2022-2023学年高二上机工社3D打印创新设计实例教程教案学习领域五 鲁班锁设计

深圳市沙井职业高级中学 Shenzhen Shajing occupation senior high school 教 案 课题 名称 任务五 鲁班锁设计 课型 理实一体化 课时 8 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. 了解鲁班锁六根结构和绘制过程； 2. 掌握直线、矩形等草图命令使用； 3. 掌握拉伸和组合编辑命令使用； 4. 掌握安全操作与劳动保护知识； 5. 掌握产品成形工艺性分析知识； 6. 熟练掌握3D打印成型知识 7. 熟练掌握3D打印成型设备装调知识 8. 熟练掌握产品造型与数字化设计方面的知识 能力目标 1. 能够将生活中常见的鲁班锁绘制为三维模型； 2. 能够熟练操作草图、拉伸、装配和组合编辑命令； 3. 能够掌握鲁班锁设计基本过程； 4. 具有在设计定位基础上，用手工绘图表达设计创意能力； 5. 具有将数字模型的不同格式进行相互转换能力； 6. 具有操作快速成型设备配套软件对模型进行预处理能力。 重点难点 教学重点： 鲁班锁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 1 FDM式3D打印机一台 255mm*205mm*205 mm 1 2 电脑一台 1 3 3D打印ABS蓝色耗材 若干 软件资源： 3D one plus2.2、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．学生通过鲁班锁的设计和制作，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： 鲁班锁，起源于古代中国建筑中首创的榫卯结构，这种三维拼插器具内部的凹凸部分（即榫卯结构）啮合是十分巧妙的，其中以最常见的六根鲁班锁最为著名，你能够根据六根鲁班锁结构设计出鲁班锁吗？ 提问： 教师提问： 那么你能想到的鲁班锁都有哪几种类型呢？ 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 鲁班锁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）鲁班锁设计思路？ （2）设计鲁班锁需要自己具备什么样的能力？ （3）六根鲁班锁拆装的步骤？ 2．制定计划 思考一下：你设计鲁班锁的思路和呈现方式？ 3． 做出决策 根据资讯和计划做出决策采用何种打印材料以及鲁班锁的设计样式，包括应考虑各部分形状和尺寸，配合面之间为过渡配合，主要要求为能够顺利拼装和拆卸。 4． 付诸实施 根据相关决策要求，各位同学手绘出草图，确定鲁班锁的大致形状、尺寸以及装配角度。 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） 环节成果展示——鲁班锁草绘图纸展示 二、典型工作环节2 设计前准备 1．搜集资讯 （1）影响3D打印质量主要因素有哪些？ （2）3D one plus软件界面排布方式？ （3）三维粉末粘接（3DP）原理是什么？ 2．制定计划 根据鲁班锁设计大小来确定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