初中信息技术青岛版第五册第11课 初识3D One软件教学设计及反思

环节名称

活动设计（任务、步骤、要求、成果）

第一环节

生活发现

 

一、生活情境

1：2012年末，成龙主演的电影《十二生肖》票房在国内大卖，其中快速复制出十二生肖兽首的片段让观众惊叹不已。这部电影把3D打印技术带入到大众视野当中，并迅速家喻户晓，也成为当年的热点关注话题之一。

2：播放3D 打印作品的过程。

3：展示3D打印作品几幅图片和作品。

二、问题提出

同学们。随着新技术的发展，3D打印已走进了日常的生活当中，越来越多的领域也涉及应用到了3D打印技术：科学、医疗、建筑、教育、食品……过去觉得与百姓生活遥不可及的3D打印走入市场后，开启了消费升级的新趋势。通过观看视频、欣赏3D打印作品，请同学们讨论什么是3D打印？

1.讨论问题

（1）获得三维数字化模型的方法有哪些？

（2）你知道的关于创建三维模型的软件有哪些？

（在诸多建模软件中，3D One软件是一款专为中小学生开发的三维建模软件,该软件操作简单、便于掌握、界面良好、功能丰富等诸多优点，提供了贴近学生生活的模型素材库，为中小学生提供一个简单易用，自由畅想的3D设计平台）

2.生成问题

（1）3D One 界面有哪几部分组成？

（2）3D One怎样用“搭积木”的形式搭建模型？

三、我的设想

1.选取1-2个小组，汇报本小组对以上几个问题的解决方案。

2.教师由学生提出的方案总结引导进入本课新知识。

第二环节

庖丁解牛
 

一、探究3D One 的界面

1、建立三维模型的方法主要有两种：

一是应用AutoCAD、3Dmax、Maya等三维建模软件直接建立三维数字化模型；

二是应用Polhemus、3D Camega、Z Corp等3D扫描仪获取对象的三维数据，经处理生成数字化三维模型。

2、3D One软件是一款专为中小学生开发的三维建模软件,该软件操作简单、便于掌握、界面良好、功能丰富等诸多优点，提供了贴近学生生活的模型素材库，为中小学生提供一个简单易用，自由畅想的3D设计平台，用它可以设计出不同的模型。它的软件界面非常简洁，3D One软件和其他软件一样都有菜单栏、标题栏、工具栏、工作区等。

标题栏：显示3D One软件的版本和文件名称。

编辑工具栏：用于对作品进行本地磁盘保存、撤销、重做、删除等。

文件菜单栏：包含新建、打开、保存、导出文件等。

命令工具栏：所有的建模命令都集中在这里。

工作区：创建实体的区域。可在XY平面网格上进行点捕捉，以便定位草图或基体的位置。绘制草图时，通过单击选择可重新确定当前网格面。

视图导航器：有26个不同的面，对应不同角度的视图。单击它任意一个面可以观察对应方位的视图。

浮动工具栏：用于显示/隐藏、改变模型显示等。

二、体验3D设计

3D One软件使用最自然的交互方式，通过“搭积木”的形式让使用者利用简单的命令快速搭建出自己的模型。

1、简单搭建一个六面体

步骤1：在“基本实体”中选择“六面体”命令。

步骤2：在网格面中选择中心原点，单击绘制出一个六面体。拖动六个橙色的锥形智能手柄可以直接改变尺寸；也可以通过单击数字输入尺寸数值，然后回车确定。

步骤3：单击确定按钮，完成绘制。

2、试一试

（1）尝试在网格面原点处创建一个正方体实体，并保存文件为“积木.Z1”。

（2）    单击“视图导航器”上的方向面，从不同角度观察六面体。

（3）单击“视图导航器”下方的“正视图”和“透视图”，观察视图有什么变化？

透视图           正视图

（4）按下键盘上的方向键，观察视图有什么变化？

（5）在任一视图情况下，按“Ctrl+Home”快捷键，观察视图有什么变化？

三、打印实体模型

3D打印分为建模、切片、打印和后期处理四个主要阶段。建模，就是利用建模软件生成三维数字化模型的过程；切片，就是在切片软件中设置打印速度、回抽速度、支撑类型、底座、温度等参数，并导出为3D打印机可以识别的数据流格式文件，如gcode、x3g、s3g等格式；3D打印，就是打印机根据切片参数分层打印，层层粘合生成实体模型；后期处理，就是打印完成后所需要进行的进一步处理，如：去底座、去支撑、上色等。

步骤1：将文件导出为“积木.stl”文件。（3D One软件默认保存的文件扩展名为Z1，这种文件属于过程性文件，可以被3D One软件打开再次进行编辑。）

步骤2：将“积木.stl”文件导入切片软件，设置打印速度、填充模式、支撑类型、温度等，再导出可被打印机识别的文件类型，如：gcode、x3g等。（主流的切片软件有Cura、Simplify3D、Slic3r等。由于切片软件需要对三维模型进行处理，并最终获得3D打印机可以识别的G代码文件，所以一般情况下需要与3D打印机配套使用，即不用品牌、不同型号的3D打印机所使用的切片软件也不相同。）

步骤3：根据需要选择连接打印或者SD卡打印，将切片软件生成的文件导入到3D打印机中打印。

步骤4：在耗材颜色基础上给模型进行上色等处理。

第三环节

学以致用

一、创意研究

    用实体堆积的方法简单创建一个灯塔

二、合作交流

小组讨论，并制定方案，并实施。

步骤：在制作“灯塔”的过程中，为确保每一个实体中心点都处于中轴线上，需要准确定位实体的“中心点”。

（1）最底层添加一个六面体

（2）在六面体上面添加一个圆锥体

（3）在圆锥体上面添加一个圆环

（4）在圆环上面添加一个球体

（5）在球体上面添加两个圆柱体

（6）在圆柱体上面添加一个圆锥体

（7）在圆锥体上面添加一个球体

三、快乐分享

根据制定方案进行作品的制作，完成后进行展示评价。

第四环节

收获展望

一、我的收获

通过本节课的学习，你有哪些收获？和大家一起分享一下吧！（了解3D One的界面，能说出界面各部分的名称和功能，能用实体堆积的方法创建简单的基本造型。）

第四环节

收获展望

二、拓展延伸

在我国的南海海域，矗立着几座“海上平安灯”：临高角灯塔、木兰头灯塔、华阳灯塔、赤瓜灯塔、渚碧灯塔、永暑灯塔和美济灯塔（如图所示），无一不是南海来往航船的引航使者。这些灯塔的建设不但续写了一部海南灯塔的变迁史，更折射出我国国力的不断成长壮大。请你上网搜索我国海域富有特色的灯塔素材，选择一个自己喜欢的灯塔利用3D One软件创建出模型。