基本介紹
- 中文名：3D列印技術與套用
- 授課平台：中國大學MOOC、智慧樹網
- 授課教師：汪焰恩、王淑俠、苟秉宸
- 提供院校：西北工業大學
- 首開時間：2016年秋
- 類別：慕課、國家精品視頻公開課課程
課程性質,課程背景,適應專業,課程簡介,課程大綱,開課信息,課程特色,教學計畫,教學目標,考核標準,教師簡介,
3D列印技術興起於上個世紀八九十年代，發展於本世紀初，在2012年已悄然成為科技界研究熱點。英國雜誌《經濟學人》報導稱“3D列印將推動第三次工業革命”。而科技雜誌《連線》十月刊則將《3D印表機改變世界》作為封面報導。歐巴馬在國情咨文演講中強調3D列印技術有可能革命化改變人類製造模式，幾乎可以完成未來所有的產品。中國正處於從“中國製造”向“中國創造”邁進的重要時期，同傳統製造技術相比，3D列印（增材製造）技術能夠讓設計師在很大程度戶章立上從製造工藝及裝備的約束中解放出來，更多關注產品的創意創新、功能性能。因此，3D列印（增材製造）技術對於增強中國製造業自主創新能力具有重要意義。
3D列印技術作為一項新興技術，已經在航空航天、汽車模具、生物醫療、電子製造、建築、軍事、頁芝備汽車等領域初見端倪。西北工業大學《3D列印技術與套用》主要針對本科生開設的通識通修課程，從3D列印的發展歷史及其定義，對比傳統機械加工方法闡述3D列印技術優劣勢。重點闡述各種不同的3D列印技術的增材製造方法定義及其特點，按照增材製造的製造特點對目前較為流行的3D列印技術進行歸納性總結。
西北工業大學自2013年起就以整合課程中心、線上教育、網路學院等網路平台為依託，以精品資源共享課程建設為基礎和指引，聯合省內不同類型的高校，建立具有陝西高校特色及資源優勢的、體現地方深蘊文化的高質量的陝西高校課程共享聯盟平台，實現優質教學資源廣泛共享，彌補優質課程與師資力量不足，推動高校從傳統教學方式向現代化教學方式轉變。
因此，建立《3D列印技術與套用》MOOC課程，對進一步推動高校改革教學方法和教學內容，提升人才培養質量，顯得非常重要和必要。
3D列印套用與技術課程適用機械類專業進行學習。
該課程共5章內容，第一章為3D列印技術的歷史沿革及其與增材製造的關係，主要講述3D列印的基本概念、基本原理、類型、優點以及不足；第二全海燥章各類3D列印技術的製造工藝原理，主要講述各種列印技術的原理及常見的印表機的內容；第三章為3D列印技術的增材製造前處理技術與原理——三維模型設計，主要對計算機輔助設計與造型技術及軟體進行介紹，以及零件的概念設計和草圖設計等內容；第四章為3D列印技術的後處理技術，主要講述SLA、FDM、 3DP的3D列印技術後處理關鍵技術等內容；第五章為3D列印各個領域的套用，主要講述3D列印在創新設計、建築、醫療等領域的套用。
根據中國大學MOOC平台及智慧樹網平台對比顯示，發展心理學課程大綱大體一致。
第一章 3D列印技術的歷史沿革及其與增材製造的關係 1.1 課程介紹 1.2 3D列印定義及概念 1.3 3D列印工藝的分類 1.4 3D列印的特點 第二章 各類3D列印技術的製造工藝原理 2.1 LOM 3D列印技術原理及裝備技術 2.2 FDM 3D列印技術原理及裝備技術 2.3 SLA列印技術原理及裝備技術 2.4 3DP列印技術原理及裝備技術 2.5 SLS列印技術原理及裝備技術 第三章 3D列印技術的增材製造前處理技術與原理——三維模型設計 3.1 計算記整鍵機輔助設計技術 3.2 Solidworks基本功能介紹 3.3 以水杯為例的愚臭趨仔模型設計 3.4 以水杯為例的模型修改 3.5 本章小結 | 第四章 3D列印技術的後處理技術 4.1 FDM的3D列印技術後處理關鍵技術 4.2 SLA的3D列印技術後處理關鍵技術 4.3 SLA的3D列印技術後處理關鍵技術 4.4 SLS的3D列印技術後處理關鍵技幾疊協故術 4.5 3D列印——FDM列印演示 4.6 3D列印——SLA列印演示 4.7 3D列印——SLA列印演示 4.8 3D列印——SLS列印演示 第五章 3D列印各個領域的套用 5.1 創新設計套用（一） 5.2 創新設計套用（二） 5.3 3D列印技術在建築領域套用 5.4 3D列印技陵想術在醫療領域套用（一） 5.5 3D列印技術在醫療領域套用（二） 5.6 3D列印技術在醫療領域套用（三） 5.7 3D列印技術在航空航天領域的套用（國內） 5.8 3D列印技術在航空航天領域的套用（國外） |
（註：課程大綱排版從左到右列） | |
| 開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2017年03月15日 ~ 2017年06月30日 | 汪焰恩 | 無 | 8948人 |
第2次開課 | 2017年09月04日 ~ 2017年12月15日 | 5小時每周 | 5344人 | |
第3次開課 | 2018年02月26日 ~ 2018年05月31日 | 3-4小時每周 | 4949人 | |
第4次開課 | 2018年09月10日 ~ 2018年12月31日 | 3-4小時每周 | 5423人 | |
第5次開課 | 2019年03月05日 ~ 2019年06月20日 | 3-4小時每周 | 4364 人 | |
第6次開課 | 2019年09月10日 ~ 2019年12月28日 | 3-4小時每周 | 5386 人 | |
第7次開課 | 2020年02月24日 ~ 2020年06月20日 | 3-4小時每周 | 12003 人 |
| 開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 參與人數 |
|---|---|---|---|
第1次開課 | 2016秋冬 | 汪焰恩、王淑俠、苟秉宸 | 212人 |
第2次開課 | 2017春夏 | 4659人 | |
第3次開課 | 2017秋冬 | 18265人 | |
第4次開課 | 2018春夏 | 35283人 | |
第5次開課 | 2018秋冬 | 31479人 | |
第6次開課 | 2019春夏 | 30149人 | |
第7次開課 | 2019秋冬 | 22556人 | |
第8次開課 | 2020春夏 | 40864人 | |
第9次開課 | 2020秋冬 | 31714人 | |
第10次開課 | 2021春夏 | 32864人 | |
第11次開課 | 2021秋冬 | 待定 | |
註：據智慧樹網顯示，該課程第1~11次開課學時均為28學時。 | |||
課程設計原則
1、堅持理論實踐並重的教學原則。注重基本知識和前沿理論與3D列印實踐教學內容的結合，以設計與實踐依託實例，豐富課堂教學內容，增強教學深度，實現理論聯繫實際的強化式教學服務模式，達到“虛網實學，實學深研”的教育教學目的。
2、堅持“對象化學習”和“個性化教學服務”的原則。改變傳統的學習方式和教學方式，靈活授課，形成老師與學生的可持續性的良性互動，充分了解學生的學習動態，了解每位學生的知識構架，合理分配機器人的設計與製作任務，實現每位學生針對不同學習對象的“對象化學習”及針對不同學生實踐內容安排的“個性化教學服務”。
3、堅持以3D列印前沿技術為指導的原則。 3D列印技術的發展是創新產業的核心領域之一。通過引入3D列印技術的發展介紹，啟發學生對先進科學的創造性思維，引導學生掌握創新方法的一般規律，實現學生對系統設計創新觀念的理解和運用。
據2021年6月智慧樹網平台顯示，該課程在每一章安排了“作業測試”內容，且學習結束前安排了“期末考試”內容。
該課程是機械製造學科通識通修課程，目的在於使學生拓寬知識面，了解3D列印的裝備結構與設計原理，及相應的各種3D列印方式及其套用。拓展本科生的現代機械製造套用視野和設計思維方式。通過該課程的實踐教學，使學生全面了解3D列印有關科學問題，初步了解增材製造方法論的一般規律和方法。拓展機械製造工程在裝備製造套用領域的認識，了解製造裝備的實現離不開製造工藝的實現。從增材製造學角度引導學生認識設備研發所涉及的各個領域知識，如控制理論、信號採集理論和圖像處理等相關知識。培養學生的創新思想，具備開發設 計性能良好、有市場競爭力的能力，為學生畢業後的實際工作奠定良好基礎。
平時成績30分
平時成績=學習進度分（5.0分）+學習行為分（25.0分）
章測試成績10分
| 單項類目名稱 | 卷面分 | 單項滿分 |
|---|---|---|
第一章 單元測試 | 7 | 2.4 |
第二章 單元測試 | 5 | 1.7 |
第三章 單元測試 | 6 | 2.1 |
第四章 單元測試 | 5 | 1.7 |
第五章 單元測試 | 6 | 2.1 |
見面課成績20分
見面課成績得分=見面課實際得分/見面課總分*權值
| 單項類目名稱 | 單項滿分 |
|---|---|
初識3D列印 | 5.0 |
工業設計創新 | 5.0 |
3D列印的材料及其性能 | 5.0 |
3D列印技術前沿套用 | 5.0 |
期末考試成績40分
1、期末考試得分=期末考試實際得分/期末考試總分*權值
2、採用線上期末考試形式作為期末考試成績
3、試卷：教程考試
汪焰恩，男，中英聯合培養博士，教授，博士導師，西北工業大學生物製造創新實驗平台負責人。
王淑俠，女，副教授，西北工業大學團隊教師。
第一章 3D列印技術的歷史沿革及其與增材製造的關係 1.1 課程介紹 1.2 3D列印定義及概念 1.3 3D列印工藝的分類 1.4 3D列印的特點 第二章 各類3D列印技術的製造工藝原理 2.1 LOM 3D列印技術原理及裝備技術 2.2 FDM 3D列印技術原理及裝備技術 2.3 SLA列印技術原理及裝備技術 2.4 3DP列印技術原理及裝備技術 2.5 SLS列印技術原理及裝備技術 第三章 3D列印技術的增材製造前處理技術與原理——三維模型設計 3.1 計算機輔助設計技術 3.2 Solidworks基本功能介紹 3.3 以水杯為例的模型設計 3.4 以水杯為例的模型修改 3.5 本章小結 | 第四章 3D列印技術的後處理技術 4.1 FDM的3D列印技術後處理關鍵技術 4.2 SLA的3D列印技術後處理關鍵技術 4.3 SLA的3D列印技術後處理關鍵技術 4.4 SLS的3D列印技術後處理關鍵技術 4.5 3D列印——FDM列印演示 4.6 3D列印——SLA列印演示 4.7 3D列印——SLA列印演示 4.8 3D列印——SLS列印演示 第五章 3D列印各個領域的套用 5.1 創新設計套用（一） 5.2 創新設計套用（二） 5.3 3D列印技術在建築領域套用 5.4 3D列印技術在醫療領域套用（一） 5.5 3D列印技術在醫療領域套用（二） 5.6 3D列印技術在醫療領域套用（三） 5.7 3D列印技術在航空航天領域的套用（國內） 5.8 3D列印技術在航空航天領域的套用（國外） |
（註：課程大綱排版從左到右列） | |
| 開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2017年03月15日 ~ 2017年06月30日 | 汪焰恩 | 無 | 8948人 |
第2次開課 | 2017年09月04日 ~ 2017年12月15日 | 5小時每周 | 5344人 | |
第3次開課 | 2018年02月26日 ~ 2018年05月31日 | 3-4小時每周 | 4949人 | |
第4次開課 | 2018年09月10日 ~ 2018年12月31日 | 3-4小時每周 | 5423人 | |
第5次開課 | 2019年03月05日 ~ 2019年06月20日 | 3-4小時每周 | 4364 人 | |
第6次開課 | 2019年09月10日 ~ 2019年12月28日 | 3-4小時每周 | 5386 人 | |
第7次開課 | 2020年02月24日 ~ 2020年06月20日 | 3-4小時每周 | 12003 人 |
| 開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 參與人數 |
|---|---|---|---|
第1次開課 | 2016秋冬 | 汪焰恩、王淑俠、苟秉宸 | 212人 |
第2次開課 | 2017春夏 | 4659人 | |
第3次開課 | 2017秋冬 | 18265人 | |
第4次開課 | 2018春夏 | 35283人 | |
第5次開課 | 2018秋冬 | 31479人 | |
第6次開課 | 2019春夏 | 30149人 | |
第7次開課 | 2019秋冬 | 22556人 | |
第8次開課 | 2020春夏 | 40864人 | |
第9次開課 | 2020秋冬 | 31714人 | |
第10次開課 | 2021春夏 | 32864人 | |
第11次開課 | 2021秋冬 | 待定 | |
註：據智慧樹網顯示，該課程第1~11次開課學時均為28學時。 | |||
課程設計原則
1、堅持理論實踐並重的教學原則。注重基本知識和前沿理論與3D列印實踐教學內容的結合，以設計與實踐依託實例，豐富課堂教學內容，增強教學深度，實現理論聯繫實際的強化式教學服務模式，達到“虛網實學，實學深研”的教育教學目的。
2、堅持“對象化學習”和“個性化教學服務”的原則。改變傳統的學習方式和教學方式，靈活授課，形成老師與學生的可持續性的良性互動，充分了解學生的學習動態，了解每位學生的知識構架，合理分配機器人的設計與製作任務，實現每位學生針對不同學習對象的“對象化學習”及針對不同學生實踐內容安排的“個性化教學服務”。
3、堅持以3D列印前沿技術為指導的原則。 3D列印技術的發展是創新產業的核心領域之一。通過引入3D列印技術的發展介紹，啟發學生對先進科學的創造性思維，引導學生掌握創新方法的一般規律，實現學生對系統設計創新觀念的理解和運用。
據2021年6月智慧樹網平台顯示，該課程在每一章安排了“作業測試”內容，且學習結束前安排了“期末考試”內容。
該課程是機械製造學科通識通修課程，目的在於使學生拓寬知識面，了解3D列印的裝備結構與設計原理，及相應的各種3D列印方式及其套用。拓展本科生的現代機械製造套用視野和設計思維方式。通過該課程的實踐教學，使學生全面了解3D列印有關科學問題，初步了解增材製造方法論的一般規律和方法。拓展機械製造工程在裝備製造套用領域的認識，了解製造裝備的實現離不開製造工藝的實現。從增材製造學角度引導學生認識設備研發所涉及的各個領域知識，如控制理論、信號採集理論和圖像處理等相關知識。培養學生的創新思想，具備開發設 計性能良好、有市場競爭力的能力，為學生畢業後的實際工作奠定良好基礎。
平時成績30分
平時成績=學習進度分（5.0分）+學習行為分（25.0分）
章測試成績10分
| 單項類目名稱 | 卷面分 | 單項滿分 |
|---|---|---|
第一章 單元測試 | 7 | 2.4 |
第二章 單元測試 | 5 | 1.7 |
第三章 單元測試 | 6 | 2.1 |
第四章 單元測試 | 5 | 1.7 |
第五章 單元測試 | 6 | 2.1 |
