資源簡介

3 3D長城
內容解析
總體概述
通過本課的學習，讓學生掌握3D建模軟件中常用的建模命令，并能夠在勞動情景中實踐使用。通過導語引入本課內容，經歷勞動情景，了解勞動目的，以圖文形式介紹長城的外形結構，以實際操作演示3D長城各部件建模步驟，通過交流討論確定各部件組裝方式及美化效果，引導學生理解勞動活動的過程，培養學生在勞動過程中注重勞動質量的品質。
欄目解析
1.勞動基礎
本欄目主要為學生簡單介紹3D打印技術、長城建筑歷史及外形結構。
2.勞動場域
本欄目主要介紹制作3D長城所需的各種材料與工具。
3.勞動過程
以圖文及演示的方式講解3D長城各部件建模步驟、組裝及美化方法和注意事項。
長城主要部件的詳細制作步驟如下：分別繪制“烽火臺”、兩座烽火臺間的“城墻主體”、烽火臺與城墻之間的“連接件”。
第一部分：繪制“烽火臺”
第1步：以在3D One軟件中操作為例。點擊“基本實體”中“六面體”命令，選定界面中心為底面中心，繪制長為120、寬為120、高為15的六面體，點擊確定。再次點擊“六面體”命令，選定剛繪制完成的六面體上表面的底面中心，繪制長為100、寬為100、高為130的六面體，點擊確定。再次點擊“六面體”命令，選定剛剛繪制的六面體上表面中心為底面中心，繪制長為80、寬為80、高為60的六面體，點擊確定。點擊“基本編輯”中“鏡像”命令，選擇“減運算”，選擇剛繪制的六面體為實體，接觸面為鏡像平面，點擊確定。
第2步：使用“基本實體”中“六面體”命令，將六面體中心設置在第1步六面體中上表面與前表面相交的邊上，設置六面體的長為230，寬為10，高為24，點擊確定。選擇剛繪制完成的六面體，在右側出現的命令中選擇“陣列”命令，調整方向向右，數量為3，陣列距離調整為55，選擇“減運算”，點擊確定。
在六面體的另外兩個側面，重復操作，最終效果如下圖。
第3步：將“渲染模式”調整為“線框模式”，使用“草圖繪制”中“矩形”命令，選擇烽火臺任意側面為草圖平面，選定矩形的第一點為內側凹槽底部邊線中點，繪制高為16、寬為12的矩形，點擊確定。使用“基本編輯”中“鏡像”命令，實體選擇剛繪制完成的矩形的上下及右側三條邊線，鏡像線選擇矩形左側邊線，勾選“保留原實物”，點擊確定。使用“草圖繪制”中“圓弧”命令，選定圓弧的兩點分別為矩形上邊線的左右兩端點，調整圓弧半徑至合適位置，點擊確定。使用“草圖編輯”中“修剪”命令，如圖修剪掉草圖內部線段，點擊確定，再點擊完成，退出草圖。
第4步：調整“渲染模式”為“著色模式”。使用“特征造型”中“拉伸”命令，選擇“減運算”，選定第3步中繪制的草圖輪廓為拉伸輪廓，調整拉伸長度使其穿過烽火臺，點擊確定。
第5步：將“渲染模式”調整為“線框模式”，依次使用“草圖繪制”中“矩形”命令、“圓弧”命令及“草圖編輯”中“修剪”命令，選擇第4步中未做造型的面作為草圖平面，繪制矩形的長為3、高為9，點擊確定。點擊完成，退出草圖。將“渲染模式”調整為“著色模式”，選擇剛剛繪制完成的輪廓，選擇“拉伸”命令，拉伸長度為100，點擊確定。選擇“陣列”命令，選擇右側為陣列方向，數量為3，間距為51.5，點擊確定。選擇“基本編輯”中“鏡像”命令，選定陣列完成實體為鏡像實體，接觸面為鏡像表面，選擇“減運算”，點擊確定。
第6步：將繪制完成的烽火臺保存為打印機需要的格式。
第二部分：繪制“城墻主體”
第1步：使用“草圖繪制”中“直線”命令，選取網格面為草圖平面，在平面中任意一點，繪制長度為25的線段，點擊確定。選擇“草圖繪制”中“通過點繪制曲線”命令，選定剛剛繪制的線段的右側端點為第一點，依次向右選取3～4 點，繪制平滑曲線，點擊確定。再次使用“直線”命令，選定剛剛繪制曲線的右側端點為直線第一點，繪制長度為25的線段，點擊確定。使用“草圖編輯”中“偏移”命令，偏移曲線為剛剛繪制完成的輪廓，距離設置為70，點擊確定。使用“草圖繪制”中“直線”命令，分別連接兩條輪廓的左端點及兩條輪廓的右端點，點擊確定，再點擊完成，退出草圖。選擇“特征造型”中“拉伸”命令，選擇繪制完成的草圖為拉伸輪廓，調整拉伸高度為115，點擊確定。
第2步：使用“草圖編輯”中“參考幾何體”命令，選定上一步繪制圖形的上表面為參考平面，在參考平面中提取上表面的輪廓線，點擊確定。使用“草圖編輯”中“偏移”命令，選取一條平滑曲線作為偏移曲線，偏移距離為10，勾選“翻轉方向”，點擊確定。重復操作，偏移另一條平滑曲線，點擊確定。使用“草圖編輯”中“修剪”命令，修剪外側曲線及多余線段，修剪完成點擊確定，再點擊完成，退出草圖。
第3步：選擇上一步中繪制完成的平面，在右側彈出的命令中選擇“拉伸”命令，選定“減運算”，調整拉伸高度為“30”，點擊確定。選擇“基本編輯”中“鏡像”命令，選定“減運算”，選定拉伸完成的實體為鏡像實體，接觸面為鏡像平面，點擊確定。
第4步：使用“草圖繪制”中“直線”命令，選定圖形前表面為草圖平面，將圖形上邊線的左側端點作為起點，繪制長為20的線段，點擊確定，再點擊完成，退出草圖。
第5步：使用“基本實體”中“六面體”命令，選定上一步中繪制的線段的右側端點作為六面體底面中點，將六面體尺寸調整為長220、寬14、高24，點擊確定。刪除第4步中繪制的線段；選擇上一步中繪制的六面體，在右側彈出的命令中，選擇“陣列”命令，陣列方向如圖所示，調整數量為15，陣列距離為490，選擇“減運算”，點擊確定。
第6步：使用“基本實體”中“六面體”命令，選擇“減運算”，選擇上一步中左下側頂點為六面體底面中心，繪制長為70、寬為20、高為30的六面體，點擊確定。再次使用“六面體”命令，選擇“減運算”，繪制相同尺寸的六面體，點擊確定，完成城墻主體的繪制。
第7步：將繪制完成的城墻主體保存為打印機需要的格式。
第三部分：繪制烽火臺與城墻之間的“連接件”
第1步：使用“草圖繪制”中“多段線”命令，選取網格面為草圖平面，繪制如下輪廓，點擊確定，再點擊完成，退出草圖。
第2步：使用“特征造型”中“拉伸”命令，選取上一步中繪制的圖形為輪廓，調整拉伸距離為70，點擊確定。
第3步：使用“草圖繪制”中“參考幾何體”命令，選定圖形上表面為參考平面，在參考平面提取投影至參考平面中所有的輪廓線，點擊確定。使用“草圖編輯”中“偏移”命令，選擇如圖所示的線為偏移曲線，設置距離為10，勾選“翻轉方向”，點擊確定。重復上述操作，將對邊進行偏移。使用“草圖編輯”中“修剪”命令，將草圖按照下圖所示進行修剪，修剪完成的最終輪廓為圖中藍色部分，修剪完成后點擊確定，再點擊完成，退出草圖。
第4步：選擇上一步中得到的平面，在右側彈出的命令中選擇“拉伸”命令，調整拉伸距離為30，點擊確定。選擇“基本編輯”中“鏡像”命令，選定“減運算”，選定剛拉伸完成的實體為鏡像實體，接觸面為鏡像平面，點擊確定。最后得到連接件。
第5步：將繪制完成的連接件保存為打印機需要的格式。
第四部分：打印3D長城
使用3D打印機分別打印繪制完成的“烽火臺”“城墻主體”及“連接件”。在打印前可結合3D打印機規格對“烽火臺”“城墻主體”及“連接件”進行同比例縮放，同時可對“城墻主體”進行切割打印。最后將打印完成的實物拼接到一起，完成3D長城的制作。
4.勞動成果
以圖文的方式記錄制作3D長城的成果。
5.勞動評價
以量化評價方式檢驗學生對制圖軟件的掌握情況及3D長城的制作效果。
6.勞動日志
通過文字記錄制作3D長城的收獲，便于總結交流自己在制作過程中的感受，有利于將3D建模及打印技術應用于生活生產中的其他勞動情景。
7.勞動故事
本欄目以科學家黃大年為典范，介紹科研工作者的事跡，培養學生的科研探究精神。
教學建議
1.做好活動前硬件和軟件的準備工作。提前謀劃、準備所需資料，軟件、設施等。
2.提前備課，備課要周到、細心，對各個環節都要認真把握，避免活動中出現隨意性。
3.活動內容要具體，有可操作性。教師精心安排豐富的活動內容，調動學生的學習興趣，讓每個參與的學生都有所收獲。
4.采用任務驅動教學方法，使學生學、練、研相結合，注重讓學生在實例演練中培養實際動手能力，引導學生創作出自己的藝術作品，鼓勵他們表達自己的思想。
5.采用結果性評價與過程性評價相結合的方式，既要關注學生技術學習與技術操作的結果，也要關注學生在學習過程中的發展和變化。

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