后,3D打印的成本相对较高。

目前,3D打印机的价格仍然较高,对于一些中小型企业和个人用户来说,投资成本较高。

此外,3D打印材料的价格也相对较高。

为了降低成本,可以采用经济实惠的3D打印机和材料,或者采用共享经济模式,即通过共享打印机和材料来降低成本。

3d打印 教案

3d打印 教案

3d打印教案3D 打印教案一、教学目标1、让学生了解 3D 打印的基本概念和工作原理。

2、帮助学生认识 3D 打印在不同领域的应用。

3、使学生掌握简单的 3D 建模软件的操作方法。

4、培养学生的创新思维和实践能力。

二、教学重难点1、重点(1)3D 打印的原理和流程。

(2)3D 建模软件的基本操作。

2、难点(1)如何引导学生将创意转化为实际的 3D 模型。

(2)解决学生在 3D 打印过程中可能遇到的技术问题。

三、教学方法1、讲授法讲解 3D 打印的相关知识,包括概念、原理、应用等。

2、演示法通过实际操作演示 3D 建模软件和 3D 打印机的使用方法。

3、实践法让学生亲自动手进行 3D 建模和打印,在实践中掌握技能。

四、教学过程1、导入(5 分钟)通过展示一些 3D 打印的成品,如玩具、饰品、工具等,引起学生的兴趣,提问学生是否知道这些物品是如何制作出来的,从而引出本节课的主题——3D 打印。

2、知识讲解(20 分钟)(1)介绍 3D 打印的概念3D 打印是一种快速成型技术,它以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体。

(2)讲解 3D 打印的工作原理3D 打印的工作原理类似于喷墨打印机,但喷出的不是墨水,而是材料。

首先,通过计算机辅助设计(CAD)软件或 3D 扫描设备创建一个三维数字模型。

然后,将模型切成一系列的薄层,3D 打印机根据这些薄层的信息,逐层堆积材料,最终形成一个三维实体。

(3)介绍 3D 打印的应用领域医疗领域:可以打印假肢、牙齿、骨骼等医疗用品。

工业领域:用于制造模具、零部件等。

艺术领域:创作雕塑、艺术品等。

教育领域:辅助教学,培养学生的创新能力。

3、软件操作演示(20 分钟)(1)选择一款简单易用的 3D 建模软件,如 Tinkercad。

(2)打开软件,向学生展示软件的界面和基本工具,如绘制形状、拉伸、旋转、组合等。

(3)通过实例演示如何创建一个简单的 3D 模型,如一个杯子。

3D打印行业的困难及解决方案

3D打印行业的困难及解决方案

3D打印行业的困难及解决方案一、 3D打印行业的现状及面临的困难在过去几年中,3D打印技术发展迅速,成为了许多领域的关键工具。

然而,尽管有着广泛的应用前景和无限可能性,3D打印行业仍然面临着一些困难。

1. 技术发展障碍:与其他新兴技术一样,3D打印也存在技术上的难题。

例如,打印速度较慢、材料选择有限、精确性有待提高等。

这些问题直接影响了3D打印技术在实际应用中的可行性和可靠性。

2. 材料缺乏多样性:当前市场上可用于3D打印的材料种类相对有限。

虽然塑料是最常见的材料之一,但对于某些专业领域如医疗和航空航天来说,并不满足其特殊要求。

因此,进一步拓宽材料种类以适应不同需求是一个重要挑战。

3. 维护和后处理困难:在实际使用中,维护和后处理仍然是个大问题。

由于部件复杂性和特殊性,很难进行修复和维护工作。

此外,由于打印的表面光滑度不高,通常需要额外的后处理步骤来达到所需的质量要求。

4. 法律和伦理问题:3D打印技术也引发了一系列法律和伦理问题。

例如,知识产权保护、个人隐私以及打印违禁物品等。

这些问题需要政府、企业和学术界共同努力解决。

以上是目前3D打印行业面临的一些困难,为了推动该行业更加蓬勃发展,我们需要找到切实可行的解决方案。

二、解决方案1. 技术研究与创新:通过持续的技术研究与创新,改进3D打印技术的速度、精确性和材料多样性将成为可能。

投资大型项目以促进急需技术突破,并建立专门的研究机构来推动该领域的发展。

2. 材料开发与应用:加大对新材料开发和应用的支持力度,使其能够满足不同领域和特殊需求。

对于医疗领域来说,可以研发更加安全、可降解且适合体内植入的材料。

对于航空航天领域来说,则需要能够承受极端环境条件的高性能材料。

3. 提高打印质量:进一步提高打印质量是关键。

通过改善打印设备和软件,使其更加稳定、可靠,并具有更高的分辨率和表面平滑度。

同时,开展相关标准和认证,确保所打印物品的质量符合国际要求,增强用户信心。

3D打印技术在高中立体几何教学中的应用研究

3D打印技术在高中立体几何教学中的应用研究

3D打印技术在高中立体几何教学中的应用研究1. 引言1.1 背景介绍立体几何是数学的一个分支,是研究空间中图形、线段、点等几何对象的相互关系的学科。

在高中阶段,立体几何是数学教学的一部分,其目的是帮助学生理解并掌握空间几何的基本概念和技巧。

传统的立体几何教学往往局限于板书和二维图形展示,难以真实呈现空间立体结构,学生对于抽象概念的理解也常常存在困难。

随着现代技术的发展,3D打印技术逐渐应用于教育领域。

通过使用3D打印技术,可以将虚拟的数学概念转化为实际的物体,为学生提供更直观、具体的学习体验。

在高中立体几何教学中,借助3D打印技术可以制作各种立体物体,让学生在触摸、拼接、观察中更好地理解和掌握几何概念,激发他们的学习兴趣和动力。

本研究旨在探讨3D打印技术在高中立体几何教学中的应用实践,分析其优势、挑战以及对教学带来的影响,以期为提升立体几何教学质量和效果提供理论支持和实践参考。

1.2 研究意义立体几何是中学数学中的一个重要分支,它旨在培养学生的几何思维和空间想象能力。

传统的立体几何教学方式往往抽象、理论化,缺乏直观性和实际操作性,导致学生难以理解和掌握相关概念。

在这样的背景下,引入3D打印技术可以为高中立体几何教学带来革命性的变革。

通过利用3D打印技术,可以将抽象的数学概念转化为具体的实物模型,让学生通过触摸和观察来理解数学原理,从而提高他们的学习兴趣和效果。

研究意义在于探讨3D打印技术在高中立体几何教学中的应用,旨在促进立体几何教学的革新和提高学生的学习效果。

通过本研究,可以深入分析3D打印技术在教学中的实际应用效果,总结其优势和挑战,为教育改革和创新提供有益参考。

通过研究,可以为未来的教育教学提供借鉴和启示,推动我国教育改革不断向前发展。

1.3 研究目的研究目的是为了探讨3D打印技术在高中立体几何教学中的应用情况,并分析其对学生学习成效和兴趣的影响。

通过研究,我们可以了解到3D打印技术如何帮助学生更直观地理解立体几何知识,激发他们的创造力和实践能力。

3D打印技术在中职教学的探索与创新

3D打印技术在中职教学的探索与创新

3D打印技术在中职教学的探索与创新【摘要】3D打印技术作为当今新兴技术,正在逐渐在中职教学中得到应用。

本文通过对3D打印技术在中职教学中的应用现状、存在问题、解决方法以及创新实践案例进行探讨,展示了3D打印技术在中职教学中的巨大潜力和发展前景。

通过3D打印技术,中职教学能够实现更加直观的实践教学,促进学生创新思维和实践能力的培养。

未来,随着技术的不断进步,3D打印技术在中职教学中的应用将更加广泛,为教育教学带来全新的可能性。

应用3D打印技术丰富了中职教学的教育手段,为学生提供更多实践机会,进一步激发学生的学习兴趣和创造力,为中职教学的发展注入新的活力。

【关键词】3D打印技术,中职教学,探索,创新,应用现状,问题,解决方法,创新实践案例,发展趋势,教育手段,学生创新思维,实践能力,未来前景。

1. 引言1.1 背景介绍随着科技的不断进步和教育理念的更新,传统的中职教学方式已经无法满足当今社会对人才的需求。

在这样的背景下,3D打印技术应运而生,成为中职教育领域的一大亮点。

3D打印技术是一种通过逐层堆叠材料来制造物体的先进制造技术,可以实现快速、精确、个性化的制作,被广泛应用于工业制造、医疗保健、建筑设计等领域。

在中职教育中,传统的理论教学往往难以激发学生的学习兴趣和实践能力。

而引入3D打印技术后,学生可以通过实际操作设计、制作出自己的作品,从而增强他们的创新能力和实践能力。

3D打印技术还可以为中职教育带来更多的可能性和活力,使教学内容更具实用性和趣味性。

深入探索和研究3D打印技术在中职教学中的应用,成为当前中职教育发展的一个重要方向。

1.2 研究目的研究目的:本文旨在探讨3D打印技术在中职教学中的应用现状及存在的问题,并提出解决问题的方法。

通过对中职教学中3D打印技术的创新实践案例进行分析和总结,旨在为中职学校的教师和管理者提供借鉴,促进教育教学改革和创新。

通过展望未来3D打印技术在中职教学中的发展趋势,探讨其在中职教育中的潜在价值和作用,以期为中职学生提供更加丰富多样的学习体验,培养他们的创新思维和实践能力。

3D打印技术在工程教育中的实践与教学模式

3D打印技术在工程教育中的实践与教学模式

3D打印技术在工程教育中的实践与教学模式工程教育是一门涉及广泛领域的学科,旨在培养学生的创新能力和实践能力。

随着科技的不断发展,3D打印技术逐渐成为了工程教育中一项重要的实践工具。

本文将探讨3D打印技术在工程教育中的实践价值,并对其应用模式进行分析。

一、3D打印技术的实践价值1.1 促进创新思维3D打印技术是将计算机辅助设计(CAD)与数字制造相结合的一项前沿技术。

通过3D打印技术,学生能够将自己的创意快速转化为实际的产品。

这种直接的实践体验能够激发学生的创新思维,培养他们解决问题的能力。

1.2 提升实践操作能力在工程教育中,实践操作是培养学生实际操作能力的关键。

传统的实践操作通常需要大量的物质资源和时间,而3D打印技术则能够极大地减少实践成本。

学生可以通过3D打印技术实际操作各种设计图纸,加深对工程原理的理解,提升实践操作的能力。

1.3 促进跨学科融合3D打印技术的应用不仅涉及工程学科,还涉及计算机科学、材料学、艺术设计等多个学科领域。

通过参与3D打印项目,学生能够接触到不同学科的知识,促进学科之间的融合,培养学生的综合素质。

二、3D打印技术在工程教育中的教学模式2.1 课堂教学结合实践操作在工程教育中,3D打印技术的应用可以与课堂教学相结合,形成一个循序渐进的教学模式。

教师可以通过讲解相关理论知识,引导学生进行实践操作,从而加深学生对工程原理的理解。

2.2 项目式学习项目式学习是一种以项目为驱动的学习方式。

通过3D打印技术,学生可以参与到真实的工程项目中,在实践中学习相关知识和技能。

这种学习方式能够培养学生的团队合作能力和解决问题的能力。

2.3 实践创新实验室建立实践创新实验室是运用3D打印技术进行工程教育的有效途径。

学校可以配备3D打印设备,并提供相关的学习资源和指导,鼓励学生在实验室中进行自主探究和创新实践。

三、3D打印技术在工程教育中的挑战与展望3D打印技术在工程教育中的应用还面临一些挑战,如设备成本高、操作技能要求较高等问题。

3D打印技术的缺点及解决办法

3D打印技术的缺点及解决办法

一、结合现有3D打印技术的研究现状,阐述现有3D打印技术的缺点,以及该缺点的解决办法,针对现有某一种3D打印方法进行改进。

简述3D打印技术未来的发展方向(2000字以上)。

现有3D打印技术的缺点及解决方法1、材料的限制目前主流的3D打印技术可以实现聚合物塑料、某些金属或者陶瓷打印,但目前无法实现打印的材料还非常多。

材料的限制主要表现为两个方面的限制,一方面,目前的3D打印技术可打印的材料种类有限,无法完全适应工业生产中所需的各种各样的材料的打印。

这使得3D打印技术只能应用于一些特定场合,普及推广仍有很大的障碍。

另一方面,针对特定的3D打印机,可打印的材料种类更是特定的几种或几类,这使得针对每种或每类材料,就需要设计专属的3D打印机,通用性不如传统的机械加工好。

虽然目前在多材料打印上已经取得了一定的进展,但除非这些进展达到成熟并有效,否则材料依然会是3D打印的一大障碍。

解决方法:针对以上两方面问题,可以以这样的思路寻求解决方案。

一、研发新材料,这也是国家目前大力发展的方向。

通过研发新型的打印性能好、材料性能还能达到传统材料要求材料,提高3D打印技术的通用性。

二、提高3D打印机本身的通用性。

可以从模块化设计角度出发,本体结构保持一致,对不同种类或类型的材料,只改变部分部件如喷头,而且部件的拆装性能要好,方便更换。

2、打印效率低效率低可以从两个角度进行分析。

一、与传统机械加工比较,机械加工是在毛坯的基础上减材形成,通常毛坯和零件之间相差的材料较少,即需要去除的材料少,加工比较快;而3D打印技术必须将所有零件实体所需材料通过增材方式堆叠,材料体积大。

所以从去除或堆叠得材料体积量来比较,增材的体积量通常比减材的体积量要大。

二、从成型运动方面考虑,传统的机械加工主运动多为旋转运动,而3D打印技术为直线运动,旋转运动更容易达到更大的速度,而且保持一定的稳定性,3D打印技术的扫描运动为直线运动,很难达到较大的速度。

3D打印技术的挑战和发展解决方案

3D打印技术的挑战和发展解决方案

3D打印技术的挑战和发展解决方案概述3D打印技术作为一项革命性的制造技术,正逐渐改变着我们的生活和产业。

然而,随着其应用领域不断扩大,3D打印技术也面临着一系列的挑战。

本文将探讨当前3D打印技术所面临的挑战,并提出相应的解决方案,以促进其持续发展。

一、材料挑战1. 材料选择有限目前,市场上可供选择的3D打印材料相对较少。

这限制了该技术在某些特殊领域的应用。

例如,在医疗领域中,需要具备生物相容性和可降解性质的材料,但目前市场上缺乏这类材料。

解决方案:为了克服该问题,需要加大对新型3D打印材料的研究力度,并促进跨学科合作。

各种领域的专家可以共同研究开发更多种类、更符合特定需求的3D打印材料。

政府可以提供资金支持,鼓励企业进行创新研发。

2. 材料性能不稳定当前,3D打印材料的性能差异较大,且存在着质量波动问题。

这困扰着使用者,并限制了3D打印技术在关键领域的应用。

解决方案:改善材料的稳定性需要完善生产工艺和质量控制。

通过引入更严格的标准和监管机制,推动行业提高原材料的质量,并确保生产过程中的一致性。

同时,建立一个全球统一的认证体系,对符合标准要求的优质材料进行认证。

二、精度挑战1. 打印精度不够高目前,在3D打印过程中无法达到高度精细化的要求。

尤其是在制造微型器件等细小物体时,打印精度不令人满意。

解决方案:为了提高3D打印技术的精度,可以从以下几个方面入手:一是改进设备本身,提升其机械结构和精密控制系统;二是加强软件算法开发,优化打印路径规划和坐标位置控制;三是研究新型纳米材料和纳米级制造技术,以实现更精细的打印效果。

2. 表面质量有待改善由于3D打印过程中的层叠结构,导致打印所得物体表面存在明显的 grooves和 ripples。

这种表面不光滑影响了部件的机械性能和美观度。

解决方案:为了改善3D打印物体的表面质量,可以采取一下几个措施:一是优化打印参数,调整温度、速度等因素以减少层间结合面上的瑕疵;二是采用后处理工艺对物体进行抛光或喷涂等加工,提高其表面光滑度和质感。

3D打印中的常见问题及其解决方法

3D打印中的常见问题及其解决方法

3D打印中的常见问题及其解决方法3D打印技术的不断发展为我们带来了许多创新和便利,但在实际操作中,我们也会遇到一些常见问题。

本文将介绍几个在3D打印中常见的问题,并提供相应的解决方法,以帮助读者更好地应对这些挑战。

1. 打印底座附着问题当我们进行3D打印时,打印物可能会不易从打印底座上取下,或者在打印过程中发生移动。

这通常是由于打印底座与打印物之间的附着力不足所引起。

解决方法:- 使用有机玻璃胶水(如白胶)涂抹在打印底座上,增加附着力。

- 调整打印底座温度,提高其表面温度,使打印物更牢固地附着在上面。

- 在模型底部增加一个附着的支撑结构,以便更好地固定打印物。

2. 打印层间粘合不牢固在3D打印过程中,有时我们会发现打印的不同层之间不够牢固,容易出现与设计不符的断裂或变形。

解决方法:- 调整打印头的温度,确保它足够热,以便在打印时更好地粘合层间结构。

- 选择合适的填充密度。

增加填充密度可以提高结构的牢固性。

- 使用适当的打印参数,例如打印速度和流量控制,以确保每一层都能充分粘合。

3. 打印物的变形问题有时候,我们会发现3D打印过程中打印物发生了变形,造成无法正常使用或组装。

解决方法:- 确保打印底座水平。

使用水平仪器或软件工具来调整打印底座的水平度。

- 使用适当的支撑结构,以防止打印物在打印过程中发生变形。

支撑结构可以在需要的位置提供额外的支撑和稳定性。

- 调整打印温度以避免打印物过度加热而导致变形。

4. 打印质量不佳有时候,我们的输出物可能出现噪点、不平整、表面粗糙等质量问题,影响产品的美观度和使用性。

解决方法:- 检查打印头的清洁状况,确保没有残留物沾附在打印头上。

- 使用合适的打印材料。

不同的打印材料具有不同的特性,选择适合目标打印物的材料能够提高输出质量。

- 调整打印速度和分辨率。

较慢和更高分辨率的打印速度通常会产生更好的打印质量。

5. 打印过程中的堵塞问题在3D打印过程中,打印头可能会发生堵塞,导致无法正常喷头材料。

初中数学几何图形的三维建模与打印尝试

初中数学几何图形的三维建模与打印尝试

初中数学几何图形的三维建模与打印尝试一、三维建模与打印技术概述三维建模是指通过计算机软件创建三维物体的虚拟模型。

这些模型可以是基于真实物体的精确复制品,也可以是完全由想象创造出来的虚构物体。

而三维打印则是一种将数字模型转化为实体物体的制造技术。

它通过逐层堆积材料,将虚拟的三维模型变成现实中可以触摸和观察的实物。

二、初中数学几何图形与三维建模的结合初中数学中的几何图形,如正方体、长方体、圆柱体、圆锥体等,都可以通过三维建模软件进行创建。

以正方体为例,我们可以在建模软件中设定边长等参数,快速生成一个精确的正方体模型。

对于复杂一些的几何图形,如球体与圆柱体的组合,或者圆锥体的截头部分,通过调整参数和运用软件中的工具,同样能够轻松构建。

在建模过程中,学生不仅能够直观地看到几何图形的各个面、棱和顶点,还可以通过旋转、缩放等操作从不同角度观察图形,加深对其结构和特性的理解。

比如,在观察圆锥体时,可以清晰地看到圆锥的侧面展开图是一个扇形,从而更好地理解圆锥的表面积计算方法。

三、三维建模软件在初中数学教学中的应用目前,有许多适合初中学生使用的三维建模软件,如 Tinkercad、SketchUp 等。

这些软件操作相对简单,界面友好,并且提供了丰富的教学资源和教程。

教师可以在课堂上利用这些软件进行演示,将抽象的几何概念转化为生动的三维图像。

例如,在讲解三角形内角和定理时,可以创建不同形状的三角形模型,然后通过测量和计算内角的度数,让学生直观地看到无论三角形的形状如何变化,其内角和始终为 180 度。

学生也可以在课后使用这些软件进行自主学习和探索。

他们可以根据自己的想象创建各种几何组合体,或者尝试解决一些与实际生活相关的几何问题,如设计一个包装盒的形状以最大化利用空间。

四、三维打印技术在初中数学中的实践当学生完成几何图形的三维建模后,就可以通过三维打印机将其打印出来。

在打印之前,需要对模型进行一些必要的设置,如选择打印材料、调整打印精度等。

高中通用技术_利用3DOne探究三视图的形成与绘制教学设计学情分析教材分析课后反思

高中通用技术_利用3DOne探究三视图的形成与绘制教学设计学情分析教材分析课后反思

《利用3Done探究三视图的形成与绘制》一、课标分析:说明技术语言的种类及其应用,识读简单的机械加工图、电子线路图、效果图、装配图等常见的技术图样。

运用手工绘图工具简易绘图软绘制草图、简单的三视图,用恰当的技术语言与他人交流设计思想和成果。

二、教材分析:本节教学内容为地质版普通高中通用技术技术与设计1中第五章制定设计方案中第二节第三部分。

本节内容包括三视图的形成、投影关系及其画法。

通过本节课的学习,不仅可以培养学生的识图能力、空间想像能力、动手实践能力,还可以为下一章的学习奠定基础。

三、学情分析:在初中阶段,学生已经初步接触了正方体、长方体的几何特征以及从不同的方向看物体得到不同的视图的方法。

只接触了从空间几何体到三视图的单向转化,对于三视图的形成原理、投影关系还不清楚,无法准确的识别三视图的立体模型。

对于3Done软件,学生在初中已学习过,知道软件的基本操作。

四、教学目标:1、理解三视图的形成原理。

2、学会用手工绘图工具绘制简单的三视图。

3、学会识读简单的机械加工图,学会用恰当的技术语言与他人交流技术思想和成果。

4、培养图样表达素养,体会技术创新的愉悦情感。

五、教学重、难点:重点:三视图的形成及投影关系难点:三视图的投影关系在绘制三视图中的应用六、教学准备:铅笔、直尺、橡皮、圆规、3DOne Plus 32位七、教学方法:多媒体演示、任务驱动、小组探究八、教学过程:(一)情景导入教师展示一组图片,引导学生观察图片,体会从不同方向观察物体会有不同的形状。

导入本节课的内容。

(二)讲授新课(任务驱动)1、探究三视图的位置关系教师动画演示讲解什么是正投影?打开3Done,将物体放入三投影面体系中,师生共同探讨三视图是怎么形成的。

完成学案中的任务1:(1)、从前向后看,即得V面上的投影,称为()(2)、从左向右看,即得在W面上的投影,称为()(3)、从上向下看,即得在H面上的投影,称为()(4)、利用3DOne将立方体三个投影面的投影展开在一个平面上:主视图在左上方;主视图下方是图;左视图坐落在方;思考:三种视图的位置关系是否可以改变?目的:利用3DOne将立方体放入投影体系中给学生创设虚拟的环境,更好地理解三视图的概念、形成及位置关系。

3D打印技术在高中立体几何教学中的应用研究

3D打印技术在高中立体几何教学中的应用研究

3D打印技术在高中立体几何教学中的应用研究目前,国内外已经有一些学校和教育机构开始尝试将3D打印技术应用到高中数学教学中。

学校在课程设计中加入了3D打印相关内容,教师利用3D打印机制作立体几何的教学模型,帮助学生更直观地理解抽象的数学概念。

一些先进的教学实验室也引入了3D打印技术,为学生提供了实践操作的机会,增强他们的动手能力和创造力。

这些尝试表明,3D打印技术在高中立体几何教学中具有巨大的潜力。

1. 提高学习兴趣高中生对数学常常存在着一定的排斥情绪,因为立体几何这一部分内容往往比较抽象和难以理解。

而通过3D打印技术,教师可以将数学概念具象化,制作出具体的模型,让学生能够直观地感受到数学的乐趣,从而提高他们的学习兴趣。

3. 提升动手能力与创造力3D打印技术需要学生通过计算、设计、操作打印机等一系列过程,这样的操作过程有助于提升学生的动手能力和解决问题的能力。

学生在3D打印技术中有更多的创造空间,能够设计自己的模型,并通过打印机实现,这样的过程也有利于培养学生的创造力。

1. 教师利用3D打印技术制作教学模型教师可以通过3D建模软件设计出各种立体几何模型,然后使用3D打印机进行打印。

这样的模型可以直观地展现出各种空间立体图形的特点,有助于引发学生的兴趣和理解。

2. 设计相关实践操作项目教师可以设计一些与立体几何相关的实践操作项目,让学生亲自动手操作3D打印机,制作自己设计的模型。

这样的实践操作有助于培养学生的动手能力和解决问题的能力,同时也能够增强他们的学习体验。

3. 引入跨学科项目在立体几何教学中,教师可以引入一些与其他学科相关的项目,例如设计一个餐桌的空间立体图形、制作一个复杂的建筑模型等。

通过这样的跨学科项目,学生不仅能够学习数学知识,同时也能够了解其他领域的知识,增强他们的综合素养。

3D打印技术在高中立体几何教学中可以带来一系列的实践效果。

学生的学习兴趣会显著提高,他们对数学的认识也会更加深刻。

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运用3D打印技术解决“正投影与三视图”教学的困境
作者:沈伟春范建荣
来源:《中国信息技术教育》2019年第01期
普通高中通用技术是以培养学生技术素养为主要目标,主要特点是设计与操作学习,立足于“做中学”和“学中做”,其学习过程是一个不断发现与明确问题、分析与解决问題、不断权衡和优化的过程。

学生通过课程的学习能更加理性地看待技术,通过技术实践增强技术思维和方法的学习与运用,发展工程思维和创造能力,培养表达和物化能力,提高解决技术问题的综合能力。

然而,由于通用技术知识的涵盖面很广,对教师的专业或教学专长是一大挑战,在教学实践中,教师在设计、表达上存在一定的偏差或困难。

随着现代高新技术的发展,新型的设计软件与配套资源、新技术设备的出现为教学提供了帮助,如3D打印机、激光雕刻机等设备逐渐丰富起来,借助技术设备,能有效地帮助师生解决实际困难。

提出问题
通用技术必修“技术与设计Ⅰ”(苏教版)第六章第二节“常见的技术图样,正投影与三视图”主要描述了正投影形成三视图的方法、原理,三视图的绘制方法和规律等。

学生通过学习掌握“能绘制简单三视图”的知识和技能,学会一种设计交流的技术语言,为后续学习“形体的尺寸标注”和“机械加工图”奠定基础。

经过几轮的教学实践,笔者发现三视图教学过程中有几个问题一直干扰着教师与学生对此内容的教学与理解。

一是三视图转化为轴测图的空间思维能力不足。

学生在小学初中阶段形成的惯性数学思维对作为加工依据的三视图的认识造成很大干扰,技术工程中三视图的表达方法和态度有很大区别,学生空间思维普遍比较弱,离开了实际形体,对复杂形体的视图表达与理解就会遇到困难。

二是教学用的实物形体比较欠缺,不能满足教学需要。

大部分教具需要自制,但由于受到加工工具、设备及材料的限制,很多教具无法或难以制作出来,或者要花费很长时间才能制作出来,得不偿失。

例如,形体在三视图教学中是一个难点,很考验学生的空间感和对正投影概念的理解,是教师进行三视图训练的典型案例。

如果没有实物参考,学生很难完整地自主绘制完成。

在以往的教学实践中,苦于没有合适的材料和加工工具,很难把这个形体实物制作出来,笔者以前是用卡纸折叠、粘接而成,整体外观不尽如人意,只能勉强作为教具使用。

3D打印技术在教学中的应用
3D打印技术是一种增材制造技术,以数字模型为基础,将塑料、粉末状金属等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体,体现了信息技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合。

笔者在三视图教学中3D打印的教学操作过程如下。

(1)先通过计算机建模软件建模,笔者使用的是一款免费软件——Autodesk公司的
123DDesgin设计软件,设计制作一般三维模型,用这款软件足够了。

(2)打开设计软件,先在工具栏的基本体中拖一个立方体,在参数窗口中设置好长宽高等数值,建立一个正方体模型,如图1所示。

(3)从基本体中建立一个楔形体,通过扭曲命令将楔形体一个面的上下两边合并形成一个斜面体,如图2、图3所示。

(4)利用这个新斜面体去裁减立方体便生成所需要的立体模型,如图4、图5所示。

(5)要想将做好的模型打印出来,还需要切片步骤,不然3D打印机不能识别打印。

所以先将设计导出为stl格式,然后导入切片软件,进行切片,如图6所示。

(6)将切片好的模型文件导入3D打印机打印物化,如图7所示。

接着,笔者将打印完成的3D模型呈现在课堂教学中,让学生观察3D实体模型及三维图形来拓宽学生的视觉、触觉,给学生带来不一样的感官体验,这样有助于提升学生的空间建构能力。

结合3D模型,使其具体化、形象化地绘制出模型的三视图,解决了一个教学难题。

通过这样的教学形式,学生的体验更为直观、更为感性。

将数字化的设计、虚拟模型转变为可触碰的实物,增加了学习的乐趣,有助于培养学生的理解能力与逻辑思维能力,拓宽了学生的创造空间,同时还提升了教师的教学效率和学生的学习效率。

使用3D打印模型辅助教学前后对比如左下表所示。

又如,教学中的补线题,如下页图8所示,补全三视图中所缺的三条图线。

用这三张图构建空间形体,考验学生的空间想象力,这虽然有一定的难度,但可以运用3D打印技术来帮助学生解题。

首先,同样借助建模软件来设计一个3D模型:①先建一个正方体模型。

②用一个长宽均小于正方体边长的长方体和正方体中心对齐。

③合并相减。

④用一个草图平面沿正方体三个面对角线对正方体切割。

⑤删除切下部分。

⑥将设计好的模型切片,导入3D打印机打印成型(如图9)。

最后,参照实体模型完成补线图,如图10所示。

这类题目对学生空间想象能力的要求比较高,以此为测试题,学生的得分普遍比较低,在黑板上绘制形体,学生反映还是难以理解,而用3D模型让学生实际观察思考,对提升学生的
空间感很有帮助。

引入3D打印技术完成教学实物模型,每个投影面都能很完美地按教学要求展示出来,不仅提高了学生的绘图能力,而且可以更好地增强学生学习的积极性。

同时,通过3D桌面打印技术,可以很好地克服自制教具的困难,教师在课堂中展示自己建模并3D打印的作品,让学生真真切切地感受到现代科技就在身边,也可以更多激发学生的课堂学习兴趣。

教学应用反思
将3D打印技术作为课堂教学的新型辅助手段,教师掌握了简单模型的构建方法和3D打印机的基本使用方法,结合探究式教学法,更能让学生体会到“做中学”的乐趣,有利于激发学生的学习积极性和创新思维。

1.提升学生学习的主观能动性
将3D打印技术引入课堂,可以丰富教师的教学手段,将抽象概念、虚拟模型和设计以物化形式展现在学生面前,带来强烈的视觉冲击感与真实感,激发学生的学习兴趣与实践积极性,提高学习热情,使其更加主动地学习。

2.拓展学生的创新思维
3D打印不仅解决传统教学的弊端,而且还能够丰富学生的视野,锻炼学生的立体思维,有助于提升教师的教学效率和学生的学习效率,是拓展学生创新能力发展的重要环节,对创新型人才的培养具有积极意义。

3D打印技术在教学中的应用还要不断探索,可以按照教学需要,建立教学模型资源库,应教学内容设计或修改模型打印来解决教学中的实际问题,借助新技术为提高教学质量和学生的技术素养、创新能力服务。

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