加速教学与实践深度融合的三维打印实验课程研究

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1、加速教学与实践深度融合的三维打印实验课程研究南京航空航天大学机电学院摘要：高校工程类专业普遍存在教学实践活动难以开展的问题。本文基于FI前制造技术的新发展，充分分析了开展三维打印实验课程的必要性，并借鉴国内外同类高校的发展现状，提出大力开展三维打卬实验课程建设的思路和方法。关键词：高校;三维打印;实验课程;作者简介：戴宁（1978-），男（汉族），南京，副教授，研究方向:数字化设计制造、增材制造。收稿日期：2017-06-29基金：南京航空航天大学教改项目资助（2016LJG01）AStudyof3DPrintingExperimentCou

2、rsetoSpeeduptheIntegrationofTeachingandPracticeDAINingCollegeofMechanical&ElectricalEngineering,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics;Abstract：Theproblemofteachingpracticeisdifficulttocdrryoutinengineeringmajorsinuniversities.Inthispaper,thenecessityofbuilding3Dprinti

3、ngcourseisanalyzed.Accordingtothecurrentdevelopmentathomeandabroad,themethodfordevelopingthe3Dprintingexperimentcourseisputforward.Keyword：universities;3Dprinting;experimentcourse;Received：2017-06-29依据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》的要求，结合高校工程类学科的特点，开展安全、便捷、创新性强的动手实验课程建议研究,可培

4、养学生的创新思维，提升动手实践能力，提高综合素质，为学生今后独立研究问题打下坚实的基础。同时，弥补了传统教学中知识抽象难懂的不足，丰富教师教学内容，促进教师教学内容与学牛工程实践的深度融合，可以进一步推动本科教学的改革与特色学科的建设。一、工程类专业开展三维打印技术实验课程的必要性制造工程技术的发展日新刀异，各种新技术近年来不断涌现，特别是增材制造（三维打印）技术发展迅猛。2015年8月，美国国家高级制造技术计划委员会联合美国国防部（D0D）、美国国家航空航天局（NASA）、美国国家科学基金委员会（NSF）等共同组建AM/3DPrinting

5、等六个核心研究机构，推动建设美国国家制造创新网络（NNM1）系统，进一步强化了美国制造技术的领先优势。英国《经济学人》杂志称三维打卬技术为“第三次工业革命”，《中国制造2025》中也将增材制造技术列为优先发展的技术方向。由此可见，三维打印技术已经成为各国在制造领域竞争的新的制高点。然而，高校机械工程教学改革相对滞后，目前的课程设置特别是培养学生动手实践能力的课程资源匮乏，相关学科教学体系不够完善，导致目前兼顾理论与技术应用类的人才资源的稀缺。开展三维打印技术实验课程建设，具有一定的必要性。1.推动三维打印技术实验课程建设，改善和优化工程类学生

6、课程教育中侧重理论、缺少实践的现状。随着国家和社会对高校学生实践能力和创新能力的要求越來越高，以及高校自身教育、交流国际化发展的程度不断提升，其对高校工科学生的培养建设也提出更高的要求。特别是在工程学科课程设置方面，需要从传统的课堂教学为主逐渐向课程教学与课程实践并重的方向发展。通过开展三维打印技术的实验课程，不仅能够方便学生学以致用，加深和深化基础理论知识理解，也可以完善现有的教学体系，丰富本科生的培养方案，强化以学生为本的教育理念。2.推动三维打卬技术实验课程建设，为学生提供安全、便捷的个性化设计制造创新平台，激发学牛的创新思维。在工科教

7、学实践中，工程类课程理论知识体系大多具有抽象性。随着信息化和数字化程度的不断提升，培养学生善于观察、模仿、创新的能力尤为重要。然而现阶段，数控加工这类动手实践要求较高的课程，由于数控加工设备数量有限、造价昂贵、加工实验安全等，学生动手实践部分转为软件仿真演示，没有达到预期的教学效果。三维打印作为一种新的制造工艺，包含数字控制、机械原理、机械设计、数控轨迹规划、三维CAD建模、材料成形等大部分前期工程基础课程。该实践课程的建设可以结合实践前期的课程内容，提高对课程的理解。通过设置开放性的三维打印实践任务，鼓励并调动学生的积极性，利用该实践平台创

8、造各类个性化的设计作品，对学生的创新设计制造实践，具有重要的意义。二、当前国内外的发展情况在高校工程专业领域，学生的实践教学内容经过多年的发展，已经从一般的课程基础