第一单元 走进 3D打印
1.教学内容
认识3D打印，学习123D软件指令操作
2.课型及课时安排
新授课，1课时
3.教学目标
3.1知识目标
（1）学习和了解3D打印知识。
3.2能力目标
（2）认识123D设计软件，并会简单制作书签。
3.3情感目标
（3）培养学生的观察能力、创造能力和感受生活美的能力。
4.教学重难点
4.1教学重点
（1）认识3D打印的起源，材料 。
4.2教学难点
（1）123D设计软件的操作 。
5.教学方法（教学策略）
（1）知识讲授法
通过知识导入，讲解3D打印技术的起源、材料和应用等知识。
（2）直观演示法
现场进行播放课程视频，让学生直观的了解3D打印。
（3）现场教学法
现场进行对标设计，让学生对123D操作指令有直观感受。
1
6.教学环境与资源准备
6.1教学环境
（1）多媒体环境
6.2资源准备
（1）教学PPT、123D软件、点名表、学生成长手册（学生记录本节学习的123D
操作指令）、作品领取表
7.教学过程
7.1故事情节引入
教师：在开始上课前，老师给大家播放几个视频，同学们注意听下里面讲
解的内容，老师一会进行提问哦！
教师：刚刚视频里面出现一个有关于3D打印的词，同学们记得是哪个吗？
（学生回答）
教师：是的，科技源于生活，生活感受科技。3D打印进入人们的视野可以
追溯到《侏罗纪公园》这部电影。电影中出现的“快速原型机”即我们现代科
技的3D打印机，“一次一层的打印”就是3D打印技术的原理。
教师：现在我们再来看一个《十二生肖》的视频片段。里面有演示一个3D
打印的流程的步骤，同学们记一下，老师来进行提问。 （学生回答）
教师：同学们回答正确。不过，大家需要注意的是，在现实生活中，我们
的3D打印并没有那么快速，想现在老师用的一个手机壳，打印出来就需要1个
小时了。打印作品的时长是跟作品的厚度以及精密度相关的。
教师：电影《超能陆战队》相信同学们都已经看过了吧，大家还记得里面
有一段小宏给大白打造了衣服铠甲的片段吗？其实也是利用3D打印来进行的。
教师：在《碟中谍》影片中出现的3D打印面具，是利用氯乙烯树脂为材料
打印的，具有弹性和光泽。
教师：前面让同学观看这么多视频，主要是为了让大家能够快速直观的对
3D打印有一个了解，下面由老师带领大家走进3D打印技术。
7.2 课程引入
2
教师：首先，我们来了解下3D打印技术的起源。
教师：那个时候为了更好的勘察地形，做好军事研究，科学家们就运用了
3D打印技术，打印出地貌地形，其核心思想是照相雕塑技术和地貌成型技术
（是一种不需要传统 刀具和机床就能打造出任意形状、根据物体的三维模型数
据制成实物模型的技术，被认为是一项改变世界的新技）。但是由于当时受材
料等技术的局限，3D技术并没有实现广泛的应用和商业化，直到20世纪 80年
代，3D技术才得到实现。
教师：接下来，我们用两个视频来对3D打印及传统制造做下对比，方便大
家更直观的了解3D打印技术的概念。首先，老师给同学们观看第一个视频，视
频中主要是演示传统技术如何制作一个齿轮。看完影片后老师想让同学们来描
述下传统技术的特点。
教师：在视频中出现的制作齿轮的过程，同学们能简单描述下传统制作齿
轮是如何工作的吗？ （学生回答）
教师：同学们回答正确，不过不够标准。其实传统制造可以用一个词来概
括，那就是“减材制造”， 通过不断的剔除多余的材料，最终做出我们想要的
模型。 所以我们说的传统的工艺可以理解为做减法的工艺，我们就可以称之为
见减材制造。
教师：下面来看下3D打印是如何制作一个齿轮的。
教师：有哪位同学来对刚刚的视频里的制作过程做一个描述？（学生回
答）
教师：我们的同学都非常聪明，而且能够举一反三。是的，刚刚视频里面
的齿轮制作过程也可以用一个词来概括，那就是“增材制造”。它是通过不断
的堆积和添加材料、做加法、从无到有地制造出一件作品的生产技术。
教师：其实3D打印是一项非常有趣的技术。3D打印的流程简单的来说就是，
先要有一个想法，然后将想法用电脑 3D建模，经过切片处理，最后利用打印机
打印出来的一个过程。
教师：前面讲完 3D打印的技术原理，下面我们来认识下3D打印机和3D打
印材料吧！3D打印机千奇百怪，各种样式的都有，现在大家看到的上面这台 3D
打印机（指明是哪台）是我们上课所用的打印机。
3
教师：因为3D打印机千奇百怪，所以目前国内市场上，还没有一个明确的
分类标准，但是我们可以根据设备的市场定位将它简单的分为三类，分别是个
人级、专业级和工业级。这类设备都属于熔丝堆积技术（FDM 技术为代表），
设备打印材料都以 ABS 环保塑料或者环保 PLA塑料为主。 主要满足个人用户
生活中的使用要求，其优点在于体积小巧，性价比高。这些打印机所使用的打
印材料都是环保性质的。
教师：打印机除了我们平常看到的个人级之外，还有专业级和工业级的，
但是这两种打印机对技术的要求和可供选择的成型技术和耗材都比个人级要丰
富的多。设备结构和技术原理相比起来更先进自动化更高，应用软件的功能以
及设备的稳定性也是个人3D打印机望尘莫及。工业级是比专业级技术更高，要
求、工艺更高的机型，因此在价格上也是要高很多的。
教师：3D打印材料主要分为：工程塑料（如ABS、PLA、PC类材料等）、光
敏树脂、橡胶类材料、金属材料、陶瓷、以及其他的3D打印材料。
教师：我们教学所使用的是PLA的材料。PLA聚乳酸，一种新型的生物降解
材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成，具有良好的
生物可降解性，使用后能被自然界中的微生物完全降解，最终生成二氧化碳和
水，不污染环境。
教师：同学们，看了这么多，大家觉得3D打印跟我们的生活有哪些关联呢？
它们都用在哪了呢？（学生回答）
教师：是的，3D打印已经不断的融入到我们生活中来，走入我们的衣食住
行中。目前，3D打印技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、
影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰、食品等领域都得到
了广泛应用。
教师：下面，我们来看一组图片，同学们一起来感受下3D打印是如何融入
我们的生活的。
教师：模特身上穿戴的也是3D打印的服装，大家觉得是不是很时尚新颖呢？
教师：3D打印能够打印出可以食用的食品，也可以打印出精美的首饰。
教师：在医疗和工作制造上面也不断的有3D打印的创新和发明。
4
教师：下面我们一起看两个视频，分别是3D打印在制造工业和建筑行业的
经典案例。
教师：首先大家看到第一个视频是一辆 3D打印汽车。整辆汽车的零件成本
约为3500美金，制作周期为 44个小时，并且最高时速可以达到 80公里每小时。
2014年 10月，“斯特拉迪”走上纽约街头首次试行，制作公司为民众提供了
试驾的机会。其外观奇特的它吸引了许多人的目光。
教师：接下来是看到的是3D打印建造的房子。1部3D打印机，一种特殊的
油墨（建筑材料），一台电脑，便可以打印出一栋真实的、可以住人的房子。
2014年 8月 24日，上海，10幢 3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内交付使
用，作为当地动迁工程的办公用房。这些“打印”出来的建筑墙体是用建筑垃
圾制成的特殊“油墨”，按照电脑设计的图纸和方案，经一台大型的3D打印机
层层叠加喷绘而成，10幢小屋的建筑过程仅花费 24小时。
教师：同学们，学习3D打印技术原理，认识了3D打印机和打印材质，下
面我们需要对123D设计软件重点学习，这是我们在学习3D设计制作的基础。
首先同学们要清楚的知道，3D打印流程的三步骤是什么。即3D设计建模，到
3D切片，最后是3D打印机打印这样一个基础流程。
教师：我们的在学习的过程中，使用的设计软件叫“123D Design”,首先
我们来了解一下123D Design的操作界面。(照读 PPT内容并搭配实际指出或演
示）
教师：123D操作指令是我们学习3D打印课程的基础，因此大家需要认真去
记，并且多去操作。
教师：保存是我们设计制作一个作品的终点，但同学们需要注意的是，因
为系统的原因，可能在设计的课程中会出现闪退现象，导致所有操作没有了，
所以大家需要提前进行保存，并经常性的去点击保存，避免大家的劳动成果被
损害。同时在保存时需要采取统一的文件保存格式，如：“作者名字+作品名称
+日期”。并统一保存至个人在桌面或 D盘新建的文件夹内，方便大家查找使用。
教师：学习完 123D的操作指令，大家是不是还觉得很懵呢？同学们有没有
一种想要马上自己动手操作的冲动呢？那下面老师就带领大家一起来完成一个
巩固练习吧！制作一个“表情书签”。
5
教师：我们可以根据自己的心情来做一个表情书签。首先从“草绘”菜单
里选择“草图圆”，在工作台上绘制一个半径为30mm的圆形。
教师：然后在“草图”菜单里选择“草图椭圆”，对称的在圆形内绘制出
两个椭圆形，大小自定。完成该步骤后，同学们再选择“草图”菜单里的“三
点圆弧”，然后绘制出嘴巴的形状。
教师：接下来要使用到的指令是“拉伸”指令，同学们找到“构造”菜单
里的“拉伸”，然后选择笑脸模型，拉伸笑脸厚度3mm。那大家需要注意的是，
我们在对笑脸进行拉伸的时候，会发现有些眼睛或者嘴巴不能跟着笑脸整体拉
伸，因此，需要我们单独的去选定眼睛或嘴巴来进行拉伸。
教师：同学们，大家知道书签有哪几部分组成吗？ （学生回答）
教师：是的，书签柄。下面就一起来给表情安装上一个书签柄吧！
教师：制作出手柄部分，通过移动将手柄跟表情部分重合。
教师：选择“合并”菜单里的“合并”指令，将表情部分和书签柄部分合
并在一起。
教师：同学们需要注意，我们在设计123D作品的时候，往往发现作品比例
太小或太大，因此可以使用“变换”菜单里的“缩放”指令，调整书签大小。
教师：到最后，一个简单实用的表情书签就完成啦，同学觉得是不是觉得
很简单呢？
教师：今天的课程到此结束，谢谢大家！（结束前可简单提问题回顾下本
节课所学的知识点，以便学生做巩固）
7.3巩固练习
刚才在学习和操作的过程中，同学们表现都非常的好，最后的表情书签做得
非常棒。
（1）我们一起来回想一下，3D打印的技术原理是什么？（学生举手回答）
（2）什么是增材制造？
（3）3D打印的材料有哪些？我们课堂上使用的3D打印材料是叫什么？
（4）3D打印的三个步骤流程是什么？
6
7.4课堂小结
（1）如果你有一台 3D打印机，你想打印什么？
（2）了解完 3D打印的历史，你有什么想法？
7
/3
