2024年2月8日发(作者：管曼安)

小学3d打印课程教案

篇一:3D设计与打印课程方案

中小学3D设计与打印课程方案

一、背景与意义

当今的教育思潮中，创新精神与实践能力的培养问题日渐突出。历史表明,经济强国的背后离不开教育的支持,所以我们应该着力研究成功背后的因素,美国教育是各国研究的长期目标.STEM教育在美国作为一门新兴的课程,越来越受到政府的重视.而对中国而言,虽然STEM是相对新鲜的词汇,但是也得到大部分学者的认同.我们大兴区注重科技教育，新兴的教育方式及时与课程衔接。

作为一线教师，我们应积极培养学生的创新实践能力，使学生在中小学学习阶段打好坚实的基础。然而现今的创新教育培养，大多止步于思维的培养，由于受到时间、场所等限制，而忽视了最能体现学生“创新”素养的动手实践能力的培养，造成了“手脑失衡”的现状，对于科技发明、创造更是有畏难情绪。

3D设计与3D打印技术在近年来发展迅猛，国际上科学技术水平较为先进的国家如美国、英国、日本等，学生的技术课程中早已引入了“3D设计与打印技术”，将学到的知识和已有的生活经验相综合应用的教学内容;而在我国还处于起步与探索阶段，包括北京、上海、重庆、杭州、南京、苏州，山东等城市的一批中

小学也在这一两年做出了尝试。

目前在机械、医疗、建筑、艺术、考古、军事等领域得到了广泛应用，引发了全球又一次技术新浪潮。引入3D设计和3D打印机等设备，组建3D打印工作室，能使学生更多的接触、感知和体验未来新兴技术，拓宽学生视野，培养学生的创新意识和创新精神，不断提升技术素养，

促进学生全面而富有个性的发展。

3D创意设计实验室培养的核心素养与能力

批判性思维能力;创造性解决问题的能力;

跨学科的学习能力;与人合作的能力;

有效运用多种手段创造性表达和有效沟通的能力;领导力

3D创意设计实验室探索的主要学习方式

探究式学习;基于项目的学习;

基于游戏的学习; 基于设计的学习

3D创意设计实验室学习区域中配备的主要设备和资源

核心必备:3D设计软件;3D打印机

选择配置:激光内雕机; 立体雕刻机;激光雕刻机

3D创意设计实验室学习空间设计开放、组合、灵活、丰富资源支持 其他:

边柜;电脑工作台;

加工台;组合式桌椅;

移动式工具柜;触控液晶显示器;

学生作品展示空间

二、3D设计项目主要内容及预期成果

1.学校将围绕3D打印工作室，开发结合当下最新的技术教育课程，以专门定制的简易3D设计软件表达学生的创意想象。简单的说，3D设计可以使人们无限制的表达自己的设计想象，而3D打印则是将你表达的设计想象虚拟模型打印出真实形状的物理模型实物。“3D打印”是通过连续的物理层叠加，逐层增加材料生成三维实体的技术。在这一过程中，孩子们的空间想象能力、创新思维能力及动手能力都将得到锻炼和提高。

2.学生利用每天三点半以后的时间自由选修三维设计活动课程或劳动技术课程来学习，在活动课程中表现优秀的学生可以参与未来工程师等科技竞赛项目.。工

作室将向学生全面开放，为学生科技类研究型课题开展提供有力支持，教师可用3D打印技术，为3D课件设计、自制教具等带来极大便利。

3.对学生而言:3D设计以直观高效的模型表达产品设计理念，更能准确的表达学生创意，激发学生对科学的兴趣，强化学生的手脑并用。 对老师学校而言:可以掌握先进的学科教育技术手段，开展各科技活动、展示科技创新成果，充实校内外课程体系，提升学校的科技创新教学实力。

在stem教育中，科学、技术、工程、数学之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系。3D打印作为最新的技术教育课程，教师在考虑如何将STEM教育引入中小学科学课堂时，必

须将它们看作4种彩线，交织在一起，融合在一起，才能织出绚丽的画卷。

三、3D打印实验室建设基本原则

1.安全性原则。小学生对设备的操作能力比较弱，安全防范意识差，本项目引进的三维打印机，操作简单、安全可靠、耗材无毒无害。

2.体验式学习的原则，三维设计与三维打印是技能型能力，对小学阶段而言，重要的不是技能本身，而是了解先进的技术及方法，开阔视野，促进智力发育;

3.以学生为主体。三维打印机工作室需以学生为主体，学生是开展项目学习的主体，在教师的引导下自主选择探究课题学习。

4.实践性原则。遵循教学规律，引导探索、尝试、创造。从课程学习、社会现象、自然现象选择具有一定的灵活性、开放性、趣味性、主动性、综合性的实验，来构建实验室的课题内容，方便创设问题情境。

创造性原则。营造鼓励学生创新的环境，课程项目设计应具有开放性，为学生创造性思维创设更多空间

5.创造性原则。营造鼓励学生创新的环境，课程项目设计应具有开放性，为学生创造性思维创设更多空间。

在当前基础教育课程改革浪潮中，改造传统的技术教育，增设具有时代特征的技术类课程，已成为课程改革的主流取向。

四、3D创意设计软件简介

基于工业级3D设计软件中望3D内核，专门为中小学生呈现设

计创意而开发，更简单、更轻松、更清晰。大大提升了中小学生

学习和运用3D设计软件进行创意表达的效率。从二维草图或三维

实体均可起步开始3D创意设计，源于坚实的系统架构，使设计可

以不断深入，并与生产加工紧密结合，确保设计与现实接轨。让

学生在“学中做，做中学”，便捷的3D打印功能，利用3D打印

机快速成型，更能轻松体验和分享成果。

篇二:中小学三维设计与打印课程方案

2015/11/24

弘衍信息科技 3D打印与设计

中小学三维设计与打印课程方案 annazhang

目录

一、背景与意

义 ....................................................................................................

...................................................... 3

二、三维设计项目主要内容及预期成

果 ....................................................................................................

..... 3

三、课程性

质 ....................................................................................................

........................................................... 4

四、课程基本理

念 ..................................................................................................................................................... 4

4.1(人人都能掌握的三维打印机技

术 ................................................................................................... 4

4.2(以生活作为三维打印设计的逻辑起

点 ......................................................................................... 5

4.3(以探究活动作为最重要的学习方

式 .............................................................................................. 5

4.4(三维打印设计与创意课程具有开放

性 ......................................................................................... 5

五、课程目

标 ............................................................................................................................................................... 5

5.1.

理解三维打印技术的基础知

识............................................................................................................ 6

5.2.掌握三维打印技

术 .................................................................................................................................... 6

5.3.具备在不同领域内的三维设计与创意能

力 ................................................................................... 6

六、三维设计的相关软硬

件 ................................................................................................................................. 7

七、具体课

程 ............................................................................................................................................................. 12

7.1.认识三维打印(二课

时) ................................................................................................................... 12

7.1.1.概

述 .................................................................................................................................................. 12

7.1.2.教学目标分

析 .............................................................................................................................. 12

7.1.3.教学重点和难

点 ......................................................................................................................... 12

7.1.4.学习者特征分

析 ......................................................................................................................... 12

7.1.5.教学策略选择与设

计 ....................................................................................................

............ 13

7.2.教学过

程 ....................................................................................................

................................................. 14

7.3.教学评

价 ....................................................................................................

................................................. 14

一、背景与意义

当今的教育思潮中，创新精神与实践能力的培养问题日渐突出。

作为一线教师，我们应积极培养学生的创新实践能力，使学生在

中小学学习阶段打好坚实的基础。然而现今的创新教育培养，大

多止步于思维的培养，由于受到时间、场所等限制，而忽视了最

能体现学生“创新”素养的动手实践能力的培养，造成了“手脑

失衡”的现状，对于科技发明、创造更是有畏难情绪。

三维设计与三维打印技术近年来发展迅猛，国际上科学技术水

平较为先进的国家如美国、英国、日本等，学生的技术课程中早

已引入了“3D设计与打印技术”，将学到的知识和已有的生活经

验相综合应用的教学内容;而在我国还处于起步与探索阶段，包

括北京、上海、等城市的一批中小学也在这一两年做出了尝试。

学校内开始提供创客空间，逐步开始创客课程，结合家庭、社

区和企业的力量联动，激发学生们更多创造性思维，让学生们的学习与当下产生更多紧密的链接，让学生们既能够跳出已有的陈旧课程的束缚，又能够开展多领域的综合探索。

创客教育像一条充满活力的鱼，给教育的湖泊带来了层层涟漪。不止步于表面，深入科学、工程、技术、数学与人文，从而影响整个课程体系，改变学习方式，考评方式仍有很长的路需要探索。

二、三维设计项目主要内容及预期成果

三维打印技术可以给学生的“学习方式”带来新的思考，让抽象的教学概念更加容易理解，可以激发学生对科学、数学尤其是工程和设计创意的兴趣，带来实践与理论、知识与思维、现实与未来三方面的相互结合。具体表现为:?三维打印让学生的想象更容易变成现实，培养学生的创新意识，鼓励学生的创新实践。?学习运用简易建模软件，发展学生立体空间思维。?通过三维打印实体的触

觉过程，为学生建立一种新型的学习通道和思维方式。?选择贴近生活的建模主题，培养学生解决生活实际问题的能力。

三、课程性质

三维打印设计与创意是一门培养学生们设计与创意的课程，让学生们掌握前沿的技术，用于深入探索生活中的问题，并在科学与艺术领域进行逐步深入的探究学习。早期的新技术教育将对一个人科学素质的形成具有决定性的作用。科学素质一般包括:对

自然现象的好奇心和求知欲，运用基本的科学知识和技能认识自己和周围世界的能力，具备进行科学探究所必需的科学思维和方法，与自然界和谐相处的生活态度等。

三维打印设计与创意是一门综合的课程，涉及科学、自然、数学、物理、音乐、美术等学科。在义务教育课程设置中与其他主要学科一样，具有十分重要的位置。基于新技术的设计与创意能力的形成是长期的。

三维打印设计与创意是一门具有活动性质的课程，能够最大限度地让学生们在做中学，在探究活动过程呈现课程内容。将让学生们具备三维打印从想象、设计到模型打印的能力，并引导学生们探索生活、科学与艺术领域中的专题，从而使得学生们具备更为宽广的三维打印创意设计能力，具备21世纪技能。

四、课程基本理念

全面提升每一位学生基于三维打印技术的设计与创造能力是本门课程的核心理念。

4.1(人人都能掌握的三维打印机技术

三维打印设计与创意课程致力于实现义务教育阶段的培养目标，体现基础性、普及性和发展性。义务教育阶段的三维打印课程既可以选择为该校的校本课程，也可以为面向全体学生，适应学生个性发展的需要，使得人人都能获得良好的前沿技术的学习。无论学生存在着怎样的经济条件、文化背景的差异和性别、天资、学科基础等方面的个体差异，三维打印课程均为每一位学生提供

公平的学习机会和潜能发展的基础。

4.2(以生活作为三维打印设计的逻辑起点

三维打印设计与创意课程要从学生的认知特点和生活经验出发，让他们在熟悉的生活情景中感受设计的重要性，了解创意与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决一些简单的实际问题。要创造学习三维打印良好的条件和范围，使学生在学习中体验三维打印设计的魅力和乐趣;培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践与艺术设计能力。

4.3(以探究活动作为最重要的学习方式

在三维打印设计与创意的课堂中，教师是儿童学习的支持者和引导者。引导儿童主动探究，亲历三维打印设计与创造的过程，这将有利于保护儿童的好奇心和激发儿童学习的主动性。探究活动特别有助于学生们在活动中不断深入地设计迭代，提升深度设计的能力，更有助于学生们运用三维打印技术在科学和艺术领域的深入学习。

探究活动是学生学习三维打印技术的重要方式，但不是唯一的方式。根据教学内容的不同，学生的学习方式可以是多样的。教学中要根据教学目标和内容采用不同的教学方式与策略，让学生将探究式的学习与其他方式的学习充分结合起来，以获得最佳的学习体验。

4.4(三维打印设计与创意课程具有开放性

课程在学习内容、活动组织、作业与练习、评价等方面给教师

和学生提供了选择的机会和创造的空间。课程最大程度上满足不同地区、不同经验背景的学生学习的需要。提倡引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络的多种资源进行学习，加强三维打印技术与其他学科之间的渗透与整合。通过三维打印课程的学习不仅提升了这方面的设计与创意的能力，也提高了对于其他学科的深度理解与应用实践。

五、课程目标

通过三维打印课程设计与创意课程的学习，使学生掌握三维打印技术的基础知识和技能，培养兴趣和新的设计思维习惯;了解三维打印技术背景与发展动向，理解三维打印技术与第三次工业革命的关系和社会可持续发展的联系;掌握三维打印与生活，艺术，科学和人文相互

篇三:3D打印课本

本项目组制定了课程实施的五个阶段:

旨在让学生能够想得到，并能够虚拟构造出来，更能够“打印”出实体～

第一课 3D打印的基本概况

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。

日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

打印过程

折叠三维设计

三维打印的设计过程是:先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。

设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其

生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器，其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。

折叠切片处理

打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。

打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为100微米，即0.1毫米，也有部分打印机如ObjetConnex 系列还有三维 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。 用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天，根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数个小时，当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。

重要事件

折叠3D打印人造颅骨 2015年7月15日，称为“大头娃娃”的株洲3岁小女孩涵涵，在湖南省第二人民医院(湖南省脑科医院)成功接受了全球罕见的“全脑缩小整形“手术。历时17个多小时，她膨大的整个头盖骨被3D打印的颅骨所替代。

折叠首台“土豪金”概念汽车面世

2015年3月24日，中国首台3D打印概念汽车在海南

三亚3D打印汽车发布。据了解，这台概念汽车由三亚思

海三维技术有限公司开发研制，“土豪金”色车身部分是

运用复合材料3D打印而成，重约500公斤，其余为组装

配件，该车通过电力驱动。从设计到组装完成仅耗时一个

月，其中3D打印阶段仅耗时5天。

第二课 3D打印机的基本构造

3D打印时代已经来到什么是3D打印,举个简单的实例。假如你在虚拟游戏中看到一个喜欢的人物或者宠物，而你又没有办法得到他，如果你有他的三维模型，那么3D打印机可以帮助你实现梦想，给你打印一个与你提供的模型完全一样的人物或者宠物，这就是3D打印机。

3D打印机又叫三维立体打印机，也可以称之为快速成型机，它是用液体或粉状塑料制造物品，能制造从牙刷到凉鞋等许多家庭用品。目前3D打印机在建筑设计、食品制作、微型模型、复杂结构、零配件、趣味模型等领域都已经有了一定的应用。

简单的3D打印原理

看了很多3D打印的视频和模型，你会被它神奇的克隆能力惊呆了，这太神奇了，完全是神奇的克隆机器嘛。这样的高科技到底是怎么工作的呢,

说起它的原理，它一点都不复杂，其运作原理和传统打印机工

作原理基本相同，也是用喷头一点点“磨”出来的。只不过3D打印它的喷的不是墨水，而是液体或粉末等“打印材料”，利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

下面我们就以Makerbot公司(这家公司的创始人之一Bre Pettis，曾经是一名普普通通的教师)的3D打印机为例来讲讲3D打印是怎么工作的。

它的工作这样的。使用CAD软件来创建物品，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、或者微缩建筑等等。

然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来，其工作结构分解图如下。

3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的。3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后在进行打印输出。

它的工作这样的。使用CAD软件来创建物品，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、或者微缩建筑等等。然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来，其工作结构分解图如下。3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的。

3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后在进行打印输出。

3D打印与激光成型技术一样，采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。

3D打印的精度是控制的,

3D打印机要打印出逼真的3D物体，其中的最重要的是对物体的精度控制，比如细到发丝和纤维的打印。这是怎么做的呢,根据前面讲述的3D打印原理，我们知道3D打印是一层一层进行的。每打一层的厚度0.01毫米，这个厚度基本上人的肉眼很难看出。而且在每层的横切面，3D打印技术能够实现600dpi分辨率(dpi单位代表每英寸所打印的点数或线数，用来表示打印机打印分辨率)，这是很高的精度了。我们知道高质量的印刷打印，一般要求是300dpi，这样的精度，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。所以3D打印机在生产应用方面存在着巨大的潜力，并在珠宝首饰、工业设计、建筑、汽车、航天、医学高领域得到了广泛的应用。

总结: 普通用户在使用3D打印技术时通常面临这样的难题:

并非每个人都能使用3D软件进行图像设计，并非每个人都买得起价格百万的3D打印机。但是“开源”、“社交”等互联网理念，使这些问题迎刃而解。

一些公司将3D建模软件分享到互联网，例如123D和Tinkercad，它们使用起来并不复杂，可以把一张iPhone照片，或旧名信片，转换成3D图像数据。另外一款名为Photofly的软件，只要你有一台单反相机或者是普通的卡片机，就可以将你自己的人像生成3D数据。

从工业领域到寻常百姓家，3D打印的产业链正在形成。“社会化制造”成为行业内外热议的一个话题，制造业的形态正在发生潜移默化的改变。未来我们有可能利用这项“野蛮”的技术来直接打印出手机。

无论如何，3D打印技术实现了一种可能，只要你有一台电脑，一个想法，不管你在穷乡僻壤，还是繁华都市，都可以通过自己的方式，改造这个世界——至少改变自己的世界。

第三课SketchUp Pro v8.0(草图大师)的初步认识 草图大师(Sketchup)是一个表面上极为简单，

实际上却令人惊讶地蕴含着强大功能的构思与表达的工具。

草图大师[2]Sketchup是一个表面上极为简单，实际上却令人惊讶地蕴含着强大功能的构思与表达的工具，草草图大师图大师可以极其快速和

方便地对三维创意进行创建、观察和修改。传统铅笔草

图的优雅自如，现代数字科技的速度与弹性，通过草图

大师得到了完美结合. 草图大师与通常我们过多地让设

计过程去配合软件完全不同，他是专门为配合我们的设

计过程而研发的。在设计过程中，我们通常习惯从不十

分精确的尺度、比例开始整体的思考，随着思路的进展

不断添加细节。当然，如果你需要,你可以方便快速进行精确的绘制。与CAD的难于修改不同的是，草图大师使得我们可以根据设计目标，方便地解决整个设计过程中出现的各种修改，即使这些修改贯穿整个项目的始终一草图大师SketchUp4.0最新版有了较大的改进,可以说是一次相当成功的升级,让其更快速更方便.

新增功能主要有:

1:沿路径放样

2: 从组件库导入的2D物体可随视角转动。

3:布尔运算

4:贴图坐标的改进。

编辑本段折叠编辑本段SketchUpPro的功能

SketchUp Pro 版可供设计专业人员探索和交流复杂的设计理念。SketchUp

Pro 包含两个用于设计和演示的工具:LayOut 和 Style Builder。SketchUp Pro

套装软件提供如下功能:

〃绘制、修改、测量、旋转、缩放和移动几何图形。

〃使用准确的尺寸，并用文本工具传达这些数据。

〃放置剖面以查看模型内部并进行相应处理。

〃向模型中添加砖、木、木瓦和玻璃等预制的纹理，或者制作新纹理。

〃向模型中添加树、汽车、门、窗和人物等预制的组件，或者制作新组件。

〃制作名为动态组件的自定义智能对象。

〃对表面进行软化和平滑处理。

2024年2月8日发(作者：管曼安)

小学3d打印课程教案

篇一:3D设计与打印课程方案

中小学3D设计与打印课程方案

一、背景与意义

当今的教育思潮中，创新精神与实践能力的培养问题日渐突出。历史表明,经济强国的背后离不开教育的支持,所以我们应该着力研究成功背后的因素,美国教育是各国研究的长期目标.STEM教育在美国作为一门新兴的课程,越来越受到政府的重视.而对中国而言,虽然STEM是相对新鲜的词汇,但是也得到大部分学者的认同.我们大兴区注重科技教育，新兴的教育方式及时与课程衔接。

作为一线教师，我们应积极培养学生的创新实践能力，使学生在中小学学习阶段打好坚实的基础。然而现今的创新教育培养，大多止步于思维的培养，由于受到时间、场所等限制，而忽视了最能体现学生“创新”素养的动手实践能力的培养，造成了“手脑失衡”的现状，对于科技发明、创造更是有畏难情绪。

3D设计与3D打印技术在近年来发展迅猛，国际上科学技术水平较为先进的国家如美国、英国、日本等，学生的技术课程中早已引入了“3D设计与打印技术”，将学到的知识和已有的生活经验相综合应用的教学内容;而在我国还处于起步与探索阶段，包括北京、上海、重庆、杭州、南京、苏州，山东等城市的一批中

小学也在这一两年做出了尝试。

目前在机械、医疗、建筑、艺术、考古、军事等领域得到了广泛应用，引发了全球又一次技术新浪潮。引入3D设计和3D打印机等设备，组建3D打印工作室，能使学生更多的接触、感知和体验未来新兴技术，拓宽学生视野，培养学生的创新意识和创新精神，不断提升技术素养，

促进学生全面而富有个性的发展。

3D创意设计实验室培养的核心素养与能力

批判性思维能力;创造性解决问题的能力;

跨学科的学习能力;与人合作的能力;

有效运用多种手段创造性表达和有效沟通的能力;领导力

3D创意设计实验室探索的主要学习方式

探究式学习;基于项目的学习;

基于游戏的学习; 基于设计的学习

3D创意设计实验室学习区域中配备的主要设备和资源

核心必备:3D设计软件;3D打印机

选择配置:激光内雕机; 立体雕刻机;激光雕刻机

3D创意设计实验室学习空间设计开放、组合、灵活、丰富资源支持 其他:

边柜;电脑工作台;

加工台;组合式桌椅;

移动式工具柜;触控液晶显示器;

学生作品展示空间

二、3D设计项目主要内容及预期成果

1.学校将围绕3D打印工作室，开发结合当下最新的技术教育课程，以专门定制的简易3D设计软件表达学生的创意想象。简单的说，3D设计可以使人们无限制的表达自己的设计想象，而3D打印则是将你表达的设计想象虚拟模型打印出真实形状的物理模型实物。“3D打印”是通过连续的物理层叠加，逐层增加材料生成三维实体的技术。在这一过程中，孩子们的空间想象能力、创新思维能力及动手能力都将得到锻炼和提高。

2.学生利用每天三点半以后的时间自由选修三维设计活动课程或劳动技术课程来学习，在活动课程中表现优秀的学生可以参与未来工程师等科技竞赛项目.。工

作室将向学生全面开放，为学生科技类研究型课题开展提供有力支持，教师可用3D打印技术，为3D课件设计、自制教具等带来极大便利。

3.对学生而言:3D设计以直观高效的模型表达产品设计理念，更能准确的表达学生创意，激发学生对科学的兴趣，强化学生的手脑并用。 对老师学校而言:可以掌握先进的学科教育技术手段，开展各科技活动、展示科技创新成果，充实校内外课程体系，提升学校的科技创新教学实力。

在stem教育中，科学、技术、工程、数学之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系。3D打印作为最新的技术教育课程，教师在考虑如何将STEM教育引入中小学科学课堂时，必

须将它们看作4种彩线，交织在一起，融合在一起，才能织出绚丽的画卷。

三、3D打印实验室建设基本原则

1.安全性原则。小学生对设备的操作能力比较弱，安全防范意识差，本项目引进的三维打印机，操作简单、安全可靠、耗材无毒无害。

2.体验式学习的原则，三维设计与三维打印是技能型能力，对小学阶段而言，重要的不是技能本身，而是了解先进的技术及方法，开阔视野，促进智力发育;

3.以学生为主体。三维打印机工作室需以学生为主体，学生是开展项目学习的主体，在教师的引导下自主选择探究课题学习。

4.实践性原则。遵循教学规律，引导探索、尝试、创造。从课程学习、社会现象、自然现象选择具有一定的灵活性、开放性、趣味性、主动性、综合性的实验，来构建实验室的课题内容，方便创设问题情境。

创造性原则。营造鼓励学生创新的环境，课程项目设计应具有开放性，为学生创造性思维创设更多空间

5.创造性原则。营造鼓励学生创新的环境，课程项目设计应具有开放性，为学生创造性思维创设更多空间。

在当前基础教育课程改革浪潮中，改造传统的技术教育，增设具有时代特征的技术类课程，已成为课程改革的主流取向。

四、3D创意设计软件简介

基于工业级3D设计软件中望3D内核，专门为中小学生呈现设

计创意而开发，更简单、更轻松、更清晰。大大提升了中小学生

学习和运用3D设计软件进行创意表达的效率。从二维草图或三维

实体均可起步开始3D创意设计，源于坚实的系统架构，使设计可

以不断深入，并与生产加工紧密结合，确保设计与现实接轨。让

学生在“学中做，做中学”，便捷的3D打印功能，利用3D打印

机快速成型，更能轻松体验和分享成果。

篇二:中小学三维设计与打印课程方案

2015/11/24

弘衍信息科技 3D打印与设计

中小学三维设计与打印课程方案 annazhang

目录

一、背景与意

义 ....................................................................................................

...................................................... 3

二、三维设计项目主要内容及预期成

果 ....................................................................................................

..... 3

三、课程性

质 ....................................................................................................

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四、课程基本理

念 ..................................................................................................................................................... 4

4.1(人人都能掌握的三维打印机技

术 ................................................................................................... 4

4.2(以生活作为三维打印设计的逻辑起

点 ......................................................................................... 5

4.3(以探究活动作为最重要的学习方

式 .............................................................................................. 5

4.4(三维打印设计与创意课程具有开放

性 ......................................................................................... 5

五、课程目

标 ............................................................................................................................................................... 5

5.1.

理解三维打印技术的基础知

识............................................................................................................ 6

5.2.掌握三维打印技

术 .................................................................................................................................... 6

5.3.具备在不同领域内的三维设计与创意能

力 ................................................................................... 6

六、三维设计的相关软硬

件 ................................................................................................................................. 7

七、具体课

程 ............................................................................................................................................................. 12

7.1.认识三维打印(二课

时) ................................................................................................................... 12

7.1.1.概

述 .................................................................................................................................................. 12

7.1.2.教学目标分

析 .............................................................................................................................. 12

7.1.3.教学重点和难

点 ......................................................................................................................... 12

7.1.4.学习者特征分

析 ......................................................................................................................... 12

7.1.5.教学策略选择与设

计 ....................................................................................................

............ 13

7.2.教学过

程 ....................................................................................................

................................................. 14

7.3.教学评

价 ....................................................................................................

................................................. 14

一、背景与意义

当今的教育思潮中，创新精神与实践能力的培养问题日渐突出。

作为一线教师，我们应积极培养学生的创新实践能力，使学生在

中小学学习阶段打好坚实的基础。然而现今的创新教育培养，大

多止步于思维的培养，由于受到时间、场所等限制，而忽视了最

能体现学生“创新”素养的动手实践能力的培养，造成了“手脑

失衡”的现状，对于科技发明、创造更是有畏难情绪。

三维设计与三维打印技术近年来发展迅猛，国际上科学技术水

平较为先进的国家如美国、英国、日本等，学生的技术课程中早

已引入了“3D设计与打印技术”，将学到的知识和已有的生活经

验相综合应用的教学内容;而在我国还处于起步与探索阶段，包

括北京、上海、等城市的一批中小学也在这一两年做出了尝试。

学校内开始提供创客空间，逐步开始创客课程，结合家庭、社

区和企业的力量联动，激发学生们更多创造性思维，让学生们的学习与当下产生更多紧密的链接，让学生们既能够跳出已有的陈旧课程的束缚，又能够开展多领域的综合探索。

创客教育像一条充满活力的鱼，给教育的湖泊带来了层层涟漪。不止步于表面，深入科学、工程、技术、数学与人文，从而影响整个课程体系，改变学习方式，考评方式仍有很长的路需要探索。

二、三维设计项目主要内容及预期成果

三维打印技术可以给学生的“学习方式”带来新的思考，让抽象的教学概念更加容易理解，可以激发学生对科学、数学尤其是工程和设计创意的兴趣，带来实践与理论、知识与思维、现实与未来三方面的相互结合。具体表现为:?三维打印让学生的想象更容易变成现实，培养学生的创新意识，鼓励学生的创新实践。?学习运用简易建模软件，发展学生立体空间思维。?通过三维打印实体的触

觉过程，为学生建立一种新型的学习通道和思维方式。?选择贴近生活的建模主题，培养学生解决生活实际问题的能力。

三、课程性质

三维打印设计与创意是一门培养学生们设计与创意的课程，让学生们掌握前沿的技术，用于深入探索生活中的问题，并在科学与艺术领域进行逐步深入的探究学习。早期的新技术教育将对一个人科学素质的形成具有决定性的作用。科学素质一般包括:对

自然现象的好奇心和求知欲，运用基本的科学知识和技能认识自己和周围世界的能力，具备进行科学探究所必需的科学思维和方法，与自然界和谐相处的生活态度等。

三维打印设计与创意是一门综合的课程，涉及科学、自然、数学、物理、音乐、美术等学科。在义务教育课程设置中与其他主要学科一样，具有十分重要的位置。基于新技术的设计与创意能力的形成是长期的。

三维打印设计与创意是一门具有活动性质的课程，能够最大限度地让学生们在做中学，在探究活动过程呈现课程内容。将让学生们具备三维打印从想象、设计到模型打印的能力，并引导学生们探索生活、科学与艺术领域中的专题，从而使得学生们具备更为宽广的三维打印创意设计能力，具备21世纪技能。

四、课程基本理念

全面提升每一位学生基于三维打印技术的设计与创造能力是本门课程的核心理念。

4.1(人人都能掌握的三维打印机技术

三维打印设计与创意课程致力于实现义务教育阶段的培养目标，体现基础性、普及性和发展性。义务教育阶段的三维打印课程既可以选择为该校的校本课程，也可以为面向全体学生，适应学生个性发展的需要，使得人人都能获得良好的前沿技术的学习。无论学生存在着怎样的经济条件、文化背景的差异和性别、天资、学科基础等方面的个体差异，三维打印课程均为每一位学生提供

公平的学习机会和潜能发展的基础。

4.2(以生活作为三维打印设计的逻辑起点

三维打印设计与创意课程要从学生的认知特点和生活经验出发，让他们在熟悉的生活情景中感受设计的重要性，了解创意与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决一些简单的实际问题。要创造学习三维打印良好的条件和范围，使学生在学习中体验三维打印设计的魅力和乐趣;培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践与艺术设计能力。

4.3(以探究活动作为最重要的学习方式

在三维打印设计与创意的课堂中，教师是儿童学习的支持者和引导者。引导儿童主动探究，亲历三维打印设计与创造的过程，这将有利于保护儿童的好奇心和激发儿童学习的主动性。探究活动特别有助于学生们在活动中不断深入地设计迭代，提升深度设计的能力，更有助于学生们运用三维打印技术在科学和艺术领域的深入学习。

探究活动是学生学习三维打印技术的重要方式，但不是唯一的方式。根据教学内容的不同，学生的学习方式可以是多样的。教学中要根据教学目标和内容采用不同的教学方式与策略，让学生将探究式的学习与其他方式的学习充分结合起来，以获得最佳的学习体验。

4.4(三维打印设计与创意课程具有开放性

课程在学习内容、活动组织、作业与练习、评价等方面给教师

和学生提供了选择的机会和创造的空间。课程最大程度上满足不同地区、不同经验背景的学生学习的需要。提倡引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络的多种资源进行学习，加强三维打印技术与其他学科之间的渗透与整合。通过三维打印课程的学习不仅提升了这方面的设计与创意的能力，也提高了对于其他学科的深度理解与应用实践。

五、课程目标

通过三维打印课程设计与创意课程的学习，使学生掌握三维打印技术的基础知识和技能，培养兴趣和新的设计思维习惯;了解三维打印技术背景与发展动向，理解三维打印技术与第三次工业革命的关系和社会可持续发展的联系;掌握三维打印与生活，艺术，科学和人文相互

篇三:3D打印课本

本项目组制定了课程实施的五个阶段:

旨在让学生能够想得到，并能够虚拟构造出来，更能够“打印”出实体～

第一课 3D打印的基本概况

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。

日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

打印过程

折叠三维设计

三维打印的设计过程是:先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。

设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其

生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器，其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。

折叠切片处理

打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。

打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为100微米，即0.1毫米，也有部分打印机如ObjetConnex 系列还有三维 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。 用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天，根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数个小时，当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。

重要事件

折叠3D打印人造颅骨 2015年7月15日，称为“大头娃娃”的株洲3岁小女孩涵涵，在湖南省第二人民医院(湖南省脑科医院)成功接受了全球罕见的“全脑缩小整形“手术。历时17个多小时，她膨大的整个头盖骨被3D打印的颅骨所替代。

折叠首台“土豪金”概念汽车面世

2015年3月24日，中国首台3D打印概念汽车在海南

三亚3D打印汽车发布。据了解，这台概念汽车由三亚思

海三维技术有限公司开发研制，“土豪金”色车身部分是

运用复合材料3D打印而成，重约500公斤，其余为组装

配件，该车通过电力驱动。从设计到组装完成仅耗时一个

月，其中3D打印阶段仅耗时5天。

第二课 3D打印机的基本构造

3D打印时代已经来到什么是3D打印,举个简单的实例。假如你在虚拟游戏中看到一个喜欢的人物或者宠物，而你又没有办法得到他，如果你有他的三维模型，那么3D打印机可以帮助你实现梦想，给你打印一个与你提供的模型完全一样的人物或者宠物，这就是3D打印机。

3D打印机又叫三维立体打印机，也可以称之为快速成型机，它是用液体或粉状塑料制造物品，能制造从牙刷到凉鞋等许多家庭用品。目前3D打印机在建筑设计、食品制作、微型模型、复杂结构、零配件、趣味模型等领域都已经有了一定的应用。

简单的3D打印原理

看了很多3D打印的视频和模型，你会被它神奇的克隆能力惊呆了，这太神奇了，完全是神奇的克隆机器嘛。这样的高科技到底是怎么工作的呢,

说起它的原理，它一点都不复杂，其运作原理和传统打印机工

作原理基本相同，也是用喷头一点点“磨”出来的。只不过3D打印它的喷的不是墨水，而是液体或粉末等“打印材料”，利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

下面我们就以Makerbot公司(这家公司的创始人之一Bre Pettis，曾经是一名普普通通的教师)的3D打印机为例来讲讲3D打印是怎么工作的。

它的工作这样的。使用CAD软件来创建物品，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、或者微缩建筑等等。

然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来，其工作结构分解图如下。

3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的。3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后在进行打印输出。

它的工作这样的。使用CAD软件来创建物品，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、或者微缩建筑等等。然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来，其工作结构分解图如下。3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的。

3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后在进行打印输出。

3D打印与激光成型技术一样，采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。

3D打印的精度是控制的,

3D打印机要打印出逼真的3D物体，其中的最重要的是对物体的精度控制，比如细到发丝和纤维的打印。这是怎么做的呢,根据前面讲述的3D打印原理，我们知道3D打印是一层一层进行的。每打一层的厚度0.01毫米，这个厚度基本上人的肉眼很难看出。而且在每层的横切面，3D打印技术能够实现600dpi分辨率(dpi单位代表每英寸所打印的点数或线数，用来表示打印机打印分辨率)，这是很高的精度了。我们知道高质量的印刷打印，一般要求是300dpi，这样的精度，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。所以3D打印机在生产应用方面存在着巨大的潜力，并在珠宝首饰、工业设计、建筑、汽车、航天、医学高领域得到了广泛的应用。

总结: 普通用户在使用3D打印技术时通常面临这样的难题:

并非每个人都能使用3D软件进行图像设计，并非每个人都买得起价格百万的3D打印机。但是“开源”、“社交”等互联网理念，使这些问题迎刃而解。

一些公司将3D建模软件分享到互联网，例如123D和Tinkercad，它们使用起来并不复杂，可以把一张iPhone照片，或旧名信片，转换成3D图像数据。另外一款名为Photofly的软件，只要你有一台单反相机或者是普通的卡片机，就可以将你自己的人像生成3D数据。

从工业领域到寻常百姓家，3D打印的产业链正在形成。“社会化制造”成为行业内外热议的一个话题，制造业的形态正在发生潜移默化的改变。未来我们有可能利用这项“野蛮”的技术来直接打印出手机。

无论如何，3D打印技术实现了一种可能，只要你有一台电脑，一个想法，不管你在穷乡僻壤，还是繁华都市，都可以通过自己的方式，改造这个世界——至少改变自己的世界。

第三课SketchUp Pro v8.0(草图大师)的初步认识 草图大师(Sketchup)是一个表面上极为简单，

实际上却令人惊讶地蕴含着强大功能的构思与表达的工具。

草图大师[2]Sketchup是一个表面上极为简单，实际上却令人惊讶地蕴含着强大功能的构思与表达的工具，草草图大师图大师可以极其快速和

方便地对三维创意进行创建、观察和修改。传统铅笔草

图的优雅自如，现代数字科技的速度与弹性，通过草图

大师得到了完美结合. 草图大师与通常我们过多地让设

计过程去配合软件完全不同，他是专门为配合我们的设

计过程而研发的。在设计过程中，我们通常习惯从不十

分精确的尺度、比例开始整体的思考，随着思路的进展

不断添加细节。当然，如果你需要,你可以方便快速进行精确的绘制。与CAD的难于修改不同的是，草图大师使得我们可以根据设计目标，方便地解决整个设计过程中出现的各种修改，即使这些修改贯穿整个项目的始终一草图大师SketchUp4.0最新版有了较大的改进,可以说是一次相当成功的升级,让其更快速更方便.

新增功能主要有:

1:沿路径放样

2: 从组件库导入的2D物体可随视角转动。

3:布尔运算

4:贴图坐标的改进。

编辑本段折叠编辑本段SketchUpPro的功能

SketchUp Pro 版可供设计专业人员探索和交流复杂的设计理念。SketchUp

Pro 包含两个用于设计和演示的工具:LayOut 和 Style Builder。SketchUp Pro

套装软件提供如下功能:

〃绘制、修改、测量、旋转、缩放和移动几何图形。

〃使用准确的尺寸，并用文本工具传达这些数据。

〃放置剖面以查看模型内部并进行相应处理。

〃向模型中添加砖、木、木瓦和玻璃等预制的纹理，或者制作新纹理。

〃向模型中添加树、汽车、门、窗和人物等预制的组件，或者制作新组件。

〃制作名为动态组件的自定义智能对象。

〃对表面进行软化和平滑处理。