资源简介

3 3D长城
内容解析
总体概述
通过本课的学习，让学生掌握3D建模软件中常用的建模命令，并能够在劳动情景中实践使用。通过导语引入本课内容，经历劳动情景，了解劳动目的，以图文形式介绍长城的外形结构，以实际操作演示3D长城各部件建模步骤，通过交流讨论确定各部件组装方式及美化效果，引导学生理解劳动活动的过程，培养学生在劳动过程中注重劳动质量的品质。
栏目解析
1.劳动基础
本栏目主要为学生简单介绍3D打印技术、长城建筑历史及外形结构。
2.劳动场域
本栏目主要介绍制作3D长城所需的各种材料与工具。
3.劳动过程
以图文及演示的方式讲解3D长城各部件建模步骤、组装及美化方法和注意事项。
长城主要部件的详细制作步骤如下：分别绘制“烽火台”、两座烽火台间的“城墙主体”、烽火台与城墙之间的“连接件”。
第一部分：绘制“烽火台”
第1步：以在3D One软件中操作为例。点击“基本实体”中“六面体”命令，选定界面中心为底面中心，绘制长为120、宽为120、高为15的六面体，点击确定。再次点击“六面体”命令，选定刚绘制完成的六面体上表面的底面中心，绘制长为100、宽为100、高为130的六面体，点击确定。再次点击“六面体”命令，选定刚刚绘制的六面体上表面中心为底面中心，绘制长为80、宽为80、高为60的六面体，点击确定。点击“基本编辑”中“镜像”命令，选择“减运算”，选择刚绘制的六面体为实体，接触面为镜像平面，点击确定。
第2步：使用“基本实体”中“六面体”命令，将六面体中心设置在第1步六面体中上表面与前表面相交的边上，设置六面体的长为230，宽为10，高为24，点击确定。选择刚绘制完成的六面体，在右侧出现的命令中选择“阵列”命令，调整方向向右，数量为3，阵列距离调整为55，选择“减运算”，点击确定。
在六面体的另外两个侧面，重复操作，最终效果如下图。
第3步：将“渲染模式”调整为“线框模式”，使用“草图绘制”中“矩形”命令，选择烽火台任意侧面为草图平面，选定矩形的第一点为内侧凹槽底部边线中点，绘制高为16、宽为12的矩形，点击确定。使用“基本编辑”中“镜像”命令，实体选择刚绘制完成的矩形的上下及右侧三条边线，镜像线选择矩形左侧边线，勾选“保留原实物”，点击确定。使用“草图绘制”中“圆弧”命令，选定圆弧的两点分别为矩形上边线的左右两端点，调整圆弧半径至合适位置，点击确定。使用“草图编辑”中“修剪”命令，如图修剪掉草图内部线段，点击确定，再点击完成，退出草图。
第4步：调整“渲染模式”为“着色模式”。使用“特征造型”中“拉伸”命令，选择“减运算”，选定第3步中绘制的草图轮廓为拉伸轮廓，调整拉伸长度使其穿过烽火台，点击确定。
第5步：将“渲染模式”调整为“线框模式”，依次使用“草图绘制”中“矩形”命令、“圆弧”命令及“草图编辑”中“修剪”命令，选择第4步中未做造型的面作为草图平面，绘制矩形的长为3、高为9，点击确定。点击完成，退出草图。将“渲染模式”调整为“着色模式”，选择刚刚绘制完成的轮廓，选择“拉伸”命令，拉伸长度为100，点击确定。选择“阵列”命令，选择右侧为阵列方向，数量为3，间距为51.5，点击确定。选择“基本编辑”中“镜像”命令，选定阵列完成实体为镜像实体，接触面为镜像表面，选择“减运算”，点击确定。
第6步：将绘制完成的烽火台保存为打印机需要的格式。
第二部分：绘制“城墙主体”
第1步：使用“草图绘制”中“直线”命令，选取网格面为草图平面，在平面中任意一点，绘制长度为25的线段，点击确定。选择“草图绘制”中“通过点绘制曲线”命令，选定刚刚绘制的线段的右侧端点为第一点，依次向右选取3～4 点，绘制平滑曲线，点击确定。再次使用“直线”命令，选定刚刚绘制曲线的右侧端点为直线第一点，绘制长度为25的线段，点击确定。使用“草图编辑”中“偏移”命令，偏移曲线为刚刚绘制完成的轮廓，距离设置为70，点击确定。使用“草图绘制”中“直线”命令，分别连接两条轮廓的左端点及两条轮廓的右端点，点击确定，再点击完成，退出草图。选择“特征造型”中“拉伸”命令，选择绘制完成的草图为拉伸轮廓，调整拉伸高度为115，点击确定。
第2步：使用“草图编辑”中“参考几何体”命令，选定上一步绘制图形的上表面为参考平面，在参考平面中提取上表面的轮廓线，点击确定。使用“草图编辑”中“偏移”命令，选取一条平滑曲线作为偏移曲线，偏移距离为10，勾选“翻转方向”，点击确定。重复操作，偏移另一条平滑曲线，点击确定。使用“草图编辑”中“修剪”命令，修剪外侧曲线及多余线段，修剪完成点击确定，再点击完成，退出草图。
第3步：选择上一步中绘制完成的平面，在右侧弹出的命令中选择“拉伸”命令，选定“减运算”，调整拉伸高度为“30”，点击确定。选择“基本编辑”中“镜像”命令，选定“减运算”，选定拉伸完成的实体为镜像实体，接触面为镜像平面，点击确定。
第4步：使用“草图绘制”中“直线”命令，选定图形前表面为草图平面，将图形上边线的左侧端点作为起点，绘制长为20的线段，点击确定，再点击完成，退出草图。
第5步：使用“基本实体”中“六面体”命令，选定上一步中绘制的线段的右侧端点作为六面体底面中点，将六面体尺寸调整为长220、宽14、高24，点击确定。删除第4步中绘制的线段；选择上一步中绘制的六面体，在右侧弹出的命令中，选择“阵列”命令，阵列方向如图所示，调整数量为15，阵列距离为490，选择“减运算”，点击确定。
第6步：使用“基本实体”中“六面体”命令，选择“减运算”，选择上一步中左下侧顶点为六面体底面中心，绘制长为70、宽为20、高为30的六面体，点击确定。再次使用“六面体”命令，选择“减运算”，绘制相同尺寸的六面体，点击确定，完成城墙主体的绘制。
第7步：将绘制完成的城墙主体保存为打印机需要的格式。
第三部分：绘制烽火台与城墙之间的“连接件”
第1步：使用“草图绘制”中“多段线”命令，选取网格面为草图平面，绘制如下轮廓，点击确定，再点击完成，退出草图。
第2步：使用“特征造型”中“拉伸”命令，选取上一步中绘制的图形为轮廓，调整拉伸距离为70，点击确定。
第3步：使用“草图绘制”中“参考几何体”命令，选定图形上表面为参考平面，在参考平面提取投影至参考平面中所有的轮廓线，点击确定。使用“草图编辑”中“偏移”命令，选择如图所示的线为偏移曲线，设置距离为10，勾选“翻转方向”，点击确定。重复上述操作，将对边进行偏移。使用“草图编辑”中“修剪”命令，将草图按照下图所示进行修剪，修剪完成的最终轮廓为图中蓝色部分，修剪完成后点击确定，再点击完成，退出草图。
第4步：选择上一步中得到的平面，在右侧弹出的命令中选择“拉伸”命令，调整拉伸距离为30，点击确定。选择“基本编辑”中“镜像”命令，选定“减运算”，选定刚拉伸完成的实体为镜像实体，接触面为镜像平面，点击确定。最后得到连接件。
第5步：将绘制完成的连接件保存为打印机需要的格式。
第四部分：打印3D长城
使用3D打印机分别打印绘制完成的“烽火台”“城墙主体”及“连接件”。在打印前可结合3D打印机规格对“烽火台”“城墙主体”及“连接件”进行同比例缩放，同时可对“城墙主体”进行切割打印。最后将打印完成的实物拼接到一起，完成3D长城的制作。
4.劳动成果
以图文的方式记录制作3D长城的成果。
5.劳动评价
以量化评价方式检验学生对制图软件的掌握情况及3D长城的制作效果。
6.劳动日志
通过文字记录制作3D长城的收获，便于总结交流自己在制作过程中的感受，有利于将3D建模及打印技术应用于生活生产中的其他劳动情景。
7.劳动故事
本栏目以科学家黄大年为典范，介绍科研工作者的事迹，培养学生的科研探究精神。
教学建议
1.做好活动前硬件和软件的准备工作。提前谋划、准备所需资料，软件、设施等。
2.提前备课，备课要周到、细心，对各个环节都要认真把握，避免活动中出现随意性。
3.活动内容要具体，有可操作性。教师精心安排丰富的活动内容，调动学生的学习兴趣，让每个参与的学生都有所收获。
4.采用任务驱动教学方法，使学生学、练、研相结合，注重让学生在实例演练中培养实际动手能力，引导学生创作出自己的艺术作品，鼓励他们表达自己的思想。
5.采用结果性评价与过程性评价相结合的方式，既要关注学生技术学习与技术操作的结果，也要关注学生在学习过程中的发展和变化。

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