课题申报书基于职业教育资源库平台的《3D打印工艺实践》课程开发Word格式.docx
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关键词：
3D打印课程开发资源库
申报级别：
全国教育信息技术研究课题
课题类别：
青年课题
学科分类：
综合实践
研究类型：
预期研究成果：
立项号：
166243066
课题设计论证
一、本课题国内外研究现状述评、选题意义和研究价值
激光产业是全球战略性新兴产业发展的基础与先导，是现代制造技术发展的排头兵。
尤其是近十年以来，激光设备产业与激光加工产业进入了井喷时期，一直保持着20%以上的年均增长率，2014年激光应用技术相关产业全球市场规模突破7000亿美元。
随着激光3D打印，激光高精度加工和激光微制造等一系列新技术的迅猛发展，给制造行业转型升级带来了全新机遇，注入了新活力。
产业的发展需要人才的支撑，激光产业的发展现状与趋势可以看出，3D打印人才需求也必将长期处于快速增长阶段。
任何技术的发展都需要经历研发到应用的过程，当3D打印设备处于研发阶段，对高学历层次人才的需求量相对较大，这类人才基本由本科院校或者科研院所培养；
随着3D打印设备的大规模普及和应用，就需要大量的技能型人才。
在现有的职业院校中，只要涉及工科的院校，基本设置与制造业相关的“数控加工”专业，而3D打印技术的人才非常紧缺，虽然3D打印技术快速发展并应用到各行各业，但是技能型人才缺口依然很大。
据中国激光人才网等统计数据显示，3D打印技能型人才需求持续处于旺盛状态。
就温州而言，按照“十二五”期末温州市激光与光电产业总产值要超1000亿元计算，需要15万的从业人员，其中大专以上人才需求为4万左右，人才缺口巨大。
从我院毕业生就业来看，大一入学前，已有企业要求部分学生根据企业需要定向培养。
因此，3D打印技能型人才的培养迫在眉睫。
为培养3D打印技能型人才，我系先后开设了《激光原理》、《激光设备机械基础》、《激光设备控制技术》、《激光3D打印技术》、《3D打印工艺实践》等数门课程。
其中《3D打印工艺实践》是一门以3D打印技术实践为基础的专业主干课，课程包括FDM、SLA、SLS、SLM、LOM、DLF、LENS等数种典型的3D打印技术，涉及3D打印技术的基本原理、工艺流程、维护保养等。
3D打印设备价格昂贵，涉及激光器的设备入门级也需要数十万元，一些高精度的工业级设备高达数百万元。
同时，3D打印设备种类繁多，且设备操作流程区别较大。
这就导致了需要投入巨大的教学资金。
为解决这一矛盾，我们在课程中加入了互联网微课教学，将企业、合作院校的设备资源整合，通过互联网共享。
2015年7月由我院牵头申报的“光机电应用技术专业教学资源库”获教育部批准，《3D打印工艺实践》课程作为专业核心课程重点建设。
综上所述，3D打印产业开无论是从国际大环境，还是国家战略布局，都正处于高速增长期，而产业的发展必然需要相关人才的大力支持，因此，基于职业教育资源库平台的《3D打印工艺实践》课程开发具有极其重要的意义。
二、本课题的研究目标、研究内容、主要观点和创新之处
1.研究目标
以培养技能为起点，科学构建专业课程体系，利用网络信息技术，将知识点分解成独立的碎片化资源，以精短、易懂、实用、便捷的多媒体形式展示，以满足教师、学生、企业和社会学习者等不同对象、不同阶段、不同场合实时学习、查阅、分析解决问题的需求，实现优质资源共享，促进专业教学模式和教学方法的改革，体现教育公平。
2.研究内容
整体资源
整体资源是课程的导入部分，分为课程简介及课程指南，使学习对象可根据内容了解课程的基本信息，明确学习本门课程的重要性和必要性，以word文本为主。
规划资源
规划资源根据学生、社会人员、企业人员等三类学习对象的不同特点，分别制定课程大纲、授课计划及课程考核方案，并在授课计划里标明参考知识点，为三类用户进行个性化自主学习的同时提供辅助参考，以word文本为主。
碎片化资源
碎片化资源是将课程知识分为若干个模块，每个模块包含若干个单元，单元由知识点集合而成，课程知识点数量分解为30-80个之间。
每个知识点内容包含视频、PPT，其中复杂难懂的知识点加入动画讲解。
3.主要观点和创新之处
（一）、碎片化知识点
将《3D打印工艺实践》课程的知识点分解成独立的碎片化资源，以精短、易懂、实用、便捷的多媒体形式展示，以满足教师、学生、企业和社会学习者等不同对象、不同阶段、不同场合实时学习、查阅、分析解决问题的需求，实现优质资源共享。
但所有的碎片化知识点又不是杂乱无序的，而是一个有机的整体。
（二）、个性化学习
根据教师、学生、社会人员等三类学习对象的不同特点，分别制定课程大纲、授课计划及课程考核方案，并在授课计划里标明参考知识点，为三类用户进行个性化自主学习的同时提供辅助参考。
教师可根据专业性质差异，将各类资源进行有机组合整合，为专业建设服务，或针对不同的授课对象从资源库中选取不同素材积件组织教学，或通过观摩资源库中的视频，动画提升自身的教学能力。
学生可根据根据教师课堂授课要求，选择相关的素材积件进行课外自主学习，或可在课后针对性选择有关素材积件对课堂所学知识点进行复习回顾，或利用资源库中的在线测试资源子库及在线模拟实训资源子库进行巩固练习。
社会人员可利用资源库内容进行碎片化自学，或从行业信息资源中获取有关就业、创业的信息，学校或培训机构可利用资源库对社会人员进行职业培训。
三、本课题的研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤
1、研究思路
（一）、搭建框架，知识点重组，提高教学效果
为保证各类用户便捷地学习，根据用户特点分别搭建各自的知识框架，以利于角色接受的方式重组资源。
将知识点尽量碎片化零星化，分解成具有逻辑关系的小知识点，便于学习者充分利用琐碎时间进行学习。
将资源按不同方式进行分类，如按工作过程，岗位，学习的难易程度等，提供给学习者多样的选择方式。
（二）、结合反馈，不断完善课程
采取边建边用的方式，组织相关专业学生进行学习，根据反馈意见进行课程优化。
并建立长期的反馈系统，根据使用者提出的合理建议，不断完善课程体系，丰富课程内容。
2、研究方法
收集关于3D打印工艺相关的著作、论文、专利等进行分析、综合、比较、归纳，确定出课程的核心知识点。
再对核心知识点进行碎片化，针对知识点特点，制作微课、动画、文本等素材。
3、技术路线和实施步骤
（一）、准备期（2016.6—2016.8）
调研3D打印相关企业，了解企业对3D打印人才的需求方向和对人才的技能要求。
走访相关院校，了解相关课程的建设情况。
（二）、建设期（2016.9——2017.3）
根据调研情况，确定课程的教学大纲。
对核心知识点进行碎片化，进行素材的制作。
（三）、推广期（2017.4——2017.6）
组织相关专业学生进行学习，根据反馈意见进行课程优化。
课题可行性分析
一、已取得的相关研究成果和主要参考文献（限填20项）
相关论文：
浅析桌面3D打印机工作台表面材料浙江工贸职业技术学院
相关专利：
一种教学用多功能3D打印机控制盒ZL201520656999.5
一种出丝稳定的3D打印机喷头ZL201420732739.7；
一种3D打印机工作平台ZL201420731483.8；
一种便携式3D打印工作台ZL201520433805.5；
二、主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构（如职务、专业、年龄等）
关雷，28周岁，理学硕士，物理化学专业，研究方向3D打印机开发及应用，发表论文4篇，其中SCI收录1篇。
授权发明专利3项，实用新型6项。
主持或参与市级以上课题4项，其中参与国家自然基金1项。
2013年至2014年曾在中科院纳米所开展合作研究。
2014年至今，在浙江工贸职业技术学院工作，一直从事3D打印机开发及3D打印机在高职教育中的应用等相关科研工作。
指导学生进行3D打印相关的创新创业，学生申请科研课题3项，学生创业团队先后被温州晚报、香港文汇报报道。
三、完成课题的保障条件（如研究资料、实验仪器设备、研究经费、研究时间及所在单位条件等）
《3D打印工艺实践》是光机电应用技术专业的核心专业课。
光机电应用技术专业是由中国光学会激光加工专业委员会联合浙江工贸职业技术学院合作共建的重点专业，该专业作为国家激光产业集群建设的人才支撑重要环节，受到了各级政府和学院的极大支持，至今已经获得省、市两级财政经费的专项补助300余万元，建成了一支师资力量雄厚的专业教科研团队。
光机电应用技术专业同时也是学院产学研结合的典范，以该专业为依托分别成立了姚建铨院士工作站、温州激光联合研究院，并与市政府合作共建了四个面向激光产业的科研服务平台，面向泵阀、汽摩配和电力金具等产业开展了激光熔覆、激光快速成型等应用型技术研发服务，近三年科研经费已达到230万元。
本专业与国内多家知名激光设备加工企业，如奔腾楚天激光设备有限公司、上海团结普瑞玛激光设备有限公司、嘉泰激光公司等合作共建校外教学实训基地。
光机电应用技术专业3D打印实训室拥有国内知名的桌面3D打印机30余台，金属3D打印机1台，光固化快速成型机2台，塑料件彩色3D打印机1台，砂型铸造3D打印机1台，三维扫描仪2台，相关配套设备等。
2015年7月由我院牵头申报的“光机电应用技术专业教学资源库”获教育部批准，项目总经费16000000元，其中《3D打印工艺实践》课程作为专业核心课程重点建设。
2016年4月，“光机电应用技术”专业获浙江省教育厅批准进行4年制高职招生。
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