3D打印在數學教學中的應用:正弦曲線、余弦曲線模具
意大利一位17歲少年最近3D打印了一套正弦曲線和余弦曲線的模具,用來學習數學。妥妥的學霸啊。下面是這位少年分享的制作過程,一起來看下哦!
摘要
我設計了一套關于正弦曲線和余弦曲線的圖像模具,并3D打印了出來。這樣能讓學生借助直觀的參照物,正確地畫出單位圓、正弦及余弦圖形,更好地掌握函數知識。
設計過程
由于AutoCAD不自帶創建函數圖像的功能,所以我特別下載了AutoLISP。操作簡便,即使對于初學者來說,也非常容易上手)。
第一版,首先設計2D圖像,注意這里必須使用1mm鉛芯的自動鉛筆。
第一版的2D圖像
通過2D圖像制作3D圖像
最終版,還是先設計2D圖像,注意這里必須使用0.5mm鉛芯的自動鉛筆。
最終版的2D圖像
通過2D圖像生成3D圖像
打印設置如下:
基座: 無
層厚: 0.15mm
填充率設置: 30%
課題: 函數學習
教學目的
學習函數理論
向學生介紹3D建模軟件(AutoCAD等);
讓學生知道正弦曲線和余弦曲線的區別
教學生畫函數圖像
學習單位圓及正弦余弦的不同角度
目標群體
1、所有學習IT和電子的中學學生。
2、配備電腦設備的課堂(可以使用3D建模軟件)。
3、配備電子實驗室及設備的學校(比如示波器或萬用表等儀器)。
4、所有想要學習三角函數的人。
5、有意向通過3D打印教學及教具來豐富教學計劃的老師。
準備工作
數臺裝有AutoCAD建模軟件的電腦。
對2D圖像設計有一定認識(如果是初學者,可以在課前抽時間進行學習)。
教師應當引導學生對目標物體進行建模,指導他們使用建模軟件及3D打印機。
學生需要做一個學習計劃,計劃好為了達到學習效果所需要完成的每一個步驟。
教師應該對學生每一個步驟的完成情況進行記錄,并最終評估他們的學習成果。
學生需要準備一只0.5mm鉛芯的自動鉛筆。
最后,配合3D打印的教具,學生可以更深入的學習函數理論。
學生需要完成的工作:
1、學生需要選擇不同周期和振幅的正弦曲線(確認好3D建模的圖像)。因為我使用的是AutoCAD軟件,所以在這里特別說明一下用這款軟件進行函數教具建模時所需要考慮的幾個因素:
周期;
振幅(pp 表示峰峰值);
周期數(一個周期的循環次數)。
在選擇周期和振幅值及周期數后,學生可以根據自己的喜好創建曲線的數量
在創建曲線后,接著創建邊緣,最后做偏移處理,進行擠壓后形成達到3D圖像的效果(如下圖)。
步驟
- 學習正弦余弦三角函數
- 學習如何使用2D/3D軟件,比如AutoCAD
- 借助AutoLISP工具設計目標函數圖像
- 進行3D打印
- 檢查3D打印實物效果
- 借助實物進行函數學習
教學成果
通過這一課程,每位學生都可以在一定程度上掌握:
1、三角函數理論
2、2D/3D建模基礎知識
3、3D打印機的設置方法和使用材料
經過渲染的教具
打印
最終成品
感興趣的朋友們可以通過以下鏈接下載這款模具的STL文件:
http://www.ypwyruw.cn/soft/shiyong/20103.html
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