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美編素材來源:Freepic

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(持續更新中 -2018/01/09更新

 

 ~新聞稿~ 

校園創客運動 高中生用3D列印飆創意

106年6月23日 楊騏老師/撰稿

因應十二年國教與即將上路的一O七課綱,臺北市立華江高中為提供學生豐富多元的選修課程,購置3D列印機具,並組織教師專業社群,結合新北高工、永春高中等各校教師進行校際交流,對教學軟硬體雙管齊下,共同開設3D列印課程,引導學生從「想」到「做」,動手設計時下最夯的「指尖陀螺」及Q版公仔、客製擺飾與吊飾等,掀起校園內一波從老師到學生都為之風靡的創客運動。

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▴華江高中學生開心玩3D列印

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▴華江高中學生動手操作3D建模

開課教師楊騏表示,(3D列印)能發掘學生的潛能,讓學生在學習中施展創意,更在親自動手做中獲得滿滿的成就感,是開設這門課最值得的一件事。選修課程的黃姓學生說:「可以做出自己所想的東西,感覺超棒的!」李姓學生則說:「現在指尖陀螺在外面賣都要不少錢,現在可以自己做,很得意。」

除了激發創意、滿足創作慾望,更影響學生對未來選填大學科系的看法,林姓同學表示,「學3D列印,加深了我對資管的熱愛與目標的確立」。

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▴華江高中學生設計作品
左起小熊刻字公仔、五軸指尖陀螺、情人節傳情盒玩、迷你籃框擺飾

創新科技不只對學生有吸引力,透過3D列印製作數學科「索瑪立方體」的許瑜芳老師表示,以往透過紙做的教具太容易損壞,市售的教具又數量有限,沒辦法每人一組,「現在隨時可以印出需要的教具,課堂上可以放心發下去,讓每個學生都有充分探索的時間空間」。

華江高中總計開設24門多元選修課程,把學習主權交還到學生手中,讓學生像在「小大學」中提早體驗依自身學習志願跑班上課的方式,表現出已做足迎接「一生一課表」時代的準備。

 

 ~課程計畫~ 

學習目標

  能運用3D建模軟體,動手設計並列印出自己的3D列印作品。

 

設計理念

(1) 跨學科結合3D列印Maker自造者,規劃與設計前瞻創新之多元課程。

(2) 結合創課精神、3D列印設備以及科技領域教學方式的探討,期望日後學生在資訊科技、創新設計的創課學習中,提升學習動機及學習成效。

(3) 藉由與外聘講師的交流分享,充實教學內容。

 

課程架構

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素養對應

(一) A自主行動-A2系統思考與解決問題-U-A2具備系統思考、分析與探索的素養,深化後設思考,並積極面對挑戰以解決人生的各種問題。

(二) B溝通互動:B2科技資訊與媒體素養-U-B2具備適當運用科技、資訊與媒體之素養;B3藝術涵養與美感素養-U-B3具備藝術感知、欣賞、創作與鑑賞的能力,體會藝術創作與社會、歷史、文化之間的互動關係,透過生活美學的涵養,對美善的人事物,進行賞析、建構與分享。

(三) C社會參與:C2人際關係與團隊合作-U-C2發展適切的人際互動關係,並展現包容異己、溝通協調及團隊合作的精神與行動。

 

課程內容(一學期課程)

(1) 認識3D列印

(2) 操作3D建模軟體與試印

(3) 3D建模與列印實務

(4) 專題作品

 

學習評量

  課堂表現10%、課堂練習60%、專題作品20%、成果發表10%

 

設備需求

  電腦教室、3D列印機、3D列印耗材

 

其他課程材料

• 砂紙、塑膠手套 ➔ 打磨用

• 相片膠 ➔ 黏合用

• 油漆筆 ➔ 勾勒上色用

• 亮光漆、水彩筆(圓、平) ➔ 上亮保護用

• 五金飾品材料(手機吊飾圈、鋅鉤及磨鍊組)、圓嘴捲線器
 ➔ 加工為手機吊飾、鑰匙圈等

• 模型展示盒、裝飾花紋紙 ➔ 加工為藝術展示品

 

教學資源

  課程簡報(各課程簡報及補充資源詳見教學進度)、
  3D列印心智圖UP! MINI 3D印表機操作講義參考資料

 

 ~教學進度~ 

105學年度第2學期、106學年度第1學期 楊騏老師/授課

 

#1 認識3D列印

相見歡/說明課程大綱、上課規定及成績計算方式。

▾「多元選修-3D列印」簡報檔

影片欣賞/認識3D列印:公視 [流言追追追] 3D列印(26:37)。

 

#2 (歡迎新加選學生加入)

溫故知新/用3D列印心智圖,複習3D列印的應用、技術及材料等上次播放影片內容。

3D列印心智圖.png

有獎徵答/複習3D列印各式成型技術:熱熔沉積成型(FDM)、粉末成型(3DP)、光固化成型(SLA)、層狀物體製造(LOM)。

補充

(1) 3D列印的各種應用、對產業的影響(或3D列印的限制),詳見《3D列印新浪潮》微書評&重點摘要

(2) 各種3D列印成型技術介紹,詳見《3D列印繪圖設計攻略寶典》微書評&重點摘要

實作/開通校園網路信箱、進入Classroom教學平台簽到。

3D列印Classroom.jpg

 

#3 (防災演習)

 

#4 認識3D模型

實作/使用Yobi3D線上3D模型庫,篩選STL格式,下載3D模型檔。

Yobi3D線上3D模型庫.jpg

備註

(1) Yobi3D為英文介面,輸入關鍵字時可用Google翻譯

(2) 有些免費下載平台需先註冊會員,可透過十分鐘信箱來註冊下載。

(3) 有些免費下載平台為英文介面,且有不少廣告,可藉此機會教育,培養資訊素養。

 

#5 實作3D建模軟體

實作Tinkercad互動教學:學習移動、相機控制、建立孔、調整比例及複製貼上、鑰匙圈、建置鑄模。

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#6 基礎平面吊飾設計

實作/運用雲端軟體Tinkercad,設計平面公仔吊飾。

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▴3D列印課堂練習~「平面吊飾」操作畫面

備註

(1) 使用造型:圓柱、圓形屋頂
(2) 使用功能:調整大小、調整角度、翻轉、孔、組成群組

 

#7、#8 進階平面吊飾設計

實作/運用繪製好的2D圖形,轉成3D列印可用的3D模型。

步驟

(1) 利用手邊習慣的軟體繪製好喜歡的圖形後,建議儲存為PNG檔。

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(2) 利用圖片轉SVG,點選【Upload a picture】上傳圖檔,選擇適合的Filter(若轉換出來有破損時才使用,可切換選單中的各個Filter,直到沒有破損),再點選【Download Image.svg】下載轉好的SVG檔。

Kanna平面吊飾_2-描圖轉檔.jpg

(3) 打開Tinkercad,匯入剛剛下載的SVG檔,並做大小、厚度等相關調校,最後匯出STL檔。

Kanna平面吊飾_3-模型調校.jpg

 以此類推,使用藝術字體產生器產生的特殊字體圖檔,一樣可以轉成SVG檔,再匯入Tinkercad編輯喔!

(4) 列印匯出的STL檔。

Kanna平面吊飾_4-列印STL檔.jpg

(5) 等待列印完成,再拆除支架後,得到3D列印成品。

Kanna平面吊飾_5-列印成品.jpg

 

#9 平面吊飾作品檢修與繳交

實作/對自己的平面吊飾作品完成最後檢修,進入Classroom教學平台繳交作品。

繳交平面吊飾作品.png

繳交規範

(1) 列印用 STL 檔
在 Tinkercad 裡按【匯出】,選【STL】,檔名如:10101王小明.stl

(2) 3D 建模截圖檔
在 Tinkercad 裡,旋轉縮放到作品的好角度,按鍵盤【Print Screen】,再開小畫家,按【貼上】,存檔為 PNG 檔,檔名如:10101王小明.png

 

#10 運算思維挑戰賽~練習賽

講授/由於每年11月適逢國際運算思維挑戰週,於是藉此機會帶領同學們認識「運算思維」及「國際運算思維挑戰賽」,並實際參賽、獲得證書。

▾「認識Bebras國際運算思維挑戰賽」簡報檔

實作/進入Bebras國際運算思維挑戰賽,進行「練習賽」。

教學資源

 Bebras國際運算思維挑戰賽 歷屆考古題

 

#11 運算思維挑戰賽~正式賽

實作/進入Bebras國際運算思維挑戰賽,進行「正式賽」。

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▴《Bebras國際運算思維挑戰賽》活動海報(設計/楊騏老師)。

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▴華江高中學生專注進行運算思維挑戰賽。

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▴華江高中學生沉浸在運算思維挑戰試題中。

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▴華江高中學生透過運算思維解決各種動腦問題。

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▴《Bebras國際運算思維挑戰賽》競賽佳績
成果海報(設計/楊騏老師)。

 

#12 外聘講座《當創客遇上餐飲~3D列印自造花式甜點》

講座/為結合3D列印技術與文創產業,特別邀請萬華文創甜品小店舖「菓實日」負責人高韞豐先生,分享從「自造」到「商品化」的過程,探討Maker成功轉化商業模式的經驗,透過融合五感的趣味生活化情境,以及系統化務實的運算思維,發揮設計教育的精神,融入教學活動,提升教師專業知能,提升教學效果。

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▴外聘講師高韞豐先生與3D列印課程教師楊騏老師及學生合照。

講座內容

(1) 3D列印在餐飲業的應用:自造理念與產品發想、3D建模與翻模技術、商品化流程之經驗分享。

(2) Q&A:業師經驗提問與分享。

▾外聘講座《當創客遇上餐飲~3D列印自造花式甜點》前導簡報

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▴《3D列印自造花式甜點》活動海報(設計/楊騏老師)。

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▴《3D列印自造花式甜點》活動宣傳圖(設計/楊騏老師)。

 

活動照片

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▴3D列印課程教師楊騏老師向華江高中學生開場介紹講座活動。

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▴外聘講師高韞豐先生向華江高中學生講解「3D列印」如何應用在甜點設計。

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▴華江高中學生專注聽講。

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▴華江高中學生認真填寫學習活動單。

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▴華江高中學生熱切參與講座抽獎活動。

 

研習回饋/研習內容重點筆記

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利用3D列印做出甜點,結合臺灣在地文化……當初創業的理念,善用科技技術來降低成本,是很多人想不到的。

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將在地文化融合在法國甜點中,利用3D列印技術…相輔相成。

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在反覆摸索尋找自我的道路上,雖然會跌跌撞撞,但往往能找到最初的自己。……結合創意理念,製作出原創性的作品。

 

研習回饋/印象最深刻的是?

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用「3D列印」技術製作甜點……把在地的文化使用在甜點上。

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第一次看到使用3D列印製作甜點…很少看見那麼精緻的甜點。

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用一道甜點(人之島)的收益,救助需要的人。

 

研習回饋/最大的收穫

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深入了解3D列印技術、甜點製作,以及創新的想法,讓我更清楚如何把想法以及技術相加在一起。

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3D列印也能與甜點結合,更省時省力方便…幫助了許多產業發展出新的面貌!挺不錯的課程。

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以前都沒聽過這些東西……是其他地方沒有的!

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創新的重要!! 把法式甜點融合台灣在地文化…利用3D列印的科技。

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原來3D列印可以讓食品呈現的更精緻。

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對於3D列印甜點有更深瞭解,看到了創新…很佩服。

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理念很獨特、很有意思,讓我學到了很不一樣的人生理念。

 

#13 3D列印操作

實作/3D模型檔之列印操作。

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▴楊騏老師為華江高中學生介紹3D列印操作。

教學資源

 UP! MINI 3D印表機操作講義

 

#14、#15 杯墊作品設計

教學省思/由於在3D列印學生作品時,大多數有「線條過細」的問題,導致在列印時出現漏印或斷面等問題,沒辦法完好的呈現,故再利用課堂時間以「杯墊設計」為範例,加強學生基本資訊能力。

實作/從PowerPoint畫對稱圖形(以向日葵為例)→另存PNG檔→轉成SVG檔→匯入Tinkercad→設定杯墊大小及厚度→匯出STL檔→列印成品。

▾示範作品:向日葵花朵3D列印杯墊
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▾操作教學影片(製作/楊騏老師)

 

#16~#19 立體公仔設計

影片講解Tinkercad:皮卡丘3D建模

錯誤示範/學生花了很多時間想氣死我的皮卡丘(非公開影片)

實作/設計立體公仔模型,以及實地進行3D列印。

 

 ~課程成果~ 

課程照片集錦

學生實作/操作3D模型列印

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學生實作/拆除支架

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列印後拆除基底.jpg
▴拆除支架相關工具

學生實作/列印成品

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作品欣賞

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作品-立體公仔-3.jpg 作品-立體公仔-4.jpg

示範作品/幸運草平面吊飾

作品_華江幸運草-吊飾.jpg 作品_華江幸運草-吊飾-列印成品.jpg

示範作品康娜平面吊飾(角色出自日本動畫《小林家的龍女僕》)

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示範作品/向日葵花朵3D列印杯墊(模型下載

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示範作品/Q版公雞、大耳兔立體公仔(原創角色)

小雞-模型設計.jpg 小兔子-模型設計.jpg

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示範作品小雞立體公仔(角色出自《拉拉熊》)

拉拉熊-小雞-模型設計.jpg 拉拉熊-小雞-列印成品.jpg

示範作品/酷嘴柯基狗狗立體公仔(原創角色)

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狗狗-列印成品-1.jpg 狗狗-列印成品-2.jpg

示範作品娜娜奇立體公仔(角色出自日本動畫《來自深淵》)

作品_娜娜奇-立體公仔.jpg

學生作品P助立體公仔(角色出自《卡娜赫拉》)

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學生作品/各式學生設計平面吊飾之列印成品

學生作品-平面吊飾-娜娜奇.jpg 學生作品-平面吊飾.jpg
娜娜奇《來自深淵》◀ ▶RinRen《Vocaloid》黎明卿《來自深淵》
學生作品-小球拍刻字吊飾.jpg 學生作品-平面吊飾-小雞%26;雪花.jpg
學生致贈楊騏老師桌球拍手機吊飾◀ ▶雪花、小雞《拉拉熊》手機吊飾

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Jung Kook《防彈BTS》◀ ▶黎明卿《來自深淵》

 

3D模型/小兔子平面飾品、惡魔蛋公仔

3D列印課堂練習-1_平面吊飾-成品展示.png 作品_惡魔蛋.jpg

3D模型/文具收集盒、蝶舞花器

作品_文具收集盒-1.jpg 作品_蝶舞花器.jpg

 

 ~參考資料~ 

書目:

 《3D列印新浪潮:啟迪3D列印的未來》微書評&重點摘要

 《3D列印繪圖設計攻略寶典》微書評&重點摘要

 《超簡單!3D設計速繪美學》微書評

 《FAB:MIT教授教你如何製作所有東西》微書評&書摘

 《3D列印決勝未來》微書評

 《印出新世界:3D列印將如何改變我們的未來》微書評

 《3D列印的概念、原理和應用》

 

網路資料:

 概念

   3D印表機的7大成型技術,材質與固化方式你知道多少?

   3D列印的原理與應用範疇

 建模

   盤點:十款最好用的免費3D建模軟體

   Tinkercad 線上 3D 建模動手玩,輕鬆製作個人化 3D 建模

   Tinkercad教學 曲面浮雕

   Make:Taiwan 自製熱門玩具手陀螺

 後製加工

   打磨噴漆教學-龍貓

   模型玩具自己印-噴漆、補土、打磨、上色

 新聞及交流平台

   INPLUS 3D列印良品

   MakerPro 3D列印:自造達人社群

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