資源簡介

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第4.2課《體驗時代技術-領略打印魅力》教學設計
課題 體驗時代技術-領略打印魅力 單元 第四單元 學科 綜合實踐活動 年級 八年級
核心素養目標 勞動觀念：通過3D打印的學習，更深入地理解現代勞動形式的多樣性，認識到技術勞動在社會發展中的重要性。勞動能力：學習并掌握3D建模、切片和打印等關鍵技術，從而提升自己在現代技術領域的操作能力。勞動習慣與品質：3D打印需要精確的操作和細致的觀察，以培養耐心和細心的工作習慣。勞動精神：通過學習3D打印，發揮想象力，創造出獨特的作品，培養創造力和探索精神。
教學重點 通過3D打印的學習，更深入地理解現代勞動形式的多樣性，認識到技術勞動在社會發展中的重要性。
教學難點 學習并掌握3D建模、切片和打印等關鍵技術，從而提升自己在現代技術領域的操作能力。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 第4.2課 《體驗時代技術-領略打印魅力》板書課題。播放視頻。 觀看教學視頻。 將學生的注意吸引到課堂。
講授新課 新知講解：板書課題。一、勞動目標【學一學】項目二：領略打印魅力增材制造:3D 打印新世界“有一個農民工高空墜落以后，胸骨粉碎性骨折。粉碎性骨折以后沒有辦法再補起來了，那么怎么辦？就是用鈦合金的一個支架把它撐起來。現在可以(打印)出來，因為根據 CT 片可以做得一模一樣。”湖南華曙高科董事長許小曙說。不僅如此，3D打印智能裝備在加速企業研發、創新方面具有獨一無二的優勢。比如飛機一個關鍵零部件，過去要一年半的時間去開模具才能把產品做出來，現在不需要開模具，三個月就可以把它直接打印出來了。增材制造(3D打印)技術是運用計算機輔助設計或 3D 掃描，得到所需要的加工樣式，然后通過特定的增材數字化成型設備完成加工制造。以此項技術為代表的智能制造技術基本實現了將標準化理念推進到智能層面，必將促進功能優先的新制造理念的發展，對未來生產組織形式和人類文明將帶來深刻的變革。二、勞動準備3D 打印技術實際上是材料的成型技術，設計者可以使用各種有趣的材料打造出千奇百怪的物件。目前3D打印技術在業界還沒有形成明確的分類，不同的制造工藝其可應用的材料是不一樣的。請你了解幾種常見的3D打印技術查閱資料，了解它們的技術原理、可使用材料及典型設備。技術流派技術原理可用材料典型設備熔絲沉積成型(FDM)加熱將絲狀材料熔化，然后通過噴頭擠出熔化材料，按照零件截面形狀堆積材料來形成實體ABS、PLA等低熔點絲狀材料。熔融沉積成型3D打印機激光選區燒結(SLS)使用高能量激光束將粉末材料逐層燒結固化，最終疊加成型。金屬粉末、塑料粉末、陶瓷粉末、覆膜砂等。選擇性激光燒結3D打印機陶瓷膏體光固化成型(SLA)利用紫外光照射液態光敏樹脂，使其逐層固化成型。光敏樹脂立體光固化成型3D打印機激光選區熔化(SLM)使用高能量激光束將金屬粉末逐層熔化并凝固成型。金屬粉末，如鈦合金、鋁合金等。選擇性激光熔化3D打印機。噴墨打印成型（3DP）使用噴頭噴出的粘結劑將粉末材料粘結成整體。任何可以制作成粉末狀的材料，材料選擇范圍很廣。暫不明確電子束熔化成型（EBM）在真空環境中，采用電子束焊接工藝熔化金屬絲材或金屬粉末材料，然后按照設定的路徑逐層堆積而成形出金屬制件。工具鋼、鈦合金、鎳合金，甚至耐火的鉬合金等導電金屬材料。【小知識1： 3D打印的限制因素】材料的限制：雖然高端工業印刷可以實現塑料、某些金屬或者陶瓷打印， 但無法實現打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機也還沒有達到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。機器的限制：3D打印技術在重建物體的幾何形狀和機能上已經獲得了一定的水平，但運動的物體和清晰度難以實現。這個困難對于制造商來說也許可以解決，但是3D打印技術想要進入普通家庭，每個人都能隨意打印想要的東西，就得解決機器的限制。知識產權的憂慮：3D打印技術也會涉及知識產權問題，因為現實中的很多東西都會得到更加廣泛的傳播。人們可以隨意復制任何東西，并且數量不限。制定3D打印的法律法規用來保護知識產權，也是我們面臨的問題之一，否則就會出現泛濫的現象。道德的挑戰：道德是底線。什么樣的東西會違反道德規律是很難界定的，如果有人打印出生物器官和活體組織，在不久的將來會遇到極大的道德挑戰。花費的承擔：3D打印技術需要承擔的花費是高昂的。第一臺3D打印機的售價為1萬5。如果想要普及到大眾，降價是必須的，但又會與成本形成沖突。三、勞動實踐無論采用哪種技術實現打印，它們具備一些共同點：建模、切片、3D打印獲取打印件以及精細處理。目前，我國大部分3D 打印設備是采用FDM 技術我們一起來了解它的打印流程。你知道3D打印需要哪些技能嗎？跟著工程師們一起來學一學吧！擬學習的工作技能數學基礎：主要是幾何學和代數學方面的知識，如了解三維坐標系、平面和立體圖形的基本概念和計算方法等。計算機基礎：如操作系統、軟件安裝和使用、文件格式等方面的知識。材料科學基礎：指3D打印需要使用各種不同的材料，如塑料、金屬、陶瓷等。3D建模技能：指將3D模型切分成多層，并生成G代碼，控制打印機進行打印的技能。切片技能。打印技能和后處理技能等。 【小知識2： 3D打印的概念】3D打印：即快速成型技術的一種，又稱增材制造，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。四、知識拓展：3D打印技術原理：通過分層構建，3D打印技術以數字模型為藍本，一層一層地堆疊材料，逐步組裝成具體的物體。這個模型可以由計算機輔助設計（CAD）軟件創建，也可以通過3D掃描儀掃描實物物體得到。3D打印技術應用：常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工、汽車、航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程等領域都有所應用。3D打印火箭噴射器 3D打印胸腔 3D打印建筑3D打印跑車 3D打印筆記本電腦 3D打印服飾 學習“增材制造:3D 打印新世界”。查閱資料，了解常見的3D打印技術。學習小知識1。。進行勞動實踐，了解打印流程，學習3D打印工作技能。學習小知識2。進行課外知識拓展。 了解本節課的內容。培養學生信息搜集能力及總結能力。加深學生對3D打印技術的了解。拓展學生知識儲備。培養學生學習能力及綜合能力，進一步了解3D打印技術。拓展學生知識儲備。拓寬學生知識面，加深學生對3D打印技術的了解。
課堂小結 今天，我們通過收集資料，了解了常見的打印技術。還學習了打印流程，并且學習了3D打印所需要的技能。此外，更重要的是，我們更深入地理解現代勞動形式的多樣性，認識到技術勞動在社會發展中的重要性。 總結回顧 對本節課內容進行總結概括。
課后作業 談談本次3D打印學習過程中你的收獲！ 布置作業 拓展學生的學習能力
課堂板書 觀看板書 強調教學重點內容。
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第二課 體驗時代技術
領略打印魅力
勞
動
實
踐
【湘人版勞動實踐】八年級下冊
內容總覽
學習目標
01
新知導入
02
知識拓展
03
勞動目標
04
課后作業
07
目錄
課堂總結
08
勞動準備
05
勞動實踐
06
學習目標
勞動觀念：通過3D打印的學習，更深入地理解現代勞動形式的多樣性，認識到技術勞動在社會發展中的重要性。
勞動能力：學習并掌握3D建模、切片和打印等關鍵技術，從而提升自己在現代技術領域的操作能力。
勞動習慣與品質：3D打印需要精確的操作和細致的觀察，以培養耐心和細心的工作習慣。
勞動精神：通過學習3D打印，發揮想象力，創造出獨特的作品，培養創造力和探索精神。
新知導入
勞動目標
新知講解
學一學
項目二：領略打印魅力
增材制造:3D 打印新世界
“有一個農民工高空墜落以后，胸骨粉碎性骨折。粉碎性骨折以后沒有辦法再補起來了，那么怎么辦？就是用鈦合金的一個支架把它撐起來。現在可以(打印)出來，因為根據 CT 片可以做得一模一樣。”湖南華曙高科董事長許小曙說。
勞動目標
新知講解
學一學
不僅如此，3D打印智能裝備在加速企業研發、創新方面具有獨一無二的優勢。比如飛機一個關鍵零部件，過去要一年半的時間去開模具才能把產品做出來，現在不需要開模具，三個月就可以把它直接打印出來了。
勞動目標
新知講解
學一學
增材制造(3D打印)技術是運用計算機輔助設計或 3D 掃描，得到所需要的加工樣式，然后通過特定的增材數字化成型設備完成加工制造。以此項技術為代表的智能制造技術基本實現了將標準化理念推進到智能層面，必將促進功能優先的新制造理念的發展，對未來生產組織形式和人類文明將帶來深刻的變革。
新知講解
勞
動
準
備
3D 打印技術實際上是材料的成型技術，設計者可以使用各種有趣的材料打造出千奇百怪的物件。目前3D打印技術在業界還沒有形成明確的分類，不同的制造工藝其可應用的材料是不一樣的。請你了解幾種常見的3D打印技術查閱資料，了解它們的技術原理、可使用材料及典型設備。
勞
動
準
備
新知講解
技術流派 技術原理 可用材料 典型設備
熔絲沉積成型(FDM) 加熱將絲狀材料熔化，然后通過噴頭擠出熔化材料，按照零件截面形狀堆積材料來形成實體 ABS、PLA等低熔點絲狀材料 熔融沉積成型3D打印機
激光選區燒結(SLS) 使用高能量激光束將粉末材料逐層燒結固化，最終疊加成型 金屬粉末、塑料粉末、陶瓷粉末、覆膜砂等 選擇性激光燒結3D打印機
勞
動
準
備
新知講解
技術流派 技術原理 可用材料 典型設備
陶瓷膏體光固化成型(SLA) 利用紫外光照射液態光敏樹脂，使其逐層固化成型 光敏樹脂 立體光固化成型3D打印機
激光選區熔化(SLM) 使用高能量激光束將金屬粉末逐層熔化并凝固成型 金屬粉末，如鈦合金、鋁合金等 選擇性激光熔化3D打印機
勞
動
準
備
新知講解
技術流派 技術原理 可用材料 典型設備
噴墨打印成型（3DP） 使用噴頭噴出的粘結劑將粉末材料粘結成整體 任何可以制作成粉末狀的材料，材料選擇范圍很廣 暫不明確
電子束熔化成型（EBM） 在真空環境中，采用電子束焊接工藝熔化金屬絲材或金屬粉末材料，然后按照設定的路徑逐層堆積而成形出金屬制件 工具鋼、鈦合金、鎳合金，甚至耐火的鉬合金等導電金屬材料
其他前沿3D打印技術：
新知講解
小知識1：3D打印的限制因素
1.材料的限制：雖然高端工業印刷可以實現塑料、某些金屬或者陶瓷打印， 但無法實現打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機也還沒有達到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
新知講解
小知識1：3D打印的限制因素
2.機器的限制：3D打印技術在重建物體的幾何形狀和機能上已經獲得了一定的水平，但運動的物體和清晰度難以實現。這個困難對于制造商來說也許可以解決，但是3D打印技術想要進入普通家庭，每個人都能隨意打印想要的東西，就得解決機器的限制。
新知講解
小知識1：3D打印的限制因素
3.知識產權的憂慮：3D打印技術也會涉及知識產權問題，因為現實中的很多東西都會得到更加廣泛的傳播。人們可以隨意復制任何東西，并且數量不限。制定3D打印的法律法規用來保護知識產權，也是我們面臨的問題之一，否則就會出現泛濫的現象。
新知講解
小知識1：3D打印的限制因素
4.道德的挑戰：道德是底線。什么樣的東西會違反道德規律是很難界定的，如果有人打印出生物器官和活體組織，在不久的將來會遇到極大的道德挑戰。
5.花費的承擔：3D打印技術需要承擔的花費是高昂的。第一臺3D打印機的售價為1萬5。如果想要普及到大眾，降價是必須的，但又會與成本形成沖突。
新知講解
勞動實踐
無論采用哪種技術實現打印，它們具備一些共同點：建模、切片、3D打印獲取打印件以及精細處理。目前，我國大部分3D 打印設備是采用FDM 技術我們一起來了解它的打印流程。
新知講解
勞動實踐
模型
切片
3D打印
打印機
精細處理
完成
重新切片后故障仍存在
出現打印故障
下載模型、正向建模、
逆向建模
調整模型、添加打印輔助、
設置參數、辦理Gcode
調節打印速度、
更換打印材料
清除輔助
模型修復、打磨拋光、
噴涂上色、組合裝配
修復模型
打印方式（聯機/脫機）
拆卸模型
新知講解
勞動實踐
你知道3D打印需要哪些技能嗎？跟著工程師們一起來學一學吧！
新知講解
勞動實踐
擬學習的工作技能
數學基礎：主要是幾何學和代數學方面的知識，如了解三維坐標系、平面和立體圖形的基本概念和計算方法等。
計算機基礎：如操作系統、軟件安裝和使用、文件格式等方面的知識。
材料科學基礎：指3D打印需要使用各種不同的材料，如塑料、金屬、陶瓷等。
新知講解
勞動實踐
擬學習的工作技能
3D建模技能：指將3D模型切分成多層，并生成G代碼，控制打印機進行打印的技能。
切片技能。
打印技能和后處理技能等。
新知講解
小知識2：3D打印的概念
3D打印：即快速成型技術的一種，又稱增材制造，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
知識拓展
3D打印技術原理：
通過分層構建，3D打印技術以數字模型為藍本，一層一層地堆疊材料，逐步組裝成具體的物體。這個模型可以由計算機輔助設計（CAD）軟件創建，也可以通過3D掃描儀掃描實物物體得到。
知識拓展
3D打印技術應用：
常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。
該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工、汽車、航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程等領域都有所應用。
知識拓展
3D打印火箭噴射器
3D打印建筑
3D打印胸腔
知識拓展
3D打印跑車
3D打印筆記本電腦
3D打印服飾
課堂總結
今天，我們通過收集資料，了解了常見的打印技術。還學習了打印流程，并且學習了3D打印所需要的技能。此外，更重要的是，我們更深入地理解現代勞動形式的多樣性，認識到技術勞動在社會發展中的重要性。
板書設計
體驗時代技術·領略打印魅力
常見的打印技術
學習打印流程
3D打印所需技能
作業布置
談談本次3D打印學習過程中你的收獲！
謝謝
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