“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： 张华平
授课班级： 19建工2、6班
19汽检1、2、3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
本课程是一门设计创新类课程，课程内容主要涉及机械设计、加工等相关知识。通过本课程的学习，目的是激发学生创新设计的创作灵感，重点培养学生的创新意识、创新设计能力及实践能力等。
本课程以设计制作3D打印作品为主，通过学习3D打印技术、三维设计、逆向设计等相关知识，掌握3D打印制作的方法，将传统设计方案应用现代的制作方法表现出来，并在此过程中不断培养学生的创新意识、创新设计能力及实践能力，以做中学的方式进行课程学习，有效激发了学生的学习兴趣和创新意识。
1、掌握3D打印的基础知识及工作原理；
2、熟悉三维设计软件的安装步骤，并掌握其使用；
3、熟悉逆向设计软件的安装步骤，并掌握其使用；
4、能够完成使用3D打印机制作创新作品；
5、能够自主设计并制作完成1-2件创新作品。
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工程图识图 |
1.1.1能根据三视图投影特性完成作图； 1.1.2能绘制简单机械零件图； 1.1.3能识读简单装配图。 |
1.2三维数字化设计 |
1.3.1能利用草图命令绘制简单零件图形并完成三维数据模型； 1.3.2应用软件对造型数据重新编辑或重生； 1.3.3能导出相应的3D打印数字模型。 |
2、3D打印前处理 |
2.1模型摆放和切片 |
2.1.1能够针对增材制造工艺和打印设备支持格式，确定切片参数； 2.1.2能将数字模型导入，能调整模型大小与设备成形尺寸，能处理设置模型支撑结构； 2.1.3能进行分层预览和调整打印参数设置。 |
2、2 3D打印前准备 |
2.2.1能选择并检查基板的种类、表面质量是否符合工艺要求； 2.2.2能用不同种类的材料进行打印； 2.2.3能对增材制造工艺打印设备上、下料及平台调平。 |
2.3安全用品识别与环境保护 |
2.3.1能选择防护用品并正确佩戴，做好个人安全防护； 2.3.2能掌握设备安全操作规程； 2.3.3能注意对工作环境的维护。 |
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能根据材料挤出工艺的原理，选择光固化成型方法适应范围； 3.1.2能制定成成型工艺方案； 3.1.3能操作相关设备进行打印。 |
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，选择光固化成型方法适应范围； 3.2.2能够完成典型零件打印的工艺路线编制； 3.2.3能操作立体光固化3D打印机。 |
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。 |
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能使用手动工具去除打印制件支撑结构； 4.1.2能选择相应打磨和表面处理； 4.1.3能对相关成型进行二次固化。 |
4.2精度检测 |
4.2.1能够使用常用量具进行工件的尺寸精度、形状精度和位置精度测量； 4.2.2能够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能够独立完成表面粗糙度测量。 |
5、3D打印应用维护 |
5.1 3D打印机日常维护 |
5.1.1能判断设备正常工作状态； 5.1.2能清理机器舱室内灰尘以及残料； 5.1.3能按照说明书进行日常维护。 |
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、逆向设计创新方法讲解，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 |
1 |
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 |
1 |
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 |
3 |
学会3D打印机操作 |
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。 |
6 |
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 |
30 |
|
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、设备具有不普及性、不可移动性，场地、设备过大等因素，故开展线上教学活动较困难。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，将一些基础理论知识提前展开，进行线上教学。 |
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 |
3D打印技术概述（一） |
2 |
0 |
线上教学 |
否 |
七 |
2 |
3D打印技术概述（二） |
2 |
0 |
线上教学 |
八 |
3 |
3D打印机与打印材料 |
2 |
0 |
线上教学 |
九 |
4 |
3D打印专属名词与建模要求 |
2 |
0 |
线上教学 |
十 |
5 |
主流3D打印软件（一） |
1 |
1 |
混合教学 |
十一 |
6 |
主流3D打印软件（二） |
1 |
1 |
混合教学 |
十二 |
7 |
主流3D打印软件（三） |
0 |
2 |
混合教学 |
十三 |
8 |
逆向工程技术及软件（一） |
1 |
1 |
混合教学 |
十四 |
9 |
逆向工程技术及软件（二） |
1 |
1 |
混合教学 |
十五 |
10 |
逆向工程技术及软件（三） |
0 |
2 |
混合教学 |
十六 |
11 |
3D打印技术创作艺术模型（一） |
1 |
1 |
混合教学 |
十七 |
12 |
3D打印技术创作艺术模型（二） |
0 |
2 |
混合教学 |
十八 |
13 |
3D打印技术创作艺术模型（三） |
0 |
2 |
混合教学 |
十九 |
14 |
制作透光浮雕3D照片（一） |
1 |
1 |
混合教学 |
二十 |
15 |
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 |
周末 |
16 |
人体脊椎重建模型（一） |
1 |
1 |
混合教学 |
周末 |
17 |
人体脊椎重建模型（二） |
1 |
1 |
混合教学 |
周末 |
18 |
3D打印机套件组装 |
1 |
1 |
混合教学 |
（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，针对当前形势，积极组织教师上传教学材料到教学平台，组织学生网络学习。
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，开展直播教学活动较难。
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。
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，可适当简化课程，将实践内容精简，做简单打印作业。
（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。
