2024年6月6日发(作者：)
３ＤＯＮＥ软件在３Ｄ打印技术教学中的应用
贵州航空职业技术学院 贵阳 ５５０００９）
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袁 梅 （
【摘 要】３Ｄ打印技术中重要的环节是建模。学习初期，运用简单的三维建模软件，可以快速实现设计的理念，提高学生的学习兴趣和积极性。文章通过３Ｄｏｎｅ三维建模软件
的一些特殊命令，使得三维模型变得生动有灵性，为读者提供了有益的参考。
【关键词】３Ｄｏｎｅ；３Ｄ打印技术；建模
【中图分类号】Ｇ６４２ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５－３０８９（２０１８）２４－０１３１－０２
前言 一、
３Ｄ打印技术是增材制造技术，打印机能将ＣＡＤ软件或实体三维反求得到的具有复
１］
杂形状的三维模型通过分层软件逐层的叠加，快速、自动、精确制造出原型
［
。这一过程
中关键技术是三维模型的创建。
在选择ＣＡＤ软件时，学生的基础、提高学生的学习兴趣等诸多因素让教师绞尽脑汁。
３Ｄ打印技术可以使用的三维建模软件有ＵＧＮＸ、Ｐｒｏｅ、Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ、３ＤＭＡＸ等等，这些软
件大部分用在航空航天、汽车行业等领域，其功能强大，操作界面复杂，需要长期的学习才
能应用于实践。
各种三维建模软件中，如草图绘制与编辑、实体造型、曲面造型等命令的使用具有共
性，可以触类旁通。因此，学习初期使用一些简单的三维建模软件，可以让使用者快速进
入角色，提高学习兴趣和积极性，为后期继续学习奠定基础。
二、３Ｄｏｎｅ软件简介
３Ｄｏｎｅ是中望公司开发的，适用于广大青少年的３Ｄ打印设计软件。主要基于“搭建
积木”的堆砌方式，能在短短几个星期内轻松地绘制自己的三维作品，表达和实现创意
设想。
三、３Ｄｏｎｅ软件特点
１．３Ｄｏｎｅ三维建模软件的设计界面非常简洁、干净。鼠标点击工具栏，可以通过内嵌
快速入门讲解“工具提示”键为每个功能命令都提供详细文字、视频解说。有疑问可
步骤三：选择“基本实体”／“六面体”命令，创建８０×８０×６．２的长方体与图３长方体
重合于一点，渲染模型白色。
步骤四：步骤二、三实体分别导入切片软件，使二者重叠进行模型切片设置与打印。
ａｋｅｒＢｏｔＲｅｐｌｉｃａｔｏｒ２Ｘ双喷头３Ｄ打印机，打印时右喷头放置白色（实训室使用的是Ｍ
丝材，左喷头放置黑色丝材。当双色叠交时，系统默认右喷头打印。打印参数设置由于二
维码图形复杂、局部特征细小，为了保证模型的质量，Ｏｕｔｌｉｎｅ外层的打印速度减慢为
２０ｍｍ／ｓ，防止翘边平台温度１３０°，其余按系统默认值）
打印结果见图４，手机通过扫描二维码实体可以直接链接相关的网页。
以随时查看、自助解决，最大程度降低学习难度。见图１
２．工作区网格的设定可以让使用者通过肉眼直接放置模型，操作性、直观性很强。见
图１
（３）投影曲线：该功能将曲线或草图投影在面上进行编辑。用于模型外观的美
，直接调用已安装
化修饰。许多时候，模型的外观设计很吸引人的眼球。我们看见一些漂亮的图形，凭手涂
好的切片软件并以．ＳＴＬ格式自动导入。大大简化了中间导入、导出的过程。见图１。
画，受限于美术功底，而且鼠标的操作远远没有画笔流畅。
完成三维模型设计后，可以直接通过３Ｄｏｎｅ的内置“３Ｄ打印”按键
一张图片，如何把它放置在实体表面上呢？
建模步骤：
步骤一：选择“基本实体”／球体，建一个ＳＲ４０ｍｍ球体。
步骤二：球体上面建基准面，见图５。
三维建模软件与３Ｄ打印机切片软件能够很好的融合。用户在３Ｄｏｎｅ软件３．３Ｄｏｎｅ
４．３Ｄｏｎｅ三维建模软件特殊的功能命令。
３Ｄｏｎｅ特殊功能的使用，可以美化模型的外观。给设计者意想不到的惊喜。投影、
浮雕等特殊功能让生活中看似复杂的模型得以实现，瞬间设计者变成“神笔马良”。
１）ＤＥ移动（：以坐标方式延伸面、旋转面。见图２
步骤三：点击基准面进入草图界面，然后“导入”图片，图片文件类型选择ＩｍａｇｅＦｉｌｅｓ，
．图形自动转化为轮廓曲线，缩放、调整轮廓曲线在球上合适的位置见图６
ＤＥ移动功能凭视觉就可以移动或旋转模型的任意平面，非常灵活、方便，顺利完成建
模。解决了学生设计初期模型工艺性差，装配性模糊的缺陷。
步骤四：修改编辑图片产生的轮廓曲线；
导入的图片产生了许多线条，错乱不规则的分布。修改编辑曲线的目的是为了得到
图形外轮廓封闭曲线。这样才能生成具有图片形状的实体，否则是片状的。曲线的修改
编辑在保留外轮廓线的前提下，其余线条使用删除、绘制或延伸、修剪命令进行修改。
步骤五：隐藏或删除基准面，应用投影曲线命令将封闭的龙的轮廓曲线投影到球面，
见图７
（２）浮雕：二维码是用黑白相间的特定几何图形，按一定规律在平面分布，以记
录数据符号信息的，用于商业活动、网络链接、信息读取。而打印出来的三维模型凸凹有
致、黑白分明才能被识别。建模时二维码特定的几何图形较复杂，如果采用草图命令绘制
Ｄｏｎｅ软件浮雕命令可以很便捷的实现其功能。再拉伸将十分繁琐，甚至导致建模失败。３
建模步骤：
／“六面体”命令，创建８０×８０×６的六面体；步骤一：选择“基本实体”
步骤二：“特殊功能”／“浮雕”命令，“文件名”选择后缀为．ＪＰＧ格式的二维码图片，
１，分辨率０．０３，勾选“嵌入图像文件”，渲染模型黑色见“面”选择上平面，“最大偏移”－
图３。
步骤六：选择镶嵌曲线命令，可以将投影到球面上龙的封闭曲线进行内嵌（或凸起）
编辑。见图８。
１ ３１
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２．３Ｄｏｎｅ三维建模软件界面友好，操作简单，有利于提高学生设计能力和创新能力。
加之引进简单、高效的新型变现设备—３Ｄ打印机，能快速的把设计的理念转化为现实，三
维模型看得见、摸得着，学生成就感强，可以大大激发他们的创作源泉。通过实物还可以
发现模型问题从而改进优化。
３．老师上课的能效感增强，专业课程变得生动有趣。３Ｄ打印作品通过演示和展览，
学生在方案展示与交流的过程中自评与互评，实现学生在设计过程中的深度参与，从而改
善教学效果。
通过以上两个实例，３Ｄｏｎｅ三维建模软件在学生建模设计的构想过程中，有很大的
自由空间，可以“天马行空”的发挥创意。
四、总结
近一个月的亲身教学实践，效果主要体现为以下几个方面：
学生的学习面貌有全新的提高，参与性、积极性大大提高。既达到教学目标又让学生
们的知识与技能得到了全面提高。
参考文献
［１］宋宇红．浅谈快速成型技术［Ｊ］．城市建设理论研究，２０１３．（２４）．
袁梅（１９７２－），女，四川省乐至县人，讲师，硕士研究生。研究方向：机械加工、
１．学生的积极性提高，学生在教学过程中整体学习面貌有了改善，由原来在教室发
作者简介：
三维打印技术。
呆、玩手机到现在的争相讨论建模的思路、分享好的方法，比学赶帮，课堂氛围良好。
新思维具象法在初中物理实践性教学的应用
福建省晋江市实验中学 ３６２２００）
■
刘恩典 （
【摘 要】基于发展核心素养的背景，初中物理教学实践中不仅要培养和锻炼学生的实践操作能力，还要注重培养学生建构理想模型能力、自主学习探究能力与科技创新能
力。运用思维具象法教学可以为学生呈现更加直观、形象的知识体系，进而使学生能够快速理清学习思路提高学习效率，培养创新精神并积极主动地探究物理知识。
【关键词】新思维具象法；初中物理实践性教学应用
【中图分类号】Ｇ６３３．７ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５－３０８９（２０１８）２４－０１３２－０１
“新思维具象法”是基于物理学科的核心素养，经过两年多的物理教学实践研究，以《力和运动》整章的复习为案例，常规的课堂笔记如（图一）干净整洁，但也有如
从“思维导图”到“思维可视化”逐渐提炼出来的，采用拟人或拟物的手法，将某个章节
下缺点：整齐的线性排布不容易表达知识的逻辑关联；记录方式虽然完整，但不够高效
的物理概念、定义、公式等知识模块，用简笔画勾连其知识之间的关联性、逻辑性，通过
简洁；复习时大脑容易疲惫，缺少学习的动力，且容易看了后面变忘了前面。而运用图
这特定的“人”或“物”的形态，把很抽象、凌乱的东西用很具体、可爱的东西表现出来，
文并重的技巧，我们可以利用思维导图把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图
绘制出具有创新性的“新思维具象图”。“新思维具象法”符合初中阶段学生的认知规
更加直观地表现出来如（图二）。
律，并充分体现了初中物理的学科特点。
思维导图的绘制，是由中央图象引发大脑产生联想。联想是改善记忆力和创造力
一、在初中物理教学中运用新思维具象法的必要性
物理学是由物理概念、物理规律和基本方法组成的一门系统性较强的学科，它是观
的重要因素，字体、线条和图象的大小尽量多一些变化，大小的变化是表明层次中相对
重要的一个最好方法，扩大尺寸可以突出重点，增大想起它的可能性；色彩是加强记忆
察、实验、总结、推理的产物。无论是物理概念的建立，物理定律的发现，还是物理基础
力和创造力的最有用的工具，为编码或在思维导图的特别区域里加上特别的颜色会刺
理论的创立和突破，都离不开思维能力。物理学的主要思维方法有：观察和实验的方
激脑细胞更加活跃的工作增加记忆能力；学会使用代码，可以让思维导图的各个部分之
法，分析与综合的方法，比较与分类的方法，抽象与概括的方法，归纳与演绎的方法，科
间快速建立联系，代码可以通过简单地使用颜色、符号、形状和图形来巩固和强化层次
学推理的方法等。例如牛顿运动定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律等，都是以实验
与分类。“思维导图”是点射状、发散性的思维结构图，其脉络清晰、易学易记，但缺陷
事实为基础，通过分析、综合、推理、归纳总结出来的。因此思维能力在物理的学习和研
是单一性和单向性。
究中起着重要作用。但是在目前中学物理教学中仍存在误区，主要表现在：
三、运用新思维具象法，优化初中物理教学
“新思维具象法”是通过演示和分组实验直观感受物理规律，在感性认知的基础上
不管新课还是复习课，不管是初二的力学部分压强、浮力、机械与能的计算还是初
引导学生提炼出关键知识点，然后引导学生利用层级和分类绘制章节的思维导图。进
三的电学综合题，多数教师侧重于习题教学，所以很多的实验能不做就省了，很多的概
而在思维导图的基础上，学会用“新思维具象法”构建物理识章节之间的关联，绘制出
新思维具象图”如图三、图四，进而使学生在实验探究的基础上进行思
念与原理的建立过程就“轻描淡写”了。教师过于强调线性化，将知识人为分割，学生
具有创新性的“
脑中也是一个个分立的知识点。导致学生的知识迁移能力较差，学习的效果较差。
２．追求教学进度，忽视认知规律。
新授课盲目追求一步到位，追求难度，不讲梯度。这一做法严重违背教学规律，导
致的结果是：人为加大学习难度、学习负担和太多无效劳动的付出。新思维具象图以视
觉化的形式阐明了在知识领域里学习者是怎样使概念之间产生关联的，并且揭示了知
识结构的细节变化。它运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的
层级图表现出来，促进知识的整合，有助于开展教学互动，促进对话与合作。师生在宽
松的氛围中进行有效交流与沟通，学生以自己的思维方式绘制新思维具象图，促进个体
进行有意义学习，还能提供合作学习平台，促进师生、生生对话与合作，让学生真正成为
学习的主人，有助于建立良好的师生关系。
二、在初中物理教学实践中搭建思维的阶梯
新思维具象图采用拟人或拟物的手法方式把思维过程表示出来，不仅有利于学生
具，已在教育教学实践中广泛应用。但“思维导图”过于强调“图像记忆”和“自由发散
学会如何分析、思考、解决问题，而且有利于学生进行题后反思。通过思维导图把解题
联想”而非“理解性记忆”和“结构化思考”。对于抽象思维能力较差的学生，“图像记
策略概括为结构精致的程序性知识，使获得的策略性知识便于存储、提取，促使学生把
忆”的确可以帮助学生提高“把知识记住”的效率，但却无法加深学生对知识的理解，属
思维成果内化为自己的能力。
当学生掌握“新思维具象图”后，会发现自己的艺术和视觉感知技巧得到飞速的提
念等知识越来越抽象和复杂，就更加要强调“理解的深度”而非“记住的速度”。也正是
升，这样反过来会加强记忆力，培养学生的创新思维能力，减少学习压力使学生更愉快
基于这些原因，新思维具象法研究团队把概念图、知识树、问题树等图示方法的优势特
的学习。合理应用新思维具象图，发挥新思维具象图的功效，在初中物理教学中可发挥
性嫁接过来，同时将结构化思考、逻辑思考、辩证思考、追问意识等思维方式融合进来，
重大的辅助教学作用，能体现出物理学习思维过程，充分展示物理学习成果，以图文并
把“思维导图”转化为“新思维具象图”
茂的直观形象的形式服务于教学，全面提高学生综合学习能力，提升物理教学的有
效性。
参考文献
［１］刘濯源．《赢在学习力》［Ｍ］．沈阳：万卷出版社，２００８：７１页－９９页．
［２］（英）东尼·博赞《思维导图》［Ｍ］．陆时文译．化学工业出版社，２０１４－１－１．
［３］杨再仙．思维导图法在初中物理实践性教学中的应用分析［Ｊ］．数理化学习，２０１５，１．
［４］吴海平思维导图在初中物理实践性教学中的应用探讨［Ｊ］．中小学教育，２０１５，８
（２１６）
本论文为：福建省教育科学“十三五”规划２０１６年度专项课题《构建初中物理新思维具
象法课堂教学模式的研究》立项批准号ＦＪＪＧ１６－２３研究成果。
于一种浅层的学习。基于物理学科的特点，物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观
思维导图是一种表达发散性思维的有效图形思维工具，作为一种创新型的表达工
维的提升。
１．轻知识建构，重习题教学。
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