本书引入STEAM教育和创客教育理念，突出其项目学习、体验式学习和个性化学习等创客学习的优势，使用3D One简易设计软件，通过3D建模、创意设计、创意编程，完成3D数字模型制作。3D One软件既具备简单易用的3D设计环境，还具有专业级平面草图绘制、积木式图形化编程和Python代码编程设计界面，可采用多种方式进行3D模型设计，实现“所思即所得”的设计效果。全书共分5章，包含16个项目，项目案例的选取贴近生活、生动有趣。本书每个项目均配有软件操作讲解微视频，读者可以扫描书中二维码观看和学习。

随着“互联网+”、云计算、大数据、虚拟现实、人工智能、物联网、5G、区块链等新技术的快速发展，人类社会正从网络时代快速迈向智能时代，知识结构和学习方式发生着巨大的变化。人工智能和3D打印技术应用正深入人们的日常生活。3D打印在教育中的应用已经得到了普遍推广，其教育价值也逐渐凸显，成为培养学生创新意识、创新思维和创新能力的重要载体。3D打印是一种以3D数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来创造物体的技术。3D建模设计和3D打印具有“所思即所得”的天然优势，能够将学生的创意变成看得见、摸得着的现实产品，使学生在实践创意的过程中获得体验感和成就感，能有效激发学生的学习兴趣和学习主动性。3D打印从作品设计、创意、实践到应用创新，整个过程涵盖数学、材料学、物理学、信息技术、艺术设计、软件工程等多个学科的知识，是多学科知识的汇聚和融合，符合当前STEAM教育、创客教育和人工智能教育融合理念。
随着教育的深化改革和智能融合，3D打印技术作为一种新兴的科学技术，在各类学校教育教学活动中正呈现出快速发展的趋势。将3D打印与各学科课程建设有机融合，促进人工智能时代创新人才的培养。STEAM教育是将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）和数学（Mathematics）五个学科相融合，打破学科壁垒，以知识之间的联系作为教学内容组织的原则和依据，基于真实世界中的问题情境开展教学。STEAM教育具备跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性和技术增强性等教育教学特征。创客教育以创新人才培养为重要目标、以项目学习为主要形式，是一种技术支持的基于创造的学习。《教育信息化“十三五”规划》要求我们必须以创新为导向，营造创新环境、激发创造精神、鼓励创新思维、培养创新能力、追求创新成果、积极探索创新人才培养的模式创新。国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”，3D One软件既具备简单易用的3D设计环境，还具有专业级平面草图绘制、积木式图形化编程和Python代码编程设计界面，可采用多种方式进行3D模型设计，能够培养学生计算思维、编程思维、设计思维、工程思维和创新思维能力。基于3D打印技术的项目式学习，能让学生通过主动探索、动手实践、创新设计、跨界融合、问题导向、活动探究、项目体验等获取新知识，在“玩”和“做”的过程中学习新知识，并在“做”和“学”的过程中得到升华和创新，进而把创意变为现实产品，实现“玩中做”“做中学”“学中做”“做中创”的目标。实现STEAM多学科知识融合实践育人目标。通过创客学习，在实践中体验、在探索中创新，将跨学科知识进行内化吸收，让学生在项目学习和活动体验中发现问题、分析问题和解决问题，最终达到培养具有创新意识、创新能力和创新思维的创新型人才。
本套丛书的编写以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面深入贯彻党的十九大报告精神，坚持立德树人，根据青少年的认知规律、关键能力培养规律和人才成长规律，根据教育部印发的相关文件中所涉及的3D打印技术应用知识点，设计本套丛书的知识结构和应用案例，引入STEAM教育和创客教育理念，突出其项目学习、体验式学习和个性化学习等创客学习的优势，激发学生的创造力和想象力，为发展学生的核心素养助力。
本套人工智能和STEAM教育丛书包含《3D打印技术应用与实战》《3D创意作品设计与实例》两册，引导学生围绕“情景导入→项目主题→项目目标→项目探究→问题→构思设计→项目实施→实践→成果交流→思考→活动评价→知识拓展”等项目学习主线开展学习活动，理解3D打印应用、3D创意设计和3D创意编程的基本概念，掌握3D打印机、3D打印笔、3D激光雕刻（打标）、3D扫描仪、3D One创意设计、平面草图绘制、积木式图形化编程和Python代码编程等基本方法，开展互动交流、成果展示、作品评价等实践活动，从而将知识建构、技能培养与思维发展融入到解决问题和完成任务的过程中，既能培养学生掌握3D打印硬件实操技术，又能帮助学生提高利用计算机软件工具进行创意设计和创意编程的技能，能有效地培养一批具有跨界融合、创新意识、创新精神和创新能力，适应人工智能时代发展的复合型创新人才。
本书主要包括：3D建模设计基础知识、3D建模创意设计入门、3D建模创意设计进阶、3D建模创意设计实战、3D建模创意设计编程等五章内容。每章以项目形式进行学习，结合现实生活中常见的事物作为案例，运用平面草图绘制、积木式图形化编程和Python代码编程等多种形式开展3D创意设计。案例设计使用3D One设计软件进行呈现与实践实现，全书图文并茂、语言简洁精练，内容从基础知识到综合创新，层次分明。讲解过程中配有大量关键实践操作图片，力图让学生快速掌握3D创意设计基础知识和实操技能。书中的3D建模创意设计以学生为中心，能让学生在学习过程中体会到更多的学习乐趣，能有效激发学生学习的内在驱动力，便于学生在学习过程中体验完整的3D创意设计的操作过程，获得直接的实践操作经验，培养学生思考、探索和动手的能力。主要表现为以下几个方面：
（1）结合创客教育和STEAM教育的理念，采用项目式学习，选择与学生学习、生活比较贴近的实际案例进行3D创意实践，实现学习者“所思即所得”的愿望。让学习者在掌握技能的同时，能有效地学习科学、技术、工程、数学、艺术等多学科的基础知识，提高多学科知识整合应用和融合创新能力。
（2）学习应用简易3D设计软件进行平面草图绘制、积木式图形化编程和Python代码编程，发展立体空间思维，完成项目设计；体验利用数字技术进行3D创意设计的基本过程与方法。
本书可作为面向青少年开设创客教育、STEAM教育、劳动教育、编程教育和人工智能教育的培训教程，也可以作为中高职学校的机械工程、材料工程、工业工程、工业设计等相关专业的教材，还可以作为3D模型设计、工程技术开发等领域的自学教材。
本书由王同聚、丁美荣、朱杨林编著，谢晶晶、叶黄顺参加本书图片和视频素材的收集与制作。感谢中国铁道出版社有限公司的编辑们精心策划与排版制作，感谢广东省3D打印产业创新联盟和文搏智能提供演示样机，感谢广州中望龙腾软件股份有限公司提供软件平台和技术支持。
由于编者水平所限，书中难免存在不足之处，欢迎广大读者批评指正。
编著者
2020年8月

第一章 3D建模设计基础知识 1
项目一　认识3D设计软件/2
项目二　六面体的3D建模/9
第二章 3D建模创意设计入门 15
项目一　简易笔筒/16
项目二　时尚茶杯/22
项目三　个性印章/30
项目四　包装礼盒/38
第三章 3D建模创意设计进阶 47
项目一　六星挂饰/48
项目二　旋转花瓶/57
项目三　火箭模型/65
项目四　日用茶壶/77
第四章 3D建模创意设计实战 93
项目一　地标建筑/94
项目二　交通工具/112
项目三　吹奏乐器/133
第五章 3D建模创意设计编程 155
项目一　认识3D建模编程软件/156
项目二　正方体3D建模编程/162
项目三　智能风车3D建模编程/171
参考文献 183

王同聚,丁美荣,朱杨林，

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