3D ONE校本选修课

课

程

背

景

学习3D打印知识能够为学校创新教学手段、制作创意作品、更好地培养创新人才，提供更大的潜力，然而对于没有工科背景的中小学师生而言，要想将创意转化为实物，仍然存在一定的门槛，最主要的是缺乏易学易用的3D创意设计平台，否则，只能制造别人提供现成作品，或者进行极其有限的创新。传统的建模软件，如Creo、UG、3DMax等专业性很强。这对于中小学生来说是非常困难的，解决这种非专业人员上手难、建模难的最佳办法就是将建模的过程简化，利用目前一些新型技术去达到传统建模软件才能解决的建模难题。而3DOne 三维创意设计软件则能解决这些问题，它是一款专为中小学生呈现创意而开发的软件， 中小学师生可利用这一强大设计工具，快速绘制出自己的创意设计作品并通过3D打印机成型为实物。

3DOne打破了常规专业计算机辅助设计建模软件从草图生成三维模型的建模方法，提供了一些简单的三维模型，通过对这些简单模型的堆砌和编辑生成复杂模型。这种简单的建模方式感觉像是在搭积木，即使完全没有设计基础的孩子，也可用堆砌的方式并通过简单的命令操作，完成各种有趣的建模设计，最后实现3D设计和3D打印软件的直接连接。3DOne为中小学生提供一个简单易用，自由畅想的3D设计平台。

课

程

目

标

1 实现多层次渗透：从学科教学到实践活动，从小组活动到社团活动

2 实现全方位开展：由校内空间到校外空间，由共建空间到共享空间

3 实现宽领域施教：由技术教师到科学教师，由教师到家长

课

程

内

容

以3D One 软件为载体，面向青少年，通过介绍房子，给爸爸妈妈送礼物，全面扎实的介绍了三维模型的简单设计和制作。为广大青少年学生全面了解并掌握初步的三维设计奠定了基础。

主要内容包括准备单元，内容包含软件下载，3D打印基础知识等。第一、第二、第三单元，分别为“我家”、“给妈妈的礼物”、“给爸爸的礼物”、，各单元四到五课，每课一个例子。

本课程共7讲，具体内容如下：

第1讲（1课时）：初识3d建模

第2讲（1课时）：初识3D打印

第3讲（1课时）：创作柱子

第4讲（1课时）：创作电视机柜

第5讲（1课时）：创作窗户

第6讲（1课时）：创作花瓶

第7讲（2课时）：创作蝴蝶

第8讲（2课时）：创作桌椅

第 9讲（2课时）：创作床

第 10讲（2课时）：创作地球仪

第 11讲（2课时）：作品创作

第 12讲（2课时）：作品展示

以上各讲课程内容与课时安排视实际情况灵活处理和安排，要写清楚每一讲的具体内容，以便清晰这门课程的情况。

实

施

建

议

本课程主要以讲授法、任务驱动法为主，学生主要以独立完成，同伴互助形式产开，课时为18课时，在微机教室2，班级规模为50人。

评

价

方

式

1、过程性评价：上课出勤率（5%）；实践练习中的学习态度（10% ）；完成实践作业的数量和质量（25%） ；期末考试成绩（60%）。

2、同桌相互点评作品，再由教师评定，选出优秀的作品，通过网络教学系统，集体进行点评。 

3、展出的优秀作品，适当点评给予记高分鼓励。 

课时

具体内容安排

1

初识3d建模

2

初识3D打印

3

创作水杯

4

创作电视机柜

5

创作窗户

6

创作花瓶

7

  创作蝴蝶（1）

8

  创作蝴蝶（2）

9

创作桌椅（1）

10

创作桌椅（2）

11

创作床（1）

12

创作床（2）

13

创作地球仪（1）

14

创作地球仪（2）

15

作品创作

16

作品创作

17

作品创作,作品展示评价

18

作品创作，作品展示评价

高翔

五1

段亚鹏

五1

庞振伟

五1

王瑞麟

五2

王博文

五2

孙俊豪

五2

陈智

五2

秦瑜坤

五3

田沫

五3

王梦想

五3

罗世梵

五3

包梓娴

五3

张佳怡

五4

张欣乐

五4

许子麟

五4

林宇鑫

五4

杨子钧

五5

严雨晨

五5

丁驭骋

五5

高英杰

五6

钱力诚

五6

熊雨轩

五6

周铭誉

五7

桑子文

五7

郭培域

五7

王子路

五8

丁梦凌

五8

徐宇森

五8

胡宇涵

五9

康铠

五9

陈宜轩

五9

李思翰

五10

冯卫峥

五11

雷雨妍

五11

汪松琦

五11

彭英杰

五11

王雨飞

五11

顾佳雯

五12

黄晨彰

五12

王鸿阳

五12

谢鹏

五12

许梓悦

五12

教

学

要

点

第三节 创作柱子

点名

 模型效果：完成后的模型效果如图1-1所示。

图1-1

作品模型网址

三、制作步骤

我们先来熟悉一下3D One软件的操作界面。同学们可以根据图1-2所示界面，对相关区域的按钮进行单击鼠标左键、中键、右键的操作，发现3D One软件的快捷方式，加深对3D One软件的了解。比如，单击鼠标中键的同时移动鼠标，可以在任意方向移动网格；单击鼠标右键的同时移动鼠标，可以旋转网格。

图1-2

了解了3D One软件的基本操作方式后，接下来一起创建一个简单的六面体模型吧。

步骤1：用鼠标左键单击左侧工具栏的“基本实体”→“六面体”按钮。此时在网格中出现了跟随光标移动的六面体。用鼠标左键在网格原点处单击一下，如图1-3所示。

图1-3

步骤2：用鼠标左键单击网格上的六面体在高度方向上的数值20，在出现在的文本框中输入“100”，按<Enter>键，用鼠标左键单击提示框中的“确定”按钮，完成四棱柱的创建，如图1-4所示。

                              图1-4

提示：图1-5所示为3D One软件中的提示框。在提示框中可以修改实体的相关参数。用鼠标左键单击提示框中的Tooltips按钮，会弹出图1-6所示文字和链接，用鼠标左键单击链接可以上网查看官方视频教程。

图1-5                                 图1-6

四、拓展

尝试把6种基本实体都绘制一遍，并将它们摆放整齐。

教

学

要

点

第四节创作电视机

点名

三、制作步骤

1、在点0，0，0绘制一个长宽高分别为20、20、100的长方体。

2、每个长方体都是由许多面和棱组成的。我们可以选择任意一条棱和任意一个面、也可以选择整个长方体。选择不同，出现的菜单也不一样。我们来比较一下。把鼠标移过去，看看这些小按钮是什么名字。

选择棱：

四个按钮分别是____________，____________，____________，____________。

选择面

五个按钮分别是____________，____________，____________，____________，____________。

选择整个长方体是没有这样的菜单的，在后面的操作中我们要注意选对正确的对象

3、移动这个长方体。按照上面所说的，进行操作要首先注意选择正确的对象，那么我们在移动长方体的时候，就要选择整个长方体。可以先选择再点击移动按钮，也可以先点击移动按钮再选择整个长方体。

起点是10，-0，0，目标点是100.0.0. 点击绿勾完成移动。

这是一种移动方法，还有一种实时移动，点击这个窗口的右边这个按钮，出现红绿蓝三个维度的箭头，点击箭头可以实时移动，移动的时候也会出现距离，我们移动了90。

这两种移动方式最终实现的效果一样，你更喜欢哪一种呢？为什么。

4、接下来，我们对这个长方体进行拉伸。先点选特征造型中的拉伸命令。特征造型中的命令还有许多，都是对已经建立的实体进行造型的常规改变。

我们要进行哪一面的拉伸呢？

用鼠标点选这个正方体不同的组成部分，会出现各种不同的拉伸效果预览。我们既可以在窗口中填写参数，也可以直接拖动小圆锥来达到效果。

这个时候离点击绿勾还差最后一部，需要点击这个窗口的加运算。

默认拉伸会出现两个长方体，如果是加运算，那就会把新拉伸出来的长方体和原来的长方体合并会一个新的长方体。

可以用撤销按钮看看两种做法的不同效果。

5、 

在点击这个命令以后，先要选择造型，也就是我们制作的这个大长方体，然后点击窗口中的开放面，选择如图所示的面，厚度可以改为10，点击绿勾，我们这个简易的电视机就完成啦。

四、拓展

请你试试看，在电视上增加几个小按钮吧。

教

学

要

点

第五节 创作窗户

点名

我们今天来设计一个简单的中式窗户。中式窗户一般都有哪些特色呢。

1、我们先来绘制平面的草图。草图工具和我们的画图非常像，但是画好后可以直接转换为3D的物体，非常的方便。

首先点击草图绘制中的矩形工具绘制一个矩形。

你有没有观察到顶上多了蓝色小勾，这个勾代表我们进入了草图绘制的模式。在草图绘制完之前不需要点击这个小勾。

2、继续绘制矩形。

这个时候切换为上视图，点击左小角的骰子上的上。画一个稍小一些的矩形。

在这种视图下，是不是很像以前学过的画图，但是多了背后的网格。

请同学们想一想生活中老房子的窗户，是什么样子的呢？

我们可以仿照喜欢的窗户类型，继续绘制草图。

绘制完成后，点击拉伸命令，尝试点击出现的的三个按钮。

完成后就成了这个样子。

使用特殊造型中的圆角命令，半径为5，可以得到如下图形。

这个窗框就画好啦。

这个时候，可以点击屏幕右边的蓝色白色小箭头。登录3Done创意社区，

登陆以后，就可以保存到云盘，如果选择公开的话，就可以分享给所有的朋友们看啦。

快设计一个典雅的中式窗户上传吧！

四、拓展

试试看把自己设计的窗户打印出来吧。

教

学

要

点

第六节创作花瓶

点名

1、画出花瓶整体轮廓

利用网格特性，做出如下曲线。选择通过点绘制曲线命令，依次输入（40，0）、（50，80）、（40，120）、（50，160）四点，确定之后得到如图所示曲线。

在左上角的框中，输入点的坐标，然后按回车。输入一个坐标，按一下回车，点就出现了。

通过直线命令，将曲线连接成如图所示的封闭图形。（先画下面的线，再画中间的，最后画上面的。）

2、确定之后，选择旋转命令，按图所示的设置做出花瓶的整体轮廓。

3、确定之后，选择抽壳命令，造型选择整个实体，厚度为10，开方面选择上表面，如图所示：

4、确定之后，可将网格隐藏，选择隐藏网格命令，      

 将网格面隐藏，如图所示：

教

学

要

点

第七节创作蝴蝶（1-2）

点名

1、点击“基本实体”，选择“六面体”功能。在方格面正中心放置一个六面体，将长、宽、高均设置为20，点击确定。这个六面体是一个辅助的体，用来创建蝴蝶中间的圆柱。

2、点击“基本实体”，选择“圆柱体”功能，创建一个圆柱体。圆心选择中心点，一定要选择“对齐平面”，使得圆柱体垂直于六面体。输入长度“40”，半径“2”，输入完之后，点击确定。接着点击“上”，放平视图。

3、点击“草图绘制”，选择“通过点绘制曲线” 功能。鼠标左键单击选择网格面，在图示位置插入点，绘制图示样条线，接着同理绘制其它的线型。

4、点击“基本编辑”，选择“镜像”功能。实体选择之前绘制的两条线，方向选择图示位置的向下的箭头，绘制完后，点击确定。（必须出现绿色箭头,没有绿色箭头说明，两条线不在同一条轴上）

点击确定，效果如下：

5、 点击“特征造型”，选择“拉伸”功能，拉伸体选择之前绘制的蝴蝶翅膀，在厚度输入“5”毫米，并点击确定。

6、点击“基本编辑”，选择“镜像”功能，实体选择我们之前绘制的蝴蝶翅膀，平面选择网格底平面。

7、选择“组合编辑”功能，合并两个实体。

8、拔模命令，把中间的蝴蝶身体变细。选择中间的圆柱体，点击“拔模”，选择拔模体为中心的圆柱体，角度-5，方向如图所示的绿色箭头方向，然后点击确定，把蝴蝶身体变细。

9、删除辅助体。选择大的六面体，然后按键盘上的“delete”键，即可把圆柱删除。

10、删除后如上图所示，接着在身体上绘制蝴蝶的头部。选择“球体”功能，绘制蝴蝶的头部。半径为5.

11、 点击“草图绘制”，选择“曲线”功能，绘制蝴蝶的角，如图所示：

点击确定，之后如图所示：

12、、点击“基本编辑”，选择“镜像”功能。实体选择之前绘制的一条线，方向选择图示位置的向下的箭头，绘制完后，点击确定。

这样，蝴蝶的两个触角就完成了！

13、使用拉伸命令，对两个触角进行拉伸！如图所示：

使用移动命令，使两个触角跟蝴蝶的头部完全接触。如图所示：

效果图如下：

14、使用“材质渲染”命令，对蝴蝶的身体各部分，进行着色，如图所示：

15、最后蝴蝶的效果图如下：在这个过程中，大家可以使用组合命令，对蝴蝶身体部分进行组合编辑！使蝴蝶成为一个整体！

四、拓展

同学们，通过这节课的学习，大家可以根据自己的喜好，自己动手制作自己喜好的花蝴蝶了！

拓展举例

教

学

要

点

第三节创作桌椅（1-2）

点名

1、首先绘制课桌腿，绘制一条桌腿。选择六面体命令，在网格平面制作10*10*90的六面体，如图所示。

2、通过阵列命令绘制另外三条课桌腿。选择阵列命令，基体选择上图所做桌腿，方向选择如图所示红色箭头方向，数目输入2，距离设为90，方向D选择如图所示绿色箭头方向，数目N设为2，间距S设为60，如图所示：

3、阵列完成后，如图所示的屏幕绘制桌腹：

选择六面体命令，绘制110*80*30的六面体，尺寸如图所示：

4、确定之后，调整桌腹位置，鼠标点击桌腹，按住拖拽将桌腹移动到桌腿中心位置，效果如图所示：

5、如图所示，平面绘制桌面：

桌面尺寸为130*90*5，如图所示：

6、同样调整桌面的位置，是桌面位于桌腹正上方的中心位置，如图所示：

7、选择特殊功能命令组下的抽壳命令，对桌腹六面体进行处理。选择抽壳命令，在弹出的对话框中，造型S选择桌腹部分，厚度选择-5，开放面为图中绿色面，如图所示：

点击确定，完成抽空，抽壳后的效果如图所示：

8、绘制脚架，如图所示的位置绘制10*10*50的六面体，绘制完成后，进行移动，课桌的一条脚架就绘制完成了。

9、使用阵列绘制另外一条脚架，阵列的参数设置如图所示：

10、绘制最后一条脚架，脚架应该放在桌腹开口的对立面，如图所示：

确定之后，课桌整体框架绘制完成，效果如图所示：

11、对课桌进行修饰

对脚架进行倒角，选择倒角命令，对下图所示的六条边进行倒角操作，倒角距离为2，如图所示：

桌面倒圆角，选择圆角命令，选择桌面四个尖角的四条边，半径选择10，完成圆角命令，如图所示：

对桌腹进行圆角修饰，圆角半径为2，如图所示：

12、组合编辑，首先桌腹、桌脚、脚架形成一个整体，选择组合编辑命令，布尔运算为加运算，基体为桌腹，合并体为桌脚和脚架，如图所示：

二、椅子

1、首先绘制椅子的四条腿，是课桌与椅子的中心对齐，腿的位置及尺寸如图所示：

2、用阵列绘制出另外三条腿，阵列所设置的参数如图所示：方向选择红色箭头方向，数目为2，间距设为42，方向D选择绿色箭头方向，数目N设为2，间距S设为25.

3、按照图所示位置，绘制一个六面体的椅面，六面体的尺寸为60*45*8，如图所示：

鼠标左键点击椅面，按照拖拽将椅面移动到四条腿的中间位置，效果如图所示：

4、绘制椅背部分，选择六面体命令，在椅面表面绘制50*6*50的椅背。

5、绘制完成后，在椅背绘制长度为35，下表面与椅背表面平齐的六面体，，并进行移动，如图所示：

6、通过组合编辑命令，布尔运算为减运算，基体为椅背，合并体为一个六面体，如图所示：

7、对椅背尖角倒圆角，圆角半径为3，如图所示：、

对椅背前后两表面的尖角和椅子的表面做倒圆角，圆角的对象如图，圆角半径为2，如图所示：

8、绘制脚架，绘制六面体，六面体的参数设置如图所示：

9、用阵列命令绘制另外一个脚架，方向及间距如图所示：

10、在图中所示位置绘制第三个脚架，脚架参数如图所示:

11、对脚架进行倒角编辑，选择三个脚架上的六条边，倒角距离为2，如图所示：

12、使用组合编辑将椅子组合为一个整体，选择组合编辑命令，基体选择椅面，合并体为椅背，椅子脚以及脚架，如图所示:

这样，就完成了课桌椅的设计。

四、拓展

1、拓展举例

   同学们，电脑桌也是我们经常使用的家具，电脑桌既有放主机的格子，还有放键盘的托盘，可能还有放书的书架，你能设计出来吗？

教

学

要

点

第九节创作床（1-2）

点名

1、首先绘制床底下四个圆柱桩子部分，使用基本实体的圆柱体，画出一个半径为5MM、高为15MM的圆柱体，如图所示：

2、选中画好的圆柱体，利用快捷键Ctrl+C，进行粘贴，并选择打√确定，将位置如图所示进行调整：

3、其次绘制床板，选择先使用草图绘制工具的矩形命令绘制一个长方形，如图所示：

4、利用特征造型中的命令制作出高为15MM的床板，如下图所示：

5、选择基本编辑中的移动命令，并选择动态移动模式下，改就Z轴的值，将床板位置置于四个圆柱之上，如下图所示：

6、然后绘制床垫，选择先使用草图绘制工具的直线和圆弧命令绘制一个圆角矩形，如图所示：

7、利用特征造型中的命令制作出高为20MM的床垫，如下图所示：

8、选择基本编辑中的移动命令，并选择动态移动模式下，分别修改X、Y、Z轴的值，将床垫放置在床板之上，如下图所示：

9、再来绘制床靠背部分，在过滤器列表中选择草图列表，利用草图绘制工具的和圆弧命令绘制如下草图：（高度80MM——90MM）

10、选择移动命令基本编辑中的移动命令，选择动态移动，将草图进行动态移动，将其竖立垂直，如图所示：

11、选中调整好的绘制的草图，利用快捷键Ctrl+C，进行粘贴，并选择打√确定，并利用动态移动进行位置如图所示进行调整：

12、选择特征造型中的放样命令，如图所示：

13、最后绘制靠垫部分，在过滤器列表中选择草图列表，利用草图绘制工具的和圆弧命令绘制如下草图：（高度30MM——50MM）

14、利用画床靠背部分同样的方式，绘制完成靠垫部分，如下图所示：

15、并利用动态移动将位置进行调整，完成作品组合，并进行颜色渲染，最终完成图如下所示：

教

学

要

点

第十节  创作地球仪（1-2）

点名

1、首先绘制地球仪的地球部分，使用基本实体的球体，在中心点画出一个半径为50MM球体，如图所示：

2、然后绘制地球仪的支架部分，使用草图绘制命令中的和如图所示：

3、在下方过滤器列表中选择草图，选择特征造型中的拉伸，对上面的草图进行拉伸，拉伸类型选择对称，高度为10MM，如下图，选择  确认。

4、在下方过滤器列表中选择曲面

5、选择如图表面，选择弹出的“DE面偏移命令”，偏移值设置成为30MM，如图所示：

6、接下来绘制地球仪底座部分，使用草图绘制命令中的和（注意要画在网面的平面上绘制）如图所示：

7、选择“特征造型” 中的“旋转”，旋转轴线选择草图的竖线，旋转角度360度。

8、接下来绘制地球仪转轴部分，使用草图绘制命令中的和如图所示：

9、选择“特征造型” 中的“旋转”，旋转轴线选择草图的158MM长的直线，旋转角度360度，选择打√，如图所示：

10、最后为地球仪各个更变颜色，选择，分别选择需要修改的部分，进行颜色等选择设置，最终图如图所示：

四、拓展

同学们，你们可以通过本节课的学习，自己动手制作地球仪！