《3D 打印技术》课程设计

为不断深化新课程改革，深入实施素质教育，落实立德树人根本任务，有效

提高教学质量与效益。本课程依据专业人才培养目标，参考职业技能标准，基于

企业真实工作任务，构建理实一体，项目贯穿，能力序化的教学体系；协同课程

内容全过程开展课程思政，形成全员全过程全方位育人格局。

一、 课程基本信息

课程名称：3D 打印技术

学 分：3

学 时：48 学时

课程性质：专业必修课程

适用专业及年级：机械设计与制造—专科三年级

参考教材：十三五规划教材《3D 打印技术》（中国轻工业出版社）

二、 课程定位

（一） 专业地位

《3D 打印技术》是机械设计与制造专业的一门核心必修课程，其前导课程

为《机械制图》《机械制造基础》《机械设计基础》《产品的三维造型与结构设计》

《数控加工工艺及编程》等，使学生熟悉各类基本机械结构，并具备一定的机械

设计与制造基础，熟练掌握多种工业建模制图软件，掌握主流制造行业设备的操

作使用，为本课程学习主流 3D 打印机操作与选型设计与装调奠定坚实基础。

本课程以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全员、全过程、全方

位落实立德树人，紧扣专业人才培养方案中的职业能力、素质培养目标，结合 3D

打印行业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质

要求开展教学活动，使学生掌握智能制造系统中的前沿技术之一的快速成型技术，

完成传统制造与智能制造的有力衔接，从而提高学生的综合素质以及就业能力。

作为智能装备及智能制造技术体系之一，本课程为后续《工业机器人操作与

编程》《智能制造工艺综合实训》等专业拓展课程的学习作铺垫，使学生掌握现

代智能设备的技术技能，从而培养面向机械设计与制造专业岗位群的创新型复合

式高素质技术技能人才。

图 1 课程定位

（二） 课程框架

本课程以立德树人为根本依据，基于 3D 打印技术相关产业需求，对接 3D

打印职业技能标准，确立培养方向以及培养规格，主要从知识、技能、素质三个

维度对学生进行综合培养。

根据知识目标，对教材优化重组，参考技能培养目标以及证书标准选取典型

企业工作项目，全过程协同开展素质养成。

针对三维目标，结合学生认知特征，参考往届教学数据反馈，科学设置序化

教学活动，自主研发 AR、VR、AI、等教学工具辅助开展教学，合理选取三维动

画、二维动画等数字化教学资源作为课程知识载体，依托学习通教学平台开展教

学全过程数据收集。

合理分析教学过程数据并对学生综合评价，完善能力雷达图，并反思优化教

学活动，形成不断完善调整的教学闭环框架，并对优势内容进行相应推广。

图 2 课程框架

三、 课程指导思想

本课程以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的教育方

针，落实立德树人根本任务，贯彻全国教育大会精神和《国家职业教育改革实施

方案》部署。深化职业院校三“教”改革，健全德技并修、工学结合的育人机制，

基于 3D 打印技术生产工作过程，以企业典型工作任务为载体，以职业素养、工

匠精神为引领，科学合理地将教学内容优化重组，实现思想政治教育与技术技能

培养的有机统一。

遵循职业教育教学规律，适应“互联网+职业教育”发展需求，运用虚拟现实、

人工智能等现代信息技术，辅以微课、动画等定制数字化教学资源，构建以学习

者为中心的教育生态，从教学方法角度对教学进行优化设计，强调合作式、讨论

式和探究式教学。

本课程以服务学生为对象，以“双师型”教师为主体，依据任务分工组建结

构化教师团队。通过定期专项培训与继续教育，结合职业教育研究与产学研活动，

促进教师综合素质、专业化水平和创新能力全面提升，为“教师”改革提供有效

保障。

图 3 课程指导思想

四、 课程教学目标

本课程以立德树人的教学方针为根本依据，以机械制造产业技术人才需求为

基本依据，以 3D 打印技术职业技能标准为参考依据确立课程教学目标。

旨在培养理想信念坚定，德、智、体、美、劳全面发展，具有良好的人文素

养、职业道德和劳动素养，精益求精的工匠精神，较强的就业能力和可持续发展

的能力；掌握 3D 打印技术相关行业技能，能够从事 3D 打印设备结构设计、3D

打印装调技术等工作的复合式创新型高素质技术技能人才。

（一） 知识目标

1.掌握 FDM、SLA、微滴喷射、金属 3D 打印机成型工作原理。

2.掌握 FDM、SLA、微滴喷射 3D 打印机拆解方法，熟悉各机械结构主要部

件组成及功能。

3.掌握 FDM、SLA、微滴喷射 3D 打印机主要机械结构常见选型及其特点。

4.具备 FDM、SLA、微滴喷射 3D 打印机选型设计思路。

5.掌握 FDM、SLA、微滴喷射 3D 打印机装配流程及调试方法。

6. 掌握 FDM、SLA、微滴喷射 3D 打印机突发故障的分析处理流程。

（二） 能力目标

1.能够依据不同打印机特性对三维模型进行个性化调整，最终达到打印要求。

2.能够合理规范地操作 FDM、SLA、微滴喷射、金属 3D 打印机完成打印，

并规范的进行后处理。

3.能够依据拆解工序卡对 FDM、SLA、微滴喷射 3D 打印机进行规范拆解。

4.能够自主独立进行 FDM、SLA、微滴喷射 3D 打印机选型设计并使用三维

机械设计软件进行合理装配。

5.能跟根据二维装配图正确选取零配件进行 FDM、SLA、微滴喷射 3D 打印

机装配，并能对装配成品进行规范调试，使之能正常运行。

6.能够分析 FDM、SLA、微滴喷射 3D 打印机打印时突发故障，并合理应对。

（三） 素质目标

1.坚定拥护中国共产党领导和我国社会主义制度，在习近平新时代中国特色

社会主义思想指引下，践行社会主义核心价值观，具有深厚的爱国情感和中华民

族自豪感。

2.崇尚宪法、遵法守纪、崇德向善、诚实守信、尊重生命、热爱劳动，履行

道德准则和行为规范，具有社会责任感和社会参与意识。

3.具有质量意识、劳动素养、安全意识、信息素养、工匠精神、创新思维。

4.勇于奋斗、乐观向上，具有自我管理能力、职业生涯规划的意识，有较强

的集体意识和团队合作精神。

五、 课程教学设计

（一） 教学模式

本项目课程依托在线教学平台，拟定“一三四”教学思路。“一个项目”，以

3D 打印企业真实项目为主线，每组完成一款 3D 打印机的设计及装调；“四大

模块”，依照学生认知规律与职业能力要求将教学内容序化为生产、认知、设计、

装调三大模块，实现知识、能力、素质的逐步提升；“三全育人”，以学生为中心，

全员开展大学生理想信念教育，将立德树人覆盖教及学生成长的全过程，从线上

线下、校内校外全方位培养人才，构建育人新模式。

图 4 教学模式

（二） 教学策略

本次课以学生为中心，以任务为驱动开展混合式教学，将教学过程分解为课

前初拟方案，课中完善方案，课后方案升华。学生课前自学理论知识，初拟方案；

课中聚焦重难点，“理—虚—实”相结合，设计五大教学情境，情境导入激发学

生学习兴趣，理论内化掌握必备理论知识，虚拟仿真掌握职业技能，结合真机演

练养成职业能力，点评巩固对薄弱环节再次认知，由浅入深逐步达成三维目标；

课后学生前往知名 3D 打印企业进行实习，接轨企业工作规范，最终升华方案，

达到工学合一。通过三个环节环环相扣使学生养成职业素养，培养工匠精神。

图 4 教学策略

（三） 教学方法

本课采用以下教法：

1.项目化教学

以项目为驱动，教师指导学生以小组协作方式制定、实施、修订计划，逐步

完成一个完整的作品。

2.混合教学：

课程资源库网站学习资源的规模性与多元性有利于学生进行自主式的系统

学习，课程在线教学平台的强互动性与操作便捷性易于调动学生的学习兴趣，结

合实际教学过程，利用两种不同线上教学资源的特点，将其应用于不同的教学阶

段，以实现其相应的教学价值。

本课引导进行以下学法：

1.合作探究法

发挥学生的主体作用，导引学生自主学习，挖掘集体合作智慧，促使学生进

行主动的知识建构。

2.头脑风暴法

小组成员以讨论形式充分发表看法，对方案进行批评与肯定，最终得到可行

的设想，并记录在实施方案中。

（四） 疫情应对调整

针对疫情防控期间线上教学特殊情况，通过对课程进行以下调整以达一定教

学目标：

1.以学习通为教学活动载体，进行签到、线上讨论的教学活动，学习通可快

速收集各地区不同学生学习数据。

2.以腾讯会议为传播媒介，教师电脑屏幕分享三维动画、仿真动画、授课课

件等资源。

3. 预先准备 PC 端仿真软件供学生疫情期间通过自用电脑进行仿真操作，完

成认知、拆解、设计、装配等 VR 操作。

4.教师通过线上沟通与远程控制软件针对性解决软件操作的问题。

5.借助云台以及直播的方式将实操过程直播，并将录像上传云平台供学生反

复观看学习。

六、 课程内容结构及安排

（一） 课程内容

按照专业课程学习目标和涵盖的工作任务要求，基于成果为导向的教学理念，

本课程以企业典型工作任务为载体，结合国规教材，将教学内容重组为四大结构

化教学项目，使学生达成对 3D 打印技术主流工艺的全面掌握，并合理选取学科

前沿项目进行拓展，项目内递进式工作任务，开展操作使用、结构认知、选型设

计、实操装调的梯度式教学，完成本课程技能知识的掌握。

（二） 教学安排

《3D 打印技术》共计 48 课时，FDM、SLA、微滴喷射 3D 打印机为目前国

内主流 3D 打印设备，共设置 3 个教学项目，每个项目课时为 13 课时；金属 3D

打印属于 3D 打印技术中的前沿，要求掌握操作使用，该项目设置 9 课时。

表 1 课程内容与学时安排

项目名称 任务名称 子任务 课时

安排

FDM 3D 打印机设

计与装调

FDM 3D 打印机操作

使用

FDM 3D 打印成型原理

13

FDM 3D 打印机打印操作

FDM 3D 打印机后处理

FDM 3D 打印机拆解

LK-5 整机拆解

LK-5 送丝机构拆解

LK-5 运动轴拆解

FDM 3D 打印机选型

设计

FDM 3D 打印机送丝机构选型设计

FDM 3D 打印机运动轴选型设计

FDM 3D 打印机整机装配设计

FDM 3D 打印机装调

FDM 3D 打印机送丝机构装配

FDM 3D 打印机运动轴装配

FDM 3D 打印机整机装配

FDM 3D 打印机整机调试

SLA 3D 打印机设

计与装调

SLA 3D 打印机操作

使用

SLA 3D 打印成型原理

13

SLA 3D 打印机打印操作

SLA 3D 打印机后处理

SLA 3D 打印机拆解

SLA 3D 打印机整机拆解

SLA 烧结装置拆解

SLA 运动轴拆解

SLA 3D 打印机选型

设计

SLA 3D 打印机烧结装置选型设计

SLA 3D 打印机运动轴选型设计

SLA 3D 打印机整机装配设计

SLA 3D 打印机装调

SLA 3D 打印机烧结装置装配

SLA 3D 打印机运动轴装配

SLA 3D 打印机整机装配

SLA 3D 打印机整机调试

微滴喷射 3D 打印

机设计与装调

微滴喷射 3D 打印机

操作使用

微滴喷射 3D 打印成型原理

13

微滴喷射 3D 打印机打印操作

微滴喷射 3D 打印机后处理

微滴喷射 3D 打印机

拆解

微滴喷射 3D 打印机整机拆解

微滴喷射 3D 打印机喷头拆解

微滴喷射 3D 打印运动轴拆解

微滴喷射 3D 打印机

选型设计

微滴喷射 3D 打印机喷头选型设计

微滴喷射 3D 打印机运动轴选型设计

微滴喷射 3D 打印机整机装配设计

微滴喷射 3D 打印机

装调

微滴喷射 3D 打印机激光镜头装配

微滴喷射 3D 打印机运动轴装配

微滴喷射 3D 打印机整机装配

微滴喷射 3D 打印机整机调试

金属 3D 打印机操

作使用

金属 3D 打印机操作

使用

金属 3D 打印成型原理

9

金属 3D 打印机模型处理

金属 3D 打印机打印操作

金属 3D 打印机后处理

金属 3D 打印机结构认知

七、 课程资源

本课程借助多种数字化教学资源以及配套教学设施为教学目标达成构建坚

实基础。

（一） 教学设施

3D 打印一体化实训室：配备三维扫描仪 10 台以上，配备 FDM 3D 打印机

十台以上，配备 SLA 3D 打印机五台、微滴喷射 3D 打印机一台，配备金属 3D

打印机一台，配备 Geomagic、Solid works、UG 等相关软件，配备 3D 打印

VR 设计验证软件一套，配备 VR 头盔两套，VR 图形工作站、VR 一体机、动捕

大屏各一台。

（二） 数字化资源

超星学习通平台与 VR 仿真平台作为教学活动载体，进行教学数据全过程收

集，评判教学目标达成度。

依据知识点特性，合理开发知识点载体；通过工业设计软件绘制的模型、三

维动画、AR 仿真软件等数字化教学资源辅助阐释理论知识，实现对知识目标深

化掌握。

设计仿真与 VR 仿真平台做到虚实结合，支撑学生知识应用，利用企业顶岗

实习的校企合作方式提升职业技能，从而掌握技能目标。

利用思政动画、培训视频等教学资源培育学生品德素质，并通过学习通平台

测试以及实训拍照等方式确定素质目标达成情况。

表 2 课程资源列表

资源名称 功能 展示图

MG 动画 将知识以学生喜闻乐见的表现形式生

动地阐述

Solid works

仿真动画

借助主流工业软件将部件拆装过程直

观体现

三维动画 将机械部件不可视的内容运作原理以

三维动画形式清晰呈现

实操示范视频 教师录制规范性操作视频，学生可在多

段平台上反复观摩学习

AR 仿真软件 通过 AR 仿真软件能将抽象的图片转

化为直观的三维模型多角度观看

VR 仿真平台 集认知、设计、装调三位一体的 VR 仿

真平台，营造沉浸式工作流程

人工智能数据处

理系统

将 VR 仿真教学平台的数据进行人工

智能分析得到精确结论，便于针对性解

决

八、 教学评价

（一） 教学评价特点

1.合理发挥评价的诊断、激励和发展功能

通过学习通、VR 教学平台等多处平台收集的教学过程数据进行合理分析，

得出差异化诊断结果及个性化应对策略，实行因材施教，做到有的放矢，针对性

地进行学习激励，使学生高效地持续发展。

2.过程评价与结果评价相结合

将教学全过程数据与项目化课程最终成果评价相结合，使最终评价分数客观

合理，不以结果为导向，以学生为中心，关注学生学习过程，重在培养学生学习

思维及能力。

3.评价主体多元化、评价方式多样化

评价主体由教师、学生、企业工程师等多个主体进行多元化评价，做到评价

结果全面客观，且与行业接轨。评价方式由学习通、VR 教学平台、大数据、人

工智能等多种信息化手段组成，提高评价结果科学性。

（二） 教学评价占比

本课程从校、企、生三个维度对学生学习过程进行综合评价，具体评判内容

及占比见下表。

表 2 课程评价占比