“新冠肺炎”防控期间课程教学方案
（2019-2020学年第二学期）
课程名称： 3D打印通识教育课
任课教师： 秦鹏
授课班级： 19建工1、3、4、5班
19汽检5班
线上教学：已开展□ 未开展R
制订日期： 2020年 3月3 日
一、课程简介
本课程是根据国家课程改革要求，结合我校学生发展的实际状况，教师的课程开发能力、兴趣、特长及本校的课程资源等要素而开发的设计课程。本着满足学生个性化发展的需要，融合本校办学理念和传统文化，旨在通过学生对世界制造业领域正在迅速发展的“具有工业革命意义的制造技术（3D打印技术）”的学习与实践；在“挥动想象的翅膀”的过程中，体验创意的神奇和伟大；快速提高学生的空间思维能力和创造力；提高学生参与社会实践活动的积极性与合作、协调能力。
本课程从产品设计出发，最终完成3D打印作品，通过学习3D打印技术原理、三维设计方法和逆向设计等相关知识，掌握整个3D打印从设计、制造、后期处理和产品的质量检验等方法，以学生的亲身感受出发，切实体会3D打印对于现代加工技术的深远影响，并在此过程中不断培养学生的创意思维，激发学生学习技术的兴趣与热情，采用“学中做，做中学”的方式进行教学，使学生的学习热情和兴趣得到激发，并且能够见到实物成果，形成积极的教学反馈。
课程的教学目的和要求如下：
1、通过学习，了解3D打印技术的现状和发展趋势，掌握3D打印的基础知识、技术分类及其工作原理；
2、能够熟练掌握三维设计软件的安装步骤和基本操作，能够完成简单零部件的三维建模；
3、能够熟练掌握逆向设计软件的安装步骤和基本操作，并能对提供的零件通过逆向工程的方法完成建模；
4、使用三维设计软件完成至少一件创新作品的建模和3D打印制作；
表1增材制造技术应用职业技能等级标准（初级）
工作领域 |
工作任务 |
技能要求 |
1、数字建模 |
1.1工程制图 |
1.1.1能识读简单三维装配图； 1.1.2能根据三视图投影特性完成作图； 1.1.3能独立完成简单零件的三维制图。 |
1.2三维数字化设计 |
1.2.1能够掌握三维软件的安装和基本命令和操作； 1.2.2使用三维软件完成简单零件的三维造型； 1.2.3能够对现有零件完成二次编辑和操作。 |
2、3D打印前处理 |
2.1模型摆放和切片 |
2.1.1能够将现有的三维文件转换成3D打印设备支持的格式； 2.1.2能够根据不同的生产需求针对性调整模型的不同摆放角度、模型大小与设备成形尺寸，并合理布置支撑结构； 2.1.3能进行分层预览、掌握不同打印参数的影响，并能根据需要针对性的调整打印参数设置。 |
2．2 3D打印前准备 |
2.2.1根据工艺和成型质量要求合理选择打印基板； 2.2.2能够完成打印前耗材的安装、喷头的更换和基板的调平等； 2.2.3能根据不同工艺要求合理选择打印耗材。 |
2.3安全用品识别与环境保护 |
2.3.1能掌加工过程中的安全操作规程，对于设备能进行紧急性的关停等； 2.3.2能正确选择防护用品并佩戴，做好个人以及周围环境的安全防护； 2.3.3能完成加工后设备的清理、物料的回收等。 |
3、3D打印制件制作（依据GB/T35021-2018增材制造 工艺分类及材料） |
3.1材料挤出工艺 |
3.1.1能根据挤出工艺原理和成型质量要求，合理选择各部分零件在基板上的排列布置； 3.1.2能完成工艺方案的制定，工艺参数的选择等； 3.1.3能操作相关设备进行打印； 3.1.4能够对加工完成的零件进行清理等； 3.1.5能对设备进行定期维护和保养等。 |
3.2立体光固化工艺 |
3.2.1能根据光固化成型工艺的原理，合理选择各部分零件在的排列布置； 3.2.2能完成工艺方案的制定，工艺参数的选择等； 3.2.3能操作立体光固化3D打印机； 3.2.4能够对加工完成的零件进行清理等； 3.2.5能对设备进行定期维护和保养等。 |
3.3粉末状熔融工艺 |
3.3.1能操作粉末状熔融设备和控制软件基本功能； 3.3.2能够打印批量件和大尺寸零件； 3.3.3能够对加工完成的零件进行清理等； 3.3.4能对设备进行定期维护和保养等。 |
4、3D打印后期处理与质量检验 |
4.1支撑去除与表面处理 |
4.1.1能使用手动/电动工具去除打印制件支撑结构； 4.1.2能进行打磨、修补和表面处理等操作； 4.1.3能对加工完成的零件进行适当涂色等美化处理。 |
4.2精度检测 |
4.2.1能使用常用量具完成尺寸精度、形状精度和安装位置精度的测量和检验； 4.2.2能对中小型制件或简单结构制作的特征尺寸进行测量； 4.2.3能独立完成加工零件的表面粗糙度测量和检验。 |
5、3D打印应用维护 |
5.1 3D打印机日常维护 |
5.1.1能对设备正常运行进行判断； 5.1.2能对设备简单故障进行维修； 5.1.3能完成设备的清理和日常维护清理。 |
二、选题要求
本课程内容主要涉及快速成型技术、创新理念与方法、机械设计、逆向工程、加工技术等相关知识，具体课程选题安排如下：
1、3D打印的基础知识及工作原理；
2、创新设计概论；
3、典型三维设计软件的安装步骤和设计方法；
4、典型逆向设计软件的安装步骤和设计方法；
5、创新作品设计。
三、任务及要求
1、3D打印基础知识讲解，3D打印机操作编程演示；
学生任务要求：可以任选1件作品实施打印任务。
教学目标：熟悉3D打印机操作、编程、简单故障排查和维修。
2、三维设计创新方法讲解，学习三维设计软件安装及使用；
学生任务要求：可以任选1款三维软件实施安装和设计任务。
教学目标：学习三维设计软件的安装和使用。
3、逆向设计创新方法环节：学习逆向设计软件安装及使用；
学生任务要求：可以任选1款逆向软件实施安装和设计任务。
教学目标：学习逆向设计软件的安装和使用。
4、综合创新设计环节
学生任务要求：自选设计软件和设计内容，完成至少1件创新作品的设计与制作任务，可以几个同学联合设计一件大型组装式创新作品。
教学目标：通过创新作品设计，开拓学生创新思维和创新设计的能力。
四、组织形式
课程是以理论与实践相结合方式展开教学，以实践教学为主，要求学生具备团队意识、独立自学能力、实践操作能力和创新能力等。
采用集中和分散相结合的教学模式。课上集中讲解相关知识要点、课程要求等；课下分散实施，主要表现为学生可以利用业余时间进行讨论、设计和制作作品等。
五、进程安排
序号 |
内 容 |
时间（学时） |
教学目标 |
1 |
3D打印基础知识、创新设计方法 3D打印机操作编程演示 |
8 |
基础理论知识学习 |
2 |
三维设计基础知识讲解及软件安装学习 |
6 |
学会使用一种三维设计软件的安装及使用。 |
2 |
逆向设计基础知识讲解及软件安装学习 |
6 |
学会使用一种逆向设计软件的安装及使用。 |
3 |
3D打印机操作与打印参数设置学习 |
6 |
学会3D打印机基本操作 |
4 |
设计一件简单作品或在网上下载一件复杂作品，完成其3D打印制作任务。 |
10 |
完成一件简单作品 的设计与制作任务。 |
5 |
综合创新设计环节：完成至少1件创新作品的设计与制作任务，可以几个同学联合设计一件大型组装式创新作品。 |
6 |
完成一件自己创新设计的作品，同时完成制作任务。 |
合 计 |
36 |
|
备注：由于课程涉及内容较多，练习、创新设计和制作部分，需要学生安排课下时间完成。 |
六、课程考核与成绩评定
本课程按优秀、良好、中等、及格和不及格五级计分。
二、课程实施方案
（一）授课计划
学期授课计划
本课程 原计划 |
总学时 |
36 |
其中 |
理论 |
18 |
本课程 现计划 |
总学时 |
36 |
其中 |
理论 |
18 |
周学时 |
2 |
实践 |
18 |
周学时 |
2 |
实践 |
18 |
教学周数 |
18 |
教学周数 |
18 |
与原计划相比主要变更点说明 |
本课程教师现场操作演示较多、所需设备具有不普及性、不可移动性，受场地和设备等因素的影响，线上教学开展比较困难，而且学生无法及时进行设备的操作加以巩固。为使学生能够初步认识3D打印，故对原授课计划做了适当调整，将部分基础理论知识进行调整，采取线上教学，实践操作环节进行适当延后，以保证教学质量和效果。 |
周别 |
课次 |
章节及内容摘要 |
学时数 |
教学形式 |
备注 （是否已经开展 线上教学等） |
理论 |
实践 |
六 |
1 |
第一章第1节 3D打印技术概述（一） |
2 |
0 |
线上教学 |
否 |
七 |
2 |
第一章第2节 3D打印技术概述（二） |
2 |
0 |
线上教学 |
否 |
八 |
3 |
第一章第3节 3D打印机与打印材料简介 |
2 |
0 |
线上教学 |
否 |
九 |
4 |
第一章第4节 3D打印专属名词与建模要求 |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
十 |
5 |
第二章第1节 三维建模软件（一） |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
十一 |
6 |
第二章第2节 三维建模软件（二） |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
十二 |
7 |
第二章第3节 三维建模软件（三） |
0 |
2 |
混合教学 |
否 |
十三 |
8 |
第三章第1节 逆向工程技术及软件（一） |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
十四 |
9 |
第三章第2节 逆向工程技术及软件（二） |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
十五 |
10 |
第三章第3节 逆向工程技术及软件（三） |
0 |
2 |
混合教学 |
否 |
十六 |
11 |
第四章第1节 3D打印技术创作艺术模型（一） |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
十七 |
12 |
第四章第2节 3D打印技术创作艺术模型（二） |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
十八 |
13 |
第四章第3节 3D打印技术创作艺术模型（三） |
0 |
2 |
混合教学 |
否 |
十九 |
14 |
第五章第4节 制作透光浮雕3D照片（一） |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
二十 |
15 |
第五章第5节 制作透光浮雕3D照片（二）与3D打印问题解析与打印技巧 |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
周末 |
16 |
第六章第1节 人体脊椎重建模型（一） |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
周末 |
17 |
第六章第2节 人体脊椎重建模型（二） |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
周末 |
18 |
第六章第3节 3D打印机套件组装 |
1 |
1 |
混合教学 |
否 |
（说明：1.总学时数原则上不得减少；
2.教学形式指线上教学、传统教学、混合教学，实践课只能线下进行；
3.“周别”按照学校行事历如实填写。）
（二）个案措施
（针对“无条件参加线上学习、因参加防控不能参加线上学习、不能按时到校学习”等情况制订措施，做到“一人一案”，为学生设计个性化学习方案）
1、受疫情影响，学生不能按时到校学习，无法按照原课程安排进行上课，针对当前形势，可将部分教学材料上传到如超星、雨课堂、QQ课程群等教学平台，组织学生进行部分理论课程的学习；
2、本课程教师现场操作演示较多、设备具有不普及性、不可移动性，场地、设备过大等因素，学生侧网络不稳定等，开展直播教学活动较难，可进行部分课程的录播，做成任务点，以便学生进行及时学习。
方案一：拟于学生到校以后，利用周末等时间为学生开展实践教学，并适当调整上课时长，进行理论课程的补充和完善。
方案二：鉴于本课程为新增课程，可以调整为两学期开课，本学期先上一半内容， 下学期再上另一半。
方案三：鉴于本课程为通识教育课，对于课程要求进行适当放宽，最终成果可以降低要求等。
（三）其他说明
（是否需要晚上或周末时间教学等）
若学生能按时返校，则考虑利用周末时间进行教学。从第6周开始，每周加周六时间，共十五个周六，平均分摊下来就是3个完整教学周。
【排版要求】
1．版面：A4纸(竖版)，Word文档，以便统一排版、印刷；
2．正文一级标题(黑体4号字)，二级标题(黑体小4号字)，内容(宋体5号字)，行间距20。
说明：对于没有开展线上教学的课程，要制订两个方案。
