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1、3D 打印技术教学创新设计方案 一、教学目标 1.知识与技能 (1)扩大学生的知识面,开阔视野。(2)培养学生独立思考的能力,培养学生的发散思维。 (3)培养学生的协作精神。2. 教学重点: 过程与方法 通过学生课前搜集资料,师生课堂共同介绍了解 3D 打印技术,学生进行讲解和展示,培养学生独立学习思考的能力,通过对 3D 打印技术立场的讨论,培养学生的发散思维。 3.教学难点: 如何用最简单直观的方法讲解、了解科技前沿的知识。 4 教学流程 4.1 利用多媒体先入为主,激发兴趣,导入内容请同学们观看电影十二生肖中的一段场景,(成龙戴着手套摸了一下兽首,瞬间铜像数据就被远程传输到了电脑里,随即
2、一个一模一样的兽首铜像被“打印”了出来。)请问你认为电影中的场景实际生活中能实现么？这种技术叫 3D 打印技术。对大多数同学来说,这项技术是很陌生的,今天我们就通过本节课揭开 3D 打印的神秘面纱。 4.2 教师简单介绍:3D 打印的实际操作过程到底是怎样的,当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,如何解决难题。给大家准备了两段视频,下面给大家展示一下，视频一:卡通人物打印过程。学生观看视频后讨论其打印过程,并根据自己的理解进行讲解,之后由师生总结用液体打印物体的方法。视频二:打印金属的过程。学生观看视频后讨论其打印过程,并根据自己的理解进行讲解,之后由师生总结用粉末打印金属的方法。教师的专业指
3、导:光固化,光辐射固化技术包括紫外光、微波、红外光、激光等的辐射固化,它们利用光的波动性产生激发分子,且波长越短,穿透能力越强,固化效果越好。另一种是电子束、 射线、 射线等对聚合物的辐射固化,它们是利用光的粒子性,不仅产生激发分子,而且还产生电离。因此,这两类辐射固化的机理不同。目前研究最多的也是紫外光固化和电子束固化这两种方式。教师的拓展性提问:3D 打印技术有望在以下几个行业中得到广泛使用:传统制造业、医疗行业、文物保护、建筑设计行业、配件饰品行业。在这些行业中你觉得可以如何使用 3D 打印技术？下面请同学们大胆想象展开讨论。之后由教师展示 PPT。(1)3D 打印的食品:面包、巧克力、
4、蛋挞等。 (2)3D 打印的房屋:英国 3D 打印房屋,采用纤维尼龙结构作为骨架,来代替实心的墙体。房屋组件采用激光烧结的生物塑料,这比用沙子或混凝土印制的质量更好。 (3)全球首辆 3D 打印汽车时速可达 112 公里,该款汽车并非玩具,而是真能开在路上跑的家伙。 (4)3D 打印足球鞋:蒸汽激光爪(VaporLaser Talon Boot),运动品牌 NIKE 公司就设计出了一款 3D 打印的足球鞋。整双鞋只有 150多克重。能提升足球运动员冲刺能力。 (5)其他方面:美国 3D 打印枪支、3D 打印机制作钢铁侠的手套、3D 打印笔。(6)医疗方面:使用 3D 打印出人的头骨,来替代患者
5、原本高达 75%已受损骨骼。此 外还有 3D 打印的肝脏组织,耳朵,骨骼,血管等人体器官。 问题思考的逐步深入:3D 是否能够打印人体,讨论其可行性。说明 3D 打印的两面性。 (1)将来的工业革命。(2)过于神话。(3)新瓶装旧酒。这个环节一定要让学生们充分的展示自己的思想,立场问题不存在答案的对与错,鼓励大家积极的开展讨论与交流。比如:3D 打印的发展也会遇到他的瓶颈期,例如材料的限制,如果将纳米技术与3D 打印技术结合,将会有更新的突破和发展。延伸:4D 打印的思想已经诞生,第四维度指的是时间。让打印出的物体有智慧,随时间推移自我变化最后,通过本节课同学们的收获和感悟是什么,让大家谈谈自己的感想。学无止境,科学创造也是无止境的。希望同学们在今后的学习生活中,把你的视野放得的更宽,思路扩的更广。 5 教学反思依据本节课的教学目的:扩大学生的知识面,培养学生独立思考的能力,培养学生的发散思维,培养学生的协作精神,锻炼 学生查阅资料的能力。因此，上课前对学生布置课前准备工作,要分工明确具体。例如,对 3D 打印的简介这种简单的问题,完全可以留给学生完成;而 3D 打印的展示,网络 资源丰富,可以调动学生自主查找相关图片和视频,制作 PPT,并在课堂展示,这样 在个别环节采用学生的参与取代老师的讲解,充分调动学生的积极性,并且使学生在 查找资料的过程中有更多的收获和体会。
