3.2 软件建模 教学设计-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）选择性必修11 产品三维设计与制造

普 通 高 中 教 科 书 《通用技术》选择性必修11：产品三维设计与制造 第三章 三维模型设计 第 二 节 软件建模 教学设计 教学背景 三维打印是近年来受到人们广泛关注的一项高新技术，被誉为开启新工业革命的钥匙，它的发明实现了人类的生产制造模式从等材、减材到增材的重大转变。由于其独特的优势，三维打印技术经历了30多年的发展仍方兴未艾，新技术、新材料、新应用仍源源不断问世，而且被广泛应用于工业制造、航空航天、医疗教育、艺术设计等领域，这一切都展示了三维打印技术强大的生命力和难以估量的发展前景。 教学目标： 知识与技能目标: 1.掌握通过基本几何体组合来构建复杂模型的设计思路。 2.能利用 Autodesk 123D Design 软件将设计方案转换成三维数字模型。 3.能通过优化三维数字模型来提升产品的品质或优化产品的功能。 4.掌握将三维数字模型转换成相应二维机械加工图的方法。 教学内容分析: 教材分四章：三维打印原理、三维产品技术分析、三维模型设计和三维打印技术应用。由浅入深，带领同学们了解三维打印技术的产生和发展历程，了解三维打印的基本原理、设备的结构和操作方法；熟悉不同材料和成型工艺的特点，能结合产品设计要求制订合适的产品制作方案；学习三维建模，掌握三维模型设计的基本思路和方法；通过实践操作教学，设计和制作出哨子、台灯等立体模型。 学情分析: 学生对三维打印的了解认识有限，面对未来，他们需要学习有关三维打印的知识。 教材注重发展同学们的核心素养。通过了解三维打印的原理及其应用，感悟三维打印技术对人们生产、生活的影响。选取能突出反映三维打印特点的案例，通过对不同工艺的对比，让同学们深刻体会三维打印技术和传统制造技术的区别，帮助同学们树立技术意识。所选案例贴近日常生活，方便同学们学以致用，在制订方案的过程中，引导同学们从实际出发，具体问题具体分析，通过对比、权衡和优化得到最佳方案，以此培养工程思维。在实践操作教学中，帮助同学们较全面地掌握三维打印的设计技巧和制作方法，引导同学们思考与探究，从而提高实践能力和创新能力。 教学重难点: 掌握通过基本几何体组合来构建复杂模型的设计思路。 能利用 Autodesk 123D Design 软件将设计方案转换成三维数字模型。 能通过优化三维数字模型来提升产品的品质或优化产品的功能。 掌握将三维数字模型转换成相应二维机械加工图的方法。 教学策略: 在教学过程中，注重对同学们科学态度、价值观的引导和培养。本书设计的案例、实践活动、思考、讨论等栏目充分融合了科技与人文理念，如为体育老师制作哨子、为母亲制作杯子、三维打印是否可取代传统制造业、三维打印文物仿品可否代替真品进行展览、三维打印器官的伦理思考等，引导同学们从社会、科技、人文等方面进行考虑，从而发展综合素养。 运用三维打印技术，不用依赖机床和车间，也不用削、钻、铸等手段，只要借助一台计算机和一台三维打印机，我们就能变成产品的设计者、制造者。让我们一起走进三维打印的世界，领略它的神奇与不凡；让三维打印技术成为我们的好帮手，助我们实现脑海中奇妙的构想吧。 教学准备: 展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。 教学过程: 情景导入: 老师：本节课我们学习《通用技术》选择性必修11：产品三维设计与制造　第三章 三维模型设计　第 二 节 软件建模。 三维数字模型是三维打印制作立体实物的基础，获取三维数字模型的方式有很多种，其中软件建模是最基础、最常用的，掌握了软件建模的方法，就能随心设计自己的创意模型了。但是三维打印机无法直接识别这个模型，还需要对三维数字模型进行切片，即将模型分成一层一层的截面，才能指导打印机进行逐层打印。可见三维数字模型的切片设置对打印十分重要，不仅关系到成型质量的好坏和打印效率的高低，甚至还关系到打印的成败。 本章我们将学习三维数字模型的设计及其切片处理，为自己动手制作三维产品打下基础、做足准备。 一、认识建模软件 Autodesk 123D Design是一款界面简洁、操作简单、容易上手的三维建模软件，它提供了一些简单的几何图形，通过对这些简单图形的堆砌和编辑就可以生成复杂的形状。这种建模方式就像是在搭积木，即使我们不是一个专业的三维建模工程师，也能随心所欲地在123D Design里建模。下面让我们一起来认识这款软件吧。 安装完软件并启动，软件主界面的上方是主要工具栏，右侧是导航栏，中间的蓝色网格就是网格平台（如图3-8所示）（参见教材P38） 在“基本体” 菜单栏中，我们可以找到9种常规的立体形状（长方体、球体、圆柱体、圆锥体、圆环体、楔形体、棱柱体、棱锥体、半球体）和4种平面图形（矩形、圆、椭圆、多边形）工具。 立即行动 请用“基本体”菜单中的工具，尝试创建一些几何体（如图3-9所示）（参见教材P39）